Накапливающий двоичный сумматор

 

(ii) 99161 1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик л е

//с=. г . -"-Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву к. 766017 (22) Заявлено 1906.81 (21) 3302425/18-24

1 3 1 1 М l(gl з

Н 03 К 19/00

G 11 С 11/14 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

1Я1УДК 681. 327..66(088.8 ) Опубликовано 230183, Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 230183

Г.Ф. Нестерук, В.И. Потапов,: B.ô. Нестерук и В.Т. Гиль (72) Авторы изобретения

". "

Омский политехнический институт . (71) Заявитель (54 ) НАКАПЛИВАЮЩИЙ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройства переработки дискретной информации на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД ) По основному авт. св. 9 766017 известен накапливающий двоичный сумматор, содержащий магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности которой расположены логические элементы И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ по числу разрядов операндов, соединенные с динамическими ловушками ЦМД, проводниковый аннигилятор ЦМД, основная токо- 15 вая аппликация, магнитосвяэанная с логическими элементами И-ИСКЛЮЧА!0!11ЕЕ

ИЛИ и динамическими ловушками ЦМД всех разрядов сумматора, первый и второй входы каждого логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с соответствующими входами сумматора, первый и второй выход — соответственно с вторым входом предыдущего логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25 и с входом соответствующей динамичесУ кой ловушки ЦМД, выход которОЙ соединен с первым входом того же логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третий Выход каждого логического элемента

И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с соответствующим выходом сумматора 1).

Недостатком известного сумматора являются ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в выполнении только операций суммирования и хранения результата.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей сумматора путем реализации логических операций.

Поставленная цель достигается тем, что накапливающий двоичный сумматор содержит генераторы ЦМД по числу разрядов операндов, взаимосвязанные с вторыми входами логических элементов

И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и дополнительную токовую аппликацию, магнитосвязанную с первыми выходами логических элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного сумматора.

Накапливающий двоичный сумматор содержит магнитоодноосную пленку 1 с ЦМД 2, на поверхности которой расположены логические элементы И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 по числу разрядов операндов, соединенные с динамическими ловушками 4-7 ЦМД, проводнико991611 вь:й аннигилятор ЦМД 8, основную токовую аппликацию 9, ГЕагнитоснязанную с логическими элементами и динамическими ловушками ЦМД, генераторы доггенон 10, взаимосвязанные с вторыми входами логических элементов

1;-ИСКЛЮЧЯОЩГЗЕ 1!ЛИ дОпОлнительную

-.o«oB«;Ea апг:.Игкацию 11, магнитосвязаннуи с первыми выходами логических злеиеIITOB И-ИСКЛЮс1ИОЩЕЕ ИЛИ, входы

Х -Хг и У! -Ур сУмматоРа (каналы ввода соотвс IcòBóloii;èõ разрядов первого и второго операндов ), выходы

C -C> су .иатора (каналы вывода соответсзтнугощих разрядов результата суммирования ). Цифрами 12-19 обозначены позиции, заниГЕаеиьie ЦМД при их продвижении в сумматоре.

СуГз1атор работает следующим обезазог.г.

Процесс образонанkIFI результата сложения и переноса в старший разряд рассмотрим более подробно на примере 60 суммирования К-х разрядов операндов.

В момент времени, когда ЦМД, соот ветствуюгщий К-му разряду первого сперанда„ поступает на первый вход К-го разряда сумматора. (Позиции 12 ), ЦМД, На нходгз Х„-Хр ". У„ --"У, сумматора подаются операнды, при-iам C àlçønå разряды продгзигаются пo каналам

Х :1 У . Оба слагаемых сводятся раз-! ряд к раз!;яду Еа расстояние, дбстаточное для нзаимодейстгзия 111..(н одно— именных разрядах (позиции 12 и 4 ).

