Накапливающий сумматор параллельного действия

ОП ИСАЯ И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

409220

Союз CoeerceN

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 02.VI.1971 (№ 1664208/18-24) М.Кл. G 061 7/385 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изооретений и открытий

Приоритет—

Опубликовано ЗО.Х1.1973. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 29Х11.1974

УДК 681.325.55 (088.8) Автор изобретения

Е. Г. Быков

Заявитель

НАКАПЛИВАЮЩИЙ СУММАТОР ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

1 относится к вычислительной

Изобретение технике.

Известен накапливающий сумматор параллельного действия, содержащий триггеры, вентили, дифференцирующие цепочки, элементы задержки и схемы «ИЛИ», Предложенный сумматор отличается тем, что в нем межразрядные цепи переносов выполнены в виде двух параллельно соединенных и подключенных к схеме «ИЛИ» цепочек, одна из которых содержит последовательно соединенные вентиль и элемент задержки, а вторая — вентиль, причем управляющие входы вентилей подключены к шинам управляющих импульсов. Это позволяет повысить быстродействие сумматора.

На фиг. 1 изображена блок-схема одного разряда предложенного сумматора; на фиг. 2 — то же, на ферриттранзисторных ячейках (ФТЯ).

Построение параллельного накапливающего сумматора с ускоренным поразрядным последовательным переносом позволяет осуществлять передачи вторичных переносов без использования задержек в цепях межразрядных связей.

Межразрядная связь передачи переносов выполнена в виде двух цепочек. По одной цепочке, содержащеи вентиль В, и элемент задержки 33, передается первичный перенос, По

2 другой, содержащей только вентиль В>, осуществляется передача вторичного переноса.

Входы цепочек (первые входы вентилей) соединены с выходом триггера через дифференцирующую цепочку ДЦ, которая формирует импульс переноса. Выходы цепочек совместно с выходом цепи передачи слагаемого в сумматор образуют входы схемы «ИЛИ», выход которой соединен со счетным входом со10 седнего старшего триггера. Включение той или иной цепочки осуществляется подачей управляющих импульсов УИ1 и УИ2 из устройства управления УУ на вторые входы вентилей.

15 Начало, а также длительность включения соответствующей цепочки определяются моментом возникновения и длительностью того процесса передачи переносов, который она обслуживает, Во времени эти процессы четко

2о дифференцированы. Сначала с поступлением разрядов слагаемого, образуются первичные переносы. В этот момент на время, определяемое длительностью первичного переноса, необходимо включить вентили В„через которые

25 первичные переносы поступят на временное хранение в 93, После окончания переходных процессов, связанных с переключением триггеров, первичные переносы с элементов задержки выдаются на входы триггеров. С этого

30 момента и до конца сложения вентили Ве

409220

3 должны быть открыты, поскольку начинается процесс образования и распространения вторичных переносов.

Длительность управляющего импульса на

Л. должна перекрывать максимальное время распространения вторичных переносов Тр,„,„. которое соответствует предельному случаю, когда волна вторичных переносов до того, как поступить на старший разряд, проходит через все (кроме младшего) разряды сумматора.

Время Т,,„„определяется из следующего соотношения:

Тр щ1, = (л 2) (тат+ тздI + та в2 + тз изи гд: n — количество разрядов сумматора; — время задержки триггера; тза„— время .,1держки цепочки ДЦ; т,„,, — время задержки вентиля В, тз „„, — время задержки схемы

«ИЛИ».

Установка сумматора в «нуль» осуществляется подачей импульса на нулевые входы триггеров при закрытых вентилях В1 и В .

Максимальное время образования суммы Т,, считая с момента подачи второго слагаемого, определяется по формуле:

= 2 пт + T„шах = 2т" пт + (n 2) (тзт

+ тздц + таз + таила ) где т „, — время переключения триггера. (Один раз это время расходуется па переключение триггера младшего разряда сумматора и передачу с него первичного переноса, а другой раз — на переключение триггера старшего разряда сумматора после поступления волны вторичных переносов).

В известном сумматоре с последовательными переносами время образования суммы Т g считая с момента подачи второго слагаемого, равно:

Т = 2т„, + (n — 2) (т„+ т,д, + т, „„„+ т„), где т„— длительность задержки элемента задержки.

Как видно, затраты времени, которых удалось избежать в рассматриваемом сумматоре, составляют:

ДТ, = ҄— Т . = (n — 2) т„ и являются в известной схеме затратами, обусловленными передачей вторичных переносов через элементы задержки.

