Параллельный сумматор накапливающего типа со сквозным переносом

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 432496

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 25.05.72 (21) 1788680/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 01.11.74 (51) М. Кл. 6 06f 7/50

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325.54 (088.8) (72) Автор изобретения

В. И. Морозов (71) Заявитель (54) ПАРАЛЛ ЕЛЪНЪ|Й СУММАТОР НАКАПЛИВАЮЩЕГО ТИПА

СО СКВОЗНЪ|М ПЕРЕНОСОМ

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к сумматорам накапливающего типа.

Известны накапливающие сумматоры со сквозным переносом.

Недостатком известных параллельных сумматоров накапливающего типа со сквозным переносом является сложность выполнения цепей формирования сигнала сквозного переноса. В известном параллельном сумматоре накапливающего типа со сквозным переносом цепь формирования сигнала сквозного переноса содержит вентиль переноса В, вентиль прямого циклического переноса В-1, линию задержки либо триггер, фиксирующий сигнал переноса.

С целью упрощения схемы цепей формирования сигнала сквозного переноса в каждом разряде единичный и нулевой выходы суммирующего триггера соединены соответственно с «счетным» входом и входом «установка 1» триггера памяти сигнала переноса, нулевой и единичный выходы которого подключены соответственно в следующем старшем разряде ко входам «управление 1» триггера памяти сигнала переноса и клапана (вентиля) ввода сигнала переноса, выход последнего подключен через клапан ввода числа к счетному входу суммирующего триггера.

Функциональная схема одного из разрядов двоичного параллельного сумматора со сквозным переносом изображена на чертеже.

Каждый разряд сумматора содержит суммирующий триггер 1, триггер памяти сигна5 ла переноса 2, клапан ввода слагаемых чисел

3 и клапан ввода переноса 4, реализующих логическую операцию логических элементов

«И — НЕ» для высоких потенциалов, Единичный и нулевой выходы суммирующего тригге10 ра 1 соединены соответственно с входом «счетный запуск» и входом «установка 1» триггера памяти сигнала, переноса 2 этого же разряда.

Нулевой и единичный выходы триггера памяти переноса 2 подключены соответственно в

15 следующем старшем разряде к входу «управление 1» триггера памяти сигнала переноса 2 и клапану ввода сигнала переноса 4. Выход клапана переноса 4 через клапан ввода чисел

3 подключен к «счетному» входу суммирую20 щего триггера 1. Суммирующий триггер 1 может быть выполнен по любой схеме со счетным запуском, триггер памяти сигнала переноса 2 должен иметь входы: «счетный запуск», «управление 1», «установка 1», «управле25 ние О», «установка О». Счетный запуск осуществляется в момент отрицательного фронта изменения потенциала на «счетном» входе при высоких потенциалах на всех остальных входах. Установка триггера в единичное (нуле30 все) состояние осуществляется либо низким

432496 потенциалом на входе «установка 1» («установка 0») при низком потенциале на «счетном» входе и высоких потенциалах на остальных входах, либо низкими потенциалами Iа входах «установка 1» и «управление 1» («установка О» и «управление 0») при высоких потенциалах на остальных входах. При применении такого же триггера в качестве суммирующего все перечисленные возможности управления («установка 1», «устаиовка 0») могут быть использованы с целью управления сумматором.

В предлагаемом сумматоре сложение двоичных чисел осуществляется в два этапа.

1. Вначале в суммирующих триггерах 1 производится поразрядное сложение числа, хранящегося в них, и числа, вводимого через клапан ввода чисел 3. Результат поразрядного сложения (поразрядная сумма) запоминается на суммирующих триггерах 1, а в это же время триггерами памяти сигнала переноса 2 формируются сигналы переноса, в том числе и сигнал сквозного переноса, если это диктуется условиями сложения.

2. Затем по команде «перенос», подаваемой после сформирования сигнала сквозного переноса на клапан ввода сигнала переноса 4, в соответствии с сигналами переноса из предыдущих младших разрядов осуществляется во всех разрядах одновременное сложение на суммирующих триггерах 1 переносов с поразрядной суммой. На выходах триггеров 1 формируются сигналы, отображающие конечный результат сложения двух чисел (окончательную сумму), который может храниться в сумматоре до следующего сложения.

Если требуется к хранимой сумме прибавить еще число, то после команды «перенос» необходимо установить триггеры памяти сигнала переноса 2 в нулевое состояние (гашение переноса), подав на входы «гашение переноса» низкий потенциал. Для уменьшения времени цикла сложения чисел гашение переноса в данном сумматоре можно производить одновременно со вводом слагаемого числа.

Если требуется погасить число в сумматоре, то для этого достаточно подать одновременно на входы «установка 0» суммирующих триггеров 1 всех разрядов низкий потенциал.

Одновременно с этим на триггеры памяти сигнала переноса 2 следует подать также сигнал установки в нулевое состояние.

