К-значный фазоимпульсный сумматор

К-значный фазоимпульсный сумматор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-, ъ>Cfe0eee

ВИВИАН О 4 тдЧ РДД

АЁЙ е ((>) 450l63

Loess Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ (б!) Зависимое от агт. свидетсльства (22) Заявлено 11.01.71 (21) 1617208/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.74. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 28.05.75 (51) M. Кл. G 06f 7/38

Госудгрственкык комитет

Совете Министров СССР (53) УДК 681.385.5(088.8) ло лелем изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Е. Бобров и В. А. Журкин (71) Заявитель Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им, акад. В. Н. Образцова (54) К-ЗНАЧНЫЙ ФАЗОИМПУЛЬСНЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники, а также может быть применено в автоматике и в приборостроении.

Известны схемы К-значных сумматоров, содержащие два двоичных динамических триггера, схему «Запрет», двухтактный кольцевой регистр сдвига и формирователь фазоимпульсных кодов суммы и переноса. Однако такие схемы содержат соединение большого количества элементов различных типов и наименований, что приводит к сложным алгоритмам выполнения операций многозначного суммирования.

Цель изобретения заключается в уменьшении количества элементов, составляющих схему сумматора, и упрощении алгоритма выполнения операции суммирования.

Эта цель достигается путем использования феррит-транзисторных ячеек (ФТЯ), соединенных в специальную схему, выполняющую операцию суммирования двух слагаемых и переноса из предыдущего разряда. Эта схема содержит входные шины слагаемых, подсоединенных к единичным установочным входам соответствующих динамических триггеров, выходы которых через схему «Запрет» соединены с шиной сдвига двухтактного кольцевого регистра и входной шиной переноса. Выходы разрядов кольцевого регистра сдвига соединяются с соответствующими входами записи формирователя фазоимпульсного кода суммы и переноса, а выходы последнего являются выходами суммы и переноса соответственно.

Схема к-значного фазоимпульсного сумматора изображена на чертеже.

К-значный фазоимпульсный сумматор представляет собой схему, содержащую (3k+9)

ФТЯ. Сумматор имеет входы двух слагаемых

Х1 и Л> и переноса Р; 1 и выходы суммы Х и

1о переноса Р;. Вход первого слагаемого подсоединен к установочному входу по записи динамического триггера на ячейках 1 и 2.

Вход второго слагаемого подсоединен к установочному входу по записи динамического триггера на ячейках 3 и 4. Вход переноса из предыдущего разряда подсоединен к схеме сборки на выходе устройства «Запрет». Динамические триггеры имеют общий вход установки в нулевое состоние тактом т . Шины постоянных тактов подсоединены к обмоткам

ФТЯ динамических триггеров таким образом, что в нулевом состоянии все динамические триггеры генерируют импульсы по такту та

25 (инициирующие ячейки 2 и 4), а в единичном состоянии (инициирующие ячейки 1 и 3) генерируют импульсы, соответственно, по тактам т4 и т:. Выходы динамических триггеров объединяются в схему сборки и подсоединяются

30 на обмотки считывания верхней и нижней яче450163 ек 5 и 6 устройства, выполняющего функцию

«Запрет по т1», на обмотки записи которых подсоединены шины постоянных тактов т3 и т», а выход объединен схемой сборки с входом переноса из предыдущего разряда.

Таким образом, динамические триггеры, устройство «Запрет» и схемы сборок преобразуют информацию входных переменных в число импульсов. Выход устройства преобразования подсоединен к обмоткам считывания ФТЯ верхнего ряда двухтактного кольцевого регистра сдвига.

Схема регистра сдвига содержит 2k ячеек

7, 8, 9, ..., (2k+5), (21+6), соединенных в кольцо по обмоткам записи, К входу записи первой ячейки 7 регистра подсоединена шина редкого такта начальной установки т1 . К нижнему ряду ФТЯ регистра сдвига через эмиттерные входы подсоединена схема управления сдвигом информации (2k+9). На обмотки считывания нижнего ряда ФТЯ регистра сдвига и ФТЯ управления сдвигом подсоединены шины постоянных тактов ть т3 и т7 и шина редкого такта т3 . На обмотку записи ячейки управления сдвигом информации регистра подсоединены шины постоянного такта т4 и т3 и шина редкого такта т, а

h 1 на обмотку гашения — шина редкого такта Т2

К нижнему ряду ФТЯ регистра сдвига через эмиттерные входы подсоединена схема управления вывода результата (21+10). К обмотке записи ячейки управления вывода подсоединена шина редкого такта т2, а к обмотке считывания — шина редкого такта т3 .

