Устройство для суммирования

 

(72) Авторы изобретения

Ю. Л. Иваськив. В. С. Харам и В.

Ордена Ленина институт кибернетик и Киевское отделение Всесоюзного

Ленина и ордена Октябрьской револ

"Теплоэлектропроект (7 ) Заявители тута (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУММИРОВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств ЦВИ.

Известен комбинационный сумматор реализующий в каждом разряде операцию суммирования двух одноразрядных чисел, представленных в позиционной системе счисления и выполненный на логнчесннх элементах. (11.

Недостатком такого сумматора явля- В ется возможность возникновения при ,суммировании многораэрядньщ чисел переноса через все разряды сумматора, что ограничивает его быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для суммирования, каждый разряд которого содержит сумматор по

20 модулю r (r - основайие система счис- ления), входы которого подключены ко . входам соответствующих разрядов опе- . рандов устройства (2 .

Недостатком такого устройства яв-. ляется также недостаточное быстродействие sa счет распространения пере-. носа от младпих разрядов к старшим.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для суммирования, содержащем в каждом разряде сумматор по модулю r (t - основание системы счисления), входы которого соединены со входами соответствующих разрядов устройства, каждый разряд устройства содержит блок форьярования сумьи,первый, второй и третий входы которого соединены со входами разрядов операндов устройства, предшествующих данному, и выходом сую атора по модулю г а выход является выходом данного разряда устройства.

Блок формирования сумма содержит узел формирования переноса н сумматор по модулю к. (к-значность дредстав-. ления информации), причем входы узла

864283! 8645 формирования переноса соединены с первым и вторым входами блока, входьi сумматора по модулю Ц соединены с третьим входом блока и выходом узла формирования переноса а выход являУ 5 ется выходом блока.

Блок формирования переноса содержит табличный дешифратор и шифратор, причем входы табличного дешифратора соединены со входами блока, а выходы - со входами шифратора, выход которого является выходом блока.

Суть изобретения состоит в том, что суммирование в данном устройстве производится при представлении сум15 мируемых чисел кодами в позиционной избыточной (г k)-системе счисления.

Специфика представления и переработки информации в избыточной системе счисления (ИСС) определяется тем, что в них используется не один модуль, 20 как в традиционной позиционной системе счисления, а два модуля: основание системы счисления (r, r > 2) и значность представления информации (k, k ъ г +1). ,25

Особенность выполнения в ИСС собственно операции одноразрядного суммирования состоит в том, что в отличие от позиционной системы счисления, где операция одноразрядного суммирования выполняется за один такт, в

ИСС эта операция выполняется в два такта, в течение первого такта вычисляется некоторое промежуточное значение-суммы слагаемых а и b no

1 1

Alodr(f 1,...,n; и = разрядность суммируемых операндов, окончательное значение суммы вычисляется во .втором такте. Здесь в качестве операндов

ЛО используются значения слагаемых а . ,1 аат! р

Ь,!,1и значение промежуточной суммы по

6odr, полученной в первом такте. Та» ким образом, операция суммирования в избыточных (r, k) -системах счисления выйолняется в результате реализации следующей системы соотношений !

$ = а,;+ Ь! I и такт а„ =t !)аБ! !!-й такт где 1-!1, i — предыдущий и данный разряды слагаемых а и Ь;

6 1, Ь„, 0„1ф; — цифра соответствующих

1 разрядов;

S,! - промежуточная сумма по

modr;

S< - окончательное значение суммы;

Я вЂ” идентификатор операции суммирования по modr;

+ — идентификатор операции суммирования по modk; (t) — идентификатор округления t до ближайшего ,меньшего целого значения.

Пример 1. Позиционная система счисления, r = 10.

Выполним операцию суммирования над числами А = 885, В = 739.

Первое слагаемое 885

Второе слагаемое

739

1624

1 такт

М

Длина сквозного переноса в данном ,случае составляет 3 разряда.

Пример 2. Избыточная (4 10)система счисления.