При поступлении на входы сумматора «слагаемое число» импульсов низкого потенциала, отображающих слагаемые числа, в тех разрядах, где цифра равна единице, на выходах клапанов ввода чисел 3 формируются импульсы высокого потенциала. Эти импульсы поступают на «счетный» вход суммирующих триггеров 1 и подготавливают их к счетному запуску. Счетный запуск осуществляется во время формирования заднего фронта импульсов, отображающих слагаемые числа, когда на счетных входах триггеров 1 формируется отрицательный фронт. Триггеры 1 переключают5

65 ся в,противоположное исходному состояние, осуществляя тем самым псразрядное сложение чисел. В зависимости от поразрядной суммы данного разряда и предыдущих младших разрядов сигнал переноса в следующий старший разряд формируется двумя способами. а) Если в данном разряде хранится единица, то иа единичном выходе триггера 1 при сутствует высокий потенциал, который подготавливает триггер 2 к счетному запуску, и «сли в этом разряде во время ввода слагаемого числа вводится еще единица то сигнал переноса формируется в момент переключения суммирующего чриггера 1 из единичного состояния в нулевое, когда иа его единичном выходе образуется отрицательный перепад потенциала, переключающий триггер 2 в единичное состояние. На выходах триггера 2 возникают сигналы, отображающие перенос в следу;ощий старший разряд. б) Если и данном разряде хранится единица (ноль) и во время ввода числа в этот разряд вводится ноль (единица), а из предыдущего младшего разряда поступает сигнал переноса в инверсном коде на вход «управление 1» триггера 2, то триггер 2 также переключается в единичное состояние, вырабатывая сигнал сквозного переноса в следующий старший разряд.

Причиной срабатывания триггера 2 в этом случае является подача низкого потенциала одновременно на входы «управление 1» и

«установка 1».

После сформирования сигнала сквозного переноса на клапанах ввода переноса 4 устанавливаются высокие потенциалы, о1ображающие перенос в прямом коде. При поступлении после этого сигнала «перенос» те клапаны 4, на вторые входы которых в это время из предыдущих младших разрядов поступает сигнал переноса, пропускают импульсы низкого потенциала. В результате их воздействия на клапаны ввода чисел 3 на выходах этих клапанов возникают импульсы высокого потенциала, подготавливающие триггеры 1 к счетному запуску. Счетный запуск происходит во время формирования отрицательного фронта импульса команды «перенос», когда на счетных входах триггеров 1 образуется также отрицательный фронт. Триггеры 1 переключаются в состояния, соответствующие окончательной сумме и запоминают ее.

После сформирования окончательной суммы триггеры памяти сигнала переноса 2 возвращаются в исходное нулевое состояние импульсом низкого потенциала («гашение переноса»), поступающим на вход «установка 0» этих триггеров. При поступлении импульса

«гашение переноса» независимо от величины потенциала на остальных входах, на нулевом выходе триггера 2 возникает высокий потенциал который поступает на вход «управление 1» триггера 2 следующего старшего разряда и нарушает цепь сигнала сквозного пе

432496

Предмет изобретения тсп: "Il ц„Уан 7 ц„Улр.7 уЯ р.О Ц„3ЬдЮ лплююг„

- р аюо

/ 7 ж с"

Составитель В. Пахунов

Техрсд Л. Богданова

Редактор Л. Цветкова

Корректор Т. Гревцова

Заказ 2957/14 Изд. ¹ 1737 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4i5

Типография, пр. Сапунова, 2 реноса. Затем триггеры 2 всех разрядов сумматора одновременно окончательно переключаются в исходное нулевое состояние, независимо от состояния суммирующих триггеров 1.

Время сложения вводимого двоичного числа с числом, хранящимся в сумматоре, складывается из времени образования nopa3pëëной суммы, времени образования поразрядной суммы, времени образования сигнала сквозного переноса и времени сложения переноса с поразрядной суммой. При построении многоразрядных сумматоров (с числом разрядов

15 — 40)., как правило, основное время сложения тратится на образование сигнала сквозного переноса (т„). Это время в предлагаемом сумматоре в каждом разряде равно времени переключения одного триггера памяти сигнала переноса (тп), т. е. определяется выражением:

В многоразрядном сумматоре (и-разрядов) время формирования сигнала, сквозного переноса (такси) определяется, как произведение il времен переключения триггеров памяти сигнала переноса, то есть

"е сп — тп.

Параллельный сумматор накапливающего типа со сквозным переносом, содержащий в каждом разряде два логических элемента

«И — НЕ», суммирующий триггер и триггер гамяти сигнала переноса, отличающийся ем, что. с целью упрощения схемы, в каждом разр."де едпнп шьп . и нулевой выходы

10 суммирующего триггера соединены соответственно со входом «счетный запуск» и входом

«установка 1» триггера памяти сигнала переноса, нулевой и единичный выходы которого подключены соответственно в следующем

15 старшем разряде ко входам «управление 1» триггера памяти сигнала переноса и к первому входу первого логического элемента

«Й — НЕ», второй вход которого соединен с клеммой «перенос» устройства, выход этого

20 логического элемента подключен к первому входу второго логического элемента «И вЂ” НЕ», второй вход которого соединен с клеммой

«ñëàãàåмое число» устройства, выход этого логического элемента соединен со входом

25 «счетный запуск» суммирующего триггера.