Линии связи ячейки управления вывода информации со схемой сборки и эмиттерным входом каждой ФТЯ нижнего ряда ячеек регистра сдвига по токовому принципу подсоединены к обмоткам записи ФТЯ устройства формирования фазоимпульсного кода результата операции суммирования (2k+11), (2/г+ 12), ..., (Зlг+ 8), (3k+9) . Линия связи ячейки управления работой регистра связи с эмиттерным входом ячейки (2k+6) по токовому принципу подсоединена к обмотке записи ячейки (2ki7) схемы формирования переноса в старший разряд.

Схема переноса в старший разряд содержит две ФТЯ (2/г+7) и (21+8). Выход ячейки (2k+7) подсоединен к обмотке записи ячейки (21+8) задержки переноса до следующего цифрового периода. К обмотке считывания схемы подсоединены шины редких тактов (к ячейке (2k+7) — т и 3 — 1 — к ячейке (2k+ 8), К обмоткам считывания верхнего ряда ФТЯ регистра сдвига подсоединен выход устройства преобразования информации в число импульсов. К обмоткам считывания верхнего ряда ФТЯ регистра сдвига для выполнения операции вывода результата и гашения информации в регистре подсоединены шины редких тактов т2 и т8.

Схема устройства формирования фазоимпульсного кода результата содержит (k — 1)

ФТЯ (21+11), (2lг+12), ..., (3!г+8), (Зй+9).

На обмотки записи ФТЯ подсоединены соответствующие линии связи от схемы управления вывода результата. Каждая линия связи соответствует определенному значению результата. На обмотки считывания подсоединены соответствующие шины редких тактов

3 --,, ..., с,— . Выходы ячеек устройства формирования фазоимпульсного кода резуль15 тата подсоединены к схемам сборки. Выход последней схемы сборки устройства является выходом к-значного фазоимпульсного сумматора.

Слагаемые, поступающие на входы к-знач20 ного фазоимпульсного сумматора, представлены в фазоимпульсной форме, причем каждому нз к возможных значений (О, 1, 2, (k — 1) соответствует наличие импульса тока по соответствующему такту (т„-,—, -3

lг — 1 h — 2 ,2 1

25 3 3)

Для нормального суммирования информации все слагаемые подаются в одном цифровом периоде, а результат операции получается в следующем цифровом периоде, кроме нулеЗО вого значения результата (нулевое значение результата выводится в том же цифровом периоде).

За цифровой период принимается временный интервал между двумя токовыми импуль35 сами редкого такта т, в генераторе тактовых импульсов. За тактовый период принимается временной интервал между двумя токовыми импульсами постоянного такта ть Количество тактовых периодов, необходимых для правиль40 ной работы сумматора, равно k (k — значность системы счисления) . Количество тактов в тактовом периоде, необходимых для правильной работы сумматора, равно «8». Такты, повторяемые в каждом тактовом периоде, на45 зываются постоянными и обозначаются как ть а такты, повторяемые в каждом цифровом периоде только один раз и в определенном тактовом периоде называются редкими и обозначаются как т .

Работу схемы можно проследить на примере сложения двух чисел Х1 — — 4, Х2=1 и переноса Р; 1 — — 1.