Выполним операцию суммирования над

Чи CJI BMH

А = 186453 В = 9937

Первое слагаемое данного разряда

Второе слагаемое

Ф данного разряда 9937

Промежуточная сумма по modr 11330

Первое слагаемое предыдущего разряда 86450

Второе слагаемое предыдущего разряда 99370

Результат суммы 54460

Длина сквозного переноса не превышает 1 разряд, т.е. сквозной перенос здесь действительно не возникает.

Пр ов ерк а.

Акт 18645ак 1 4 + 8 4 + 6 ° 4 +4 ° 4+

+5 =885.

B=9937=94 +94 +34+7= 739

А + В = 885 + 739 = 1624

54460 = 5 44л4 "4 + 4 4< + 6 4 + 0 = — 1624.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для суммирования, где блок формирования суммы выполнен в виде совокупности узла формирования переноса и сумматора по модулю 1 на фиг. 2 — схема блока формирования суммы в виде совокупности табличного дешифратора и шифратора.

Каждый разряд устройства содержит сумматор 1 по модулю 2 и блок 2 формирования суммы. Блок 2 формирования суммы может быть выполнен в виде совокупности узла 3 формирования переноса и сумматора 4 по модулю k .

5 864

Блок," 1>ормированин суммы может быть также выполнен в виде табличного дешифратора 5 и шифратора 6. На вход 7 каждого i-го разряда устройства поступает разряд a : операнда a=a>...а .

На вход 8 каждого i ãî разряда устройства поступает разряд Ь ° операнда

b = Ь ...Ь„., Эти разряды операндов суммируются соответствующим сумматором 1 по модулю 2 и результат S< по- 10 ступает на вход 9 соответствующего блока 2, на входы 10. 11 которого поступают разряды а ° и b„ операндов

1-1

l а, Ь. Узел 3 формирования переноса формирует значение Р.= -" - .которое Г1 1 15

1- Р ) суммируется со значением c суммато1 ром 4 по модулю К . Результат эгого чение 5.1,котopoe поступает на выход 12.

i-го разряда устройства.

В случае выполнения блока 2 в виде совокупности табличного дешифратора 5 и шифратора 6 он функционирует следующим образом: дешифратор 5 для каждого набора переменных S<, а.,Ь по1 1 +4 ступающих по входам 9-11 формирует сигнал 1(, à b ) . Вся совокупность 1 сигналов 5 (S<, а-„,Ь„-) (по1 скольку 51 является 1 -значной, а °

Ь - к-значными), поступая на входы шифратора 6, формирует Ф-значное значение Sj которое поступает на выход 12.

Эффект от использования данного уст ройства определяется увеличением быст35 родействия за счет отсутствия в нем распространения переноса и тем выше, чем больше разрядность суммируемых чисел.

Формула изобретения

1 ° Устройство для суммирования, содержащее в каждом разряде сумматор

283 6 по модулю г (r — основание системы счисления), входы которого соединены со входами соответствующих разрядов устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, каждый разряд устройства содержит блок формирования суммы, первый, второй и третий входы которого соединены со входами разрядов операндов устройства, предшествующих данному, и выходом сумматора по модулю г,. а выход является выходом данного . разряда устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования суммы содержит узел формирования переноса и сумматор по модулю k (g-значность представления информации), причем входы узла формирования переноса соединены с первым и вторым входами блока, входы сумматора по модулю 1 соединены с третьим входом блока и выходом узла формирования переноса, а выход является выходом блока.

3. Устройство по п. 1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что,блок формы. рования суммы содержит табличный де- шифратор и шифратор, причем входы табличного дешифратора соединены со входами блока, а выходы — со входами шифратора, выход которого являетСя вйходом блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 645156, кл. 606 Г 7/50, 1977.

2. Самофалов К.Г. и др. Цифровые многозначные элементы и структуры.

Киев, "Вища школа", 1974, с. 120-126j, pmc. 66 (прототип).

864283

Составитель В. Березкин

Редактор И, Хома Тещец З.Фанта, р ектоо, . Щомак.

Заказ 7794/72 Тираж 748 Подпи с но е

ВНИИПИ Государственного коьятета СССР о делам изобретений и открытий

1!3035> Иоскваа Ж-35 Раупская наб. g, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4