Б результате в позиции б дгпгамических ловушек Образуется результат поразРЯДН ОГО СУ иГ!и(Э Он аниЯ пО ГЕОТЕУП1о Дна а в позициях 13 и 15 — конъго:Екция сОДОРжииОГО ОТ111О1111ен егых Paa PFI3»OB причем 13 IIQBI!LIIIS. 17 неиспользуc! IBIQ

ЦМД пере loс.он уничтожаются lip!i ноз— буждении а111ПЕгилятора 8 и»е проходят на выходь1 С„-. С 11 суг Ематора, а из позиции 13 Г, Ец:;с.;:О:-:ocoB I(-х разрядов сугмато 3«l =-1, 2 ..., p по е<аналам

13-19 1 ocтупагот на .;ерные Езходы (К-1 ) — х злer!C» IOB И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, где B тече н;Ее с:ледугощего такта сложения взаимодействуЕот с результатог1 40 первого поразрядного су миирования по модулю два, находящимся н динамических ловушгсах 4-7, и образуют в них результат Bторого суммирования по модулю дна, а н позициях 13 и 15 — пеpe1IocF в болсге старшие разряды. ПроIJccc cóFIìkipoI3aIIkIFI заканчивается в момент -е31>емеп11, когда ез выходных B аналах 13 — 19 kle остается ЦМД пере— носов. При этом результат сложения хранится B динамических ловушках, откуда он может зыть считан из поз-иции 4 npki возбуждении основной токовой аппликации 9 . ЦМД результата слОжения продвигаются пО ныхОдныи каналам 4,15, 17 и поступают на выходы СЕ -Cгз суг.еиатора, соответствующий К-му разряду второго операнда, поступает н позицию 4, из которых за счет взаимного отталкивания переходят в выходные каналы

13-19 и 4-15, реализуя тегл самым "1" переноса н старший разряд и "0" в динамической ловушке б, 7, 4, 5 ° Если в одном из двух К-ых разрядов операндов ПМД отсутствует, то присутствующий в K-ом разряде другого операнда

ЦМД, не испы.ывая оа талкивающего воздействия, из позиции 4 (или 12 ) через половину такта поступит в позицию б динамической ловушки, реализуя тем самыи "1" и разрядной суммы по модулю два и "0" переноса в старший разряд. Случай с двумя нулями в

К-ых разрядах операндов тривиален, вследствие чего не рассматривается.

Предложенный сумматор может работать B режимах как арифметической, так и логической обработки информации.

В режиме логической обработки могут быть реализонаны логические функци И 11, ИС КЛЕЮЧ Г«ЮЕИЕГ ИЛ!1, ИЛИ п НЕ.

В på;.IBI!å арифметической обработки могут быть выполнеггы арифглетические операции сложе Еие и вычитание.

Рассмотрии работу сумг.1атора н режиме логической обработки информации.

ЛогичсзсЕсие операции .",. и ИСК.ЕДУЧА.ОЦЕЕ

ИЛЕ! выполггяются следующим образогг.

Разряды операндов Х и У по каналзГЕ ввода посT) ïаlот нa BõoBí Э31e— ментов 11 — 1 .СКЛ10 ЫЮ"!ЕЕ l!ЛИ в позиции

12 и 4 соотгетстненно. 8 результате

Ез з аимодейc= н;гя н злег1ег. т;:.х I! -1!СКЛ!ОЧИЦЕЕ ИЛ!1 Iepea 0 2 ; ".. акт!1 c÷èòàki от момента поступлен,я с:;ерандов в позиции 12 и 4, в по 3BI «кс 13 .еоявляются ЦМД результат а 13ыполнения функции 11, где опи у:Еичтожаются при возбуждении токовой ап ликации 11 и Б пОзици«ех J. 5, oткугда Они либо поступагот через О, 75 такта на вьп;оды суииатора (если реал11зуется функция И ), либо уничто:::,.1ю-..ся н позици-ях 17 каналов нывс -,а результата (если реализуется фу1 кция ИСКЛЮЧГ110,I:I: 1!ЛИ ) при нозбуждении пронодникового апнигилятора 8. Через 0.,5 такта B позициях б динамических ловушек ЦМД появляется результат выполнения функции ИСКЛЮЧйЮЦЕЕ ИЛИ, который сохраняется н динамической ловушке и может быть ныведен из нее через 1,25 такта в позиции 15 при возбуждении основной токовой аппликации 9, а затем либо поступает через

1,75 такта на выходы сумматора (если реализуется функция ИСКЛЮЧАЕОЕЦЕЕ ИЛИ ), либо уничтожается в позициях 17 каналов вывода результата (если реализуется функция И ) при возбуждении проводниконого аннигилятора 8. При выпол,ненни функции ИЛИ paýðk!äû операндов

