Комбинационный двоичный сумматор

Союз Советских

Социалистических

Республик (1 ii 744993 (6I ) Дополнительное к «вт. свид-ву (22) Заявлено17.03.78 (21) 2591606/18-24 (1) M. Кл.

Н 03 К 2З/00 б ll С 11/14 с присоединением заявки Ж

Государственный комитет (23) Приоритет дю делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень 9 24 (53) УДК 681.327. . 66 (088.8 ) Дата опубликования описания 30.06.80 (72) Авторы изобретения

Г. Ф. Нестерук, B. И. Потапов и B. Ф. Нестерук (7l) Заявитель

Омский политехнический институт (54) KQNEMHAUHOHHbJA ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств переработки дискретной информации на цилиндрических магнитных доменах (11МД).

Известны комбинационные двоичные сумматоры (КДС), содержащие магнитн( одноосную пленку с LWgl,, на поверхности

10 которой расположены логические элементы (ЛЭ) на пермаллоевых аппликациях.

Один из известных КДС содержит пленку с БМД, на которой расположены

ЛЭ "И-исключающее ИЛИ генераторы и

Ф т5 аннигиляторы ЦМД (1) .

Недостатком этого КДС является его низкое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является

КДС, содержащий магнитоодноосную пленку с БМД, на поверхности которой расположены два логических элемента

И-исключающее ИЛИ", с двумя входами . и тремя выходами, динамическая ловушка и аннигиляторы доменов (2J.

Недостатками известного сумматора являются недостаточно высокое быстродействие вследствне разбросанности" его схемы, являющейся доменным воплощением классической структуры одноразрядного сумматора, построенного на двух полусумматорах, которое при сложении тт -разрядных операторов составляет (п +5) тактов (такчг-время необходимое для одного оборота вращаюшегося в плоскости доменосодержащего слоя вектора й„магнитного поля), а также отсутствие контроля за правильностью функционирования сумматора.

11елью изобретения является увеличение быстродействия и надежности КДС.

Поставленная цель достигается тем, что КДС, содержащий магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности которой расположены аннигиляторы Е(МД и логические элементы И-исключающее ИЛИ, функциональный выход Исключающее ИЛИ

7 44993 ф

ХОДА КОтОр010 (позиция 6 ) через .? 25 такта снимается сигнал пере»!Оса В следу;ощий, более старший, разряд Р . Сигнал пОлусу ммы, поступивший HB Второй

5 Вход BTopol 0 .13 В пОзицпю "1, ВзаимОдействует с сигналом переноса от сложения предыдуц1их разрядов Операндов Р поступившим к этому вре?лепи по каналу

6 -7 -8(ца первый вход второго ЛЗ В

10 позици(о 8((. Результатом такого взаимодойствия будут: сигнал суммы 5;, пояВившийс через такт на третьем выхода

Второго ЛЗ (позиция 5) „и сигнал конъloHI<первого из которых соединен с одним из

ВхОдОВ ВторОГО логического элемента

"И-исключаюц»ее ИЛИ", содержитэлемент считывания HNLj и третий логический элемент "И-исключающее ИЛИ", первый и второй входы которого соединены соответственно с первыми выходами первого и второго логических элементов "Иисключающее ИЛИ", первый вход второ1 о логического элемента "И-исключаюц»0

ИЛИ, соединен с третьим выходом третьего логического элемента "И-исключающее ИЛИ", первый выход которого соединен с апп»1Г11лятором ЦМД н магннтосвязан с элементом с Гитывания ЦМД, а . вторые Выходы логических элементов

И-исключающее ИЛИ" соединены с Q>, —

11иг111п(торами 11МД.

На чертеже изображена принципнал? ная схема предлагаемого сумматора.

Он содержит магпитоодпоосну(0 пленку

Х с ?.?МД Ц > EIQ IOBepxhocTII кОтОрОй расположены аннигпляторы 1?М11 1(1 логичес1?п»е элементаl "И-11ск?(ючающ(зе

ИЛИ 1. с двумя входам11 11 тре?,.1я 131,(хо= - -5 дами и элемент считывания ??М??, « .

Цифрами ?.-12 обозначены пози»»ии, занимаемые 1.1М„(.(ВО Время их 17родвиже— нпя в КДС.

Работа предложенного УДС протекает следующим образом.

1?а входы сумматора 13 позиции ?.;i ?. первого ЛЗ И-исключающее ИЛИ из регистров слагаемых Х и У последовательно пОсту пают 13азряд за разрядомд нани ная с младших. операнды. Момент пос— тупления одноименных разрядов в пози1 ции 1 и 1 будем считать началом огсчета времени при описании работы К??С.

Через О,25 такта одноименные разряцы <О операндов сближаются на расстояние, достаточное для Вознпкновения cHEI магнито=IaTvческогО отталкивания между ?(МД в них (поз1щии 2 и 2 ). Б результате такого взаимодействия через 0,5 такта на первом и втором выходах первого ЛЗ в позициях 3 и 3 соот13етственпо появитIl ся сигналконъ»оякции содержимого разрядов Х, У, а,ца третьем выходе — сигнал

l полусуммы М; Y «/)(; У;, который через 50

О,75 такта поступит на Второй вхзд Второго ЛЗ (позиция 4) по каналу 3-4. !..Игнвл конъюнкции со второго выхода пер1 ( вого ЛЗ по каналу 3 -4 -5 -6 поступаеТ в анниГилятор goweHOI3 Ф, Q c IIep- 55 вого выхода первого ЛЗ через такт на первый вход третьего ЛЗ (позиция