Пусть k=5, перед выполнением операции суммирования динамические триггера находятся в нулевом состоянии, устройство «Запрет» — в запертом состоянии, так как по такту 1 1поступил импульс гашения. В регистр сдвига, в ячейку 7, произведена началь60 ная установка по такту т1. Код числа Х,=4

1 предусматривает появление токового импульса по такту г3 Х2 1 по такту ь 3 и Р; 1 1 по такту x3h — . Но по такту т2 все динамические тригеры срабатывают и считывают информа65 цию ячеек 5 и 6. На выходе схемы «Запрет»

450!63

55 импульс не появляется, так как схема «Запрет» погашена по такту ть По такту т, записывается информация в ячейку 1 — первое слагаемое. По такту т4 динамический триггер срабатывает и считывает информацию схемы

«Запрет», подготовленную к работе по такту тз. Выход ячейки 6 считывает сдиничку информации из ячейки 7 регистра сдвига, которая записывается в ячейку 8 нижнего ряда регистра по такту т4. Ячейка управления сдвигом (2k+9) подготовлена к работе тактом т4, и следующий постоянный такт т5 считывает информацию двухъярусной схемы из ячеек 8 и (21+9). Токовый импульс переводит в единичное состояние ячейку 9 верхнего ряда регистра сдвига. По постоянному такту т5 происходит формирование состояния первого динамического триггера, а по т6 — ячейки (2k+9).

Так как в ФТЯ нижнего ряда регистра информация отсутствует, постоянным тактом т7 гасится информация ячейки управления сдвигом (2k+ 9) . В следующих втором и третьем тактовых периодах схема работает аналогично описанному выше.

В (k — 1) четвертом тактовом периоде динамический триггер на ячейках 3 и 4 переводится в единичное состояние кодом числа Х =1.

Инициирующей ячейкой становится ячейка 3.

Это вызывает появление токовых импульсов на входе схемы «Запрет» в (k — 1) период по тактам т 4 и 6 вЂ, Так как перед появлением каждого импульса со схемы сборки устройство «Запрет» постоянными тактами т и т устанавливается в рабочее состояние, то на выходе ячейки 6 появляются токовые импульсы но тактам т4- и тб-, которые объединяются на схеме сборки с токовым импульсом переноса по такту т и с помощью нижнего ряда ячеек регистра, считываемых тактами т5, т7, ть и ячейки управления сдвигом (2k+9), подготавливаемой тактами т4, т, т8 —, продвигают единичку информации до ячейки 9, которая в (k — 2) тактовом периоде сохранилась в ячейке (2k — 3), При считывании двухьярусной схемы из ячеек (2k+6) и (2k+9) происходит запись единицы информации в схему формирования переноса в ячейку (2k+7). По такту т" все динамические триггеры устанавливаются в нулевое состояние, и заканчивается продвижение единицы информации в регистре сдвига. Место положения единицы информации в регистре сдвига по такту т » определяет результат операции суммирования.

По такту т в устройстве формирования переноса единица информации перезаписывается в ячейку (21+8) запоминания переноса

35 до следующего цифрового периода и считывается в следующем цифровом периоде в (к — 1) тактовом периоде по такту т в следующий цифровой разряд сумматора.

По такту т гасится ячейка (2k+9) управления сдвигом, и подготавливается к работе ячейка управления вывода информации (21+10). В регистре сдвига единица информации перезаписывается в нижний ряд ФТЯ, т. е. в ячейку 10. По следующему такту -з происходит срабатывание двухъярусной схемы из ячеек (2k+ 10) и 10. При срабатывании двухъярусной схемы записывается единица информации в ячейку схемы формирования фазоимпульсного кода результата (2k+11), одновременно в регистре сдвига единица информации записывается в ячейку 11. По такту т8 эта единица перезаписывается в нижний ряд ФТЯ регистра сдвига. Так как в ячейке управления сдвигом (2Й вЂ” 11) информация погашена тактом т7, то тактом т, гасится единица информации в нижнем ряду регистра сдвига (в ячейке 12) и, одновременно, происходит начальная запись единицы информации в ячейку 9.

По такту т второго цифрового периода считывается единица информации из ячейки (2k+11), что соответствует фазоимпульсному коду числа «1», а по такту т8 — единица и — 1 информации из ячейки (21+8), что соответствует переносу в следующий разряд числа

«1» в фазоимпульсном коде.

Таким образом, получен результат суммирования «1» и перенос в старший разряд «1».

В десятичной системе счисления это соответствует числу 6