991611

Х и У по каналам ввода одновременно поступают в позиции 12 и 4 на входы элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Затем возбуждается дополнительная токовая аппликация 11 и через 0,25 такта, считая от момента поступления операндов в позиции 12 и 4, разряды операнда Х поступают в позиции 14 вторых выходных каналов логических элементов, а через 0,5 такта в позиции 7 динамических ловушек IIJ4Jf, куда поступает также результат выполнения функции 11СКЛРЗЧА10ЩЕЕ ИЛИ. Таким образом, через 0,5 такта в позициях 7 динамических ловушек реализуется функция ИЛИ. ЦМД, вышедшие в ре- 15 зультате взаимодействия из логических элементов If-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 11ЛИ по трети л выходным каналам, уничтожаются в позициях 17 каналов вывода результата при возбуждении проводни- 20 кового аннигилятора 8. Результат функции ИЛИ хранится и ложет быть выведен через 1,75 такта на выходе сумматора при возбуждении основной токовой аппликации 9.

Функция НЕ выполняется в сумматоре с использованием генераторов ЦМД.

При выполнении функции НЕ разряды инвертируемого операнда поступают в позиции 4 на первые входы элементов И-ИСКЛЮЧАЮ1 .1ЕЕ ИЛИ, причесал разряды операнда У поступают в позиции 4 непосредственно по каналам ввода, а разряды операнда X вначале но каналам ввода поступают в позиции 12, а затем по вторым выходным каналам 12, 14, 6, 7 элементов И-ИСКЛIОЧАIОЩЕЕ ИЛИ передаются к позициям 4. Одновременно с поступлением инвертируе лого операнда в позиции 4 по каналам ввода 10, 19, 12 в позиции 12 каждого разряда сумматора поступают ЦМД от генераторов ЦМД 10. В результате взаимодействия в элементах И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, через 0,5 такта, считая от момента поступления операнда в позиции 4, в позициях 7 динамических ловушек ЦМД появляется инверсное значение операнда, которое сохраняется в динамических ловушках

ЦМД и может быть выведено через 50

1,7 такта на выходы сумматора при возбуждении основной токовой аппликации 9. ЦМД, вышедшие в результате взаимодействия в элементы И-ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ по первым и третьим вы- 55 ходным каналам, уничтожаются при возбуждении соответственно дополнительной токовой аппликации 11 и проводникового аннигилятора 8.

Рассмотрим работу сумматора в режиме арифметической обработки информации.

При выполнении функции вычитания

ЦМД.вычитаемого поступают в позиции

4 и над ними выполняется описанная логи .еская функция НЕ.

В первом случае, когда вычитаемым .является операнд У, одновременно с поступлением инверсии вычитаемого в позиции 4, в позиции 12 по каналам ввода поступают разряды уменьшаемого Х.

Во втором случае, когда вычитаемым является операнд Х, одновременно с поступлением инверсии вычитаемого в позиции 7 динамических ловушек ЦМД, в позиции 16 каналов ввода поступает уменьшаемое У, причем, если одноименные разряды уменьшаемого и инверсии вычитаемого представлены ЦМД, то в результате их взаимодействия

ЦМД разрядов уменьшаемого поступают в позиции 4 динамических ловушек ЦМД, а ЦМД разрядов инверсии вычитаемого по отводным каналам 7, 18, 12 в позиции 12 на вторые входы элементов

И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. После этого сумматор функционирует также, как и при суммировании операндов, в первом случае с момента поступления уменьшаемого в позиции 12, а во втором — в позиции 4. Отличие заключается в том, что после первого такта суммирования в позицию 12 младшего разряда сумматора от генератора ЦМД, взаимосвязанного с вторым входом элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ младшего разряда сумматора, поступает II . После окончания процесса вычитания в динамических ловушках ЦМД образуется разность операндов Х и У, которая может быть выведена на выходы сумматора прн возбуждении основной токовой аппликации 9..

Таким обра- îì,, в предлож:.енном сумматоре за счет введения генераторов

ЦМД и дополнительной токовой аппликации может быть реализован ряд новых арифметических и логических функций.

Формула изобретения

Накапливающий двоичный сумматор по авт. св. Р 766017, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем реализации логических функций, он содержит генераторы цилиндрических магнитных доменов по числу разрядов операндов, взаимосвязанные с вторыми входами логических элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и дополнительную токовую аппликацию, магнитосвязанную с первыми выходами логических элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Источйики инфорМации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 766017,.кл. H 03 К 19/00, 1978 (прототип ).

991611

Составитель Ю. Розенталь

Техред А.дч Корректор И. Мулла

Редактор О. Половка

Заказ 163/76 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4