5 ) по каналу 3 -4 — 5, с третьего вы((((((((Ц»IИ ПОЛУСУММ1>! И ПРЕДО(ДУ!ЦСГО IIePe!»ОСА м;г («! 1 «/ . (« ; ) 1 .. Н01113ивц»ийся одновременно па Взор!3?.1 ll первом Выходах

Второгo,ËÝ„причем по .Педпий сигнал Ilocту |пlт па Вт0150Й Вход т?3етьеГО ЛЗ (пО1

01?щпя 9 J „Где учecTD"- е:" В Образовгн ии сигнала переноса Р, в более старший

3 l (! ц разряд, а по каналу з -6 -7 - В анниги11!ТОР ДОМЕНОВ3 ? ((Необходимо огметить, что В сооТаеТстВИ»1 с (IОГикой ?злобе гы схеме 1 сумматОра третий ЛЗ И-исключаюшеe ИЛИ" В lgo?Iн»»ет ф;1»к(»11(Об?зазовапия и!э зенОса В бо ст а(з!1!11й pe Op tlg f =,, V (?«;, "1 " Y- 1- - !/

«/ Х. У (4 У «у Х;У )((»(и потому, как следует 110:1рпвс-.деннои зависимости, для всех

О t ) Вь(р(»жен1(я ««. У; и (V Х, У; ) Р(.1 Одновременно йе могут быть равны единице. Зтс го?зopHT о том, что сигна 1 еди((ещы может РОст"ч"г(ать T07bKQ на

og«1l из ВхОЦОВ TpeTIзего 1?З. 1?ОЛВленис-: двух е!(инин ца 01-0 входах си» н и»изирует

0 сбоe в работе схемы.

1?аиболее час 1 О Вст?зеча(оц!1»мся oTKQзом приводяшим к одновременному- появлен»по двух ед(и1»и»» EIQ входах третьего ЛЗ., является вырождение первого ЛЗ "И--исключающее ИЛИ в Л»Э И-ИЛИ" вследствие воздействия дестабилизирующих фак.торов. Б этом случае два ?.(МД поступив I

It!He HQ ОГО Входы В lloeHUlt 1 и ? появятся через О 5 такта на функциональнь»х Выходах И (позиция 3 ) и Искл(очающее ИЛИ" (позиция 3) тк«да 1(осгуп(нот соответственно чере=- 0,5 такта на первый вход т(зетьего JI3 и через 0,2,.( такта на второй гход второго ЛЗ, Если

?l на первый вход второго ЛЗ (позцция 8 ) к этому Времени приходит 11(чД vepeHOCQ

Р, то последний, отталкиваяс:- от- ??М(Д, нахОдяцеГОся 13 пОзиции - (, Вместо позиции 5 HocTvIIEIT на E3Topoé ВХОД г?зетьегО

ЛЗ (1(озчц1(с(9 )

Дв(3 до?«!епа на 13xogQx TpeTL-,OI o ЛЗ могут одноьременно появиться также v, 74499д

5 случае отказа второго ЛЭ И-исключающее

ИЛИ", заключающимся в том, что БМД переноса Р, поступающий на его первый вход (позиция 8" ), не появляется на выходе сумматора (позиция 5>, а циркулирует по замкнутому контуру, образоII И tt 11 ванному полюсами 6 -7 -8 -9 аппликаций до тех пор, пока на первый вход третьего ЛЭ не поступит БМД-перенос с первого выхода первого ЛЭ. !О

В обоих случаях в результате магпитостатического отталкивания домены из позиций 5" и 9" перейдут соответственно на полюса 6 и 10 аппликаций, or

ll И и ю (Ф И куда цо каначам 6 -7 и 10" -11 -12 l5 поступят в аннигиляторы доменов 1И причем ПМД, продвигающийся по каналу 6 -7, пройдет под элементом считываЯ! Д1 ния < ддооммеенноовв, с выхода которого в этом случае снимается сигнал о сбое в работе 2о сумматора.

Из приведенного описания работы схемы

КЙС следует, что для сложения младших разрядов операндов требуется такт каждый следующий разряд суммы появляется 25 на выходе сумматора с интервалом в 1 такт, один такт необходим для вывода возможного переполнения КДС составляет (П+ 1) такта при сложении и -разрядный операндов, что превосходит аналогич- 36 ный показатель сумматора-прототипа-(И+

5 ) тактов.

Формула изобретения

Комбинационный двоичный сумматор, 35 содержащий магнитоодноосную пленку с цилиндрическими магнитными доменами, на поверхности которой расположены аннигиляторы цилиндрических магнитных цоменов и логические элементы И-исключающее ИЛИ", функциональный выход

"Исключающее ИЛИ первого из которых соединен с одним из входов второго логического элемента "И-исключающее ИЛИ" о т л и ч а ю щ и и c я тем, что, с целью увеличения быстродействия и надежности сумматора, он содержит элемент считывания цилиндрических магнитных доменов и третий логический элемент

"И-исключающее ИЛИ", первый и второй входы которого соединены соответственно с первыми выходами первого и второго логических элементов "И-исключающее

ИЛИ, первый вход второго логического элемента И-исключающее ИЛИ" соединен с третьим выходом третьего логического элемента "И-исключающее ИЛИ, первый выход которого соединен с аннигилятором цилиндрических магнитных доменов и магнитосвязан с элементом считывания цилиндрических магнитных доменов, а вторые выходы логических элементов "И вЂ” исключающее ИЛИ" соединены с аннигиляторами цилиндрических магнитных доменов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды ИНЭУМ, вып. 14, 1974; с. 17.

2. Авторское свидетельство СССР

И. 520623, кл. G 11 С 19/00, 1973 (прототип).

Составитель Ю. Розенталь

Редактор Т. Горячева Техред М, Петко Корректор С. Шомак

Заказ 3683/16 Тираж 995 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )1(-35, Раушская паб., д. 4/5

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