В схеме сумматора, выполненной на ФТЯ ячейка Я1 служит для передачи первичного переноса, ячейка Я вЂ” вторичного переноса, ячейки Я> и Я4 составляют триггер.

Первые входы ячеек Я1 и Я соединяются с нулевым выходом триггера, выходы — со счетным входом соседнего старшего разряда, На вторые входы ячеек Я1 и Яр подаются управляющие импульсы.

l5

Зо а

4

Полный цикл сложения подаваемого числа с содержимым сумматора занимает два такта. В первом такте t слагаемое поступает па входы триггеров. На нулевом выходе триггера, который находился в единичном состоянии и на вход которого поступила «единица» слагаемого, возникнет импульс первичного переноса. Этот импульс записывает «1» в ячеику

Я и воздействует на считывающий вход ячейки Яа. В ячейке Я, исходное состояние которой перед сложением допускается любым, от предыдущих сложений возможно нахождение единицы. Чтобы не допустить ее считывания, на второй вход ячейки в момент tl подается управляющий импульс запрета считывания.

Его длительность перекрывает длительность импульса с выхода ячейки Яз, При этом во всех ячейках Я, где на входе отсутствует считывающее воздействие импульса первичного переноса, импульс запрета считывания запишет «1», благодаря чему осуществляется их подготовка к передаче возможного вторичного переноса в следующем такте.

Во втором такте в момент 1 подается считывающий импульс на ячейку Яь По этому импульсу происходит выдача единицы первичного переноса на счетный вход соседнего старшего триггера. С этого момента начинается процесс образования и распространения вторичных переносов. Вторичный перенос поступает па считывающий вход ячейки Я, находящейся в единичном состоянии. Ячейка Я гасится, при этом па ее выходе возникает импульс, который в качестве вторичного переноса поступает на вход соседнего старшего триггера.

Распространение импульсов вторичных переносов вдоль непрерывной цепочки разрядов сумматора, находящихся в единичном состоянии, сопровождается их задержкой в каждом разряде. Эту задержку дают ячейки Я,и Яз.

Длительность ее 2тз„, где та„— время запаздывания выходного импульса ячейки относительно импульса считывания, Максимально возможная суммарная задержка распространения в и-разрядном сумматоре составит величину

Тр„= 2 (n — 1) т,„. Чтобы в ячейке Я1 не происходила запись вторичного переноса, считывающий импульс (он же импульс запрета записи), подаваемый в ячейку в момент 4, должен иметь длительность Тр „

После окончания второго такта все ячейки

Я1 находятся в нулевом состоянии. Состояние ячеек Я> может быть разное, Наличие «1» в ячейке Я не мешает выполнению очередного цикла сложения, т. е. исходное состояние ячейки Я допускается любым. Таким образом, ячейки Я1 и Я перед началом нового цикла автоматически приводятся в исходное состояние.

Гашение сумматора (установка всех разрядов в «О») происходит в один такт подачей импульса установки триггеров в «О». Одновременно на второй вход ячейки Я1 подается импульс запрета записи, а на второй вход ячейки

409220

УИ3

ïðàÍ ссс са аз У9 ссма пер ессоса из(с " ) Ораз., .еас о слог еа разреаса (с - с)-гсс розр сус смапра аз УУ

Фссг, 7 г, сссс с „сс сг мматпори ересюссс

g p Р ма сваг е радр вессс сссо сссара ссз УУ сосуд

Составитель В. Церцек

Техред А. Камышникова

Корректор Л. Царькова

Редактор В. Левятов

Заказ 1767 Изд. № 1130 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-36, Раушская наб., д. 4/6

Загорская типография

Яз — импульс запрета считывания. Это делается .для того, чтобы при поступлении импульса переноса, возникшего при гашении, не допустить засорения ячейки 8> (записи в нее

«1») и образования импульса на выходе ячейки Яз (если в ней была записана «1»), который своим появлением на счетном входе триггера мог бы помешать его установке в «О».

Предмет изобретения

Накапливающий сумматор параллельного действия, состоящий из триггеров, связанных между собой цепями переноса, содержащими вентили, дифференцирующие цепочки, элементы задержки и схемы «ИЛИ», отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем межразрядные цепи переносов выполнены в виде двух параллельно соединенных и подключенных к схеме «ИЛИ» цепочек, одна из которых содержит последовательно соединенные вентиль и элемент задержки, а дру10 гая — вентиль, причем управляющие входы вентилей подключены к шинам управляющих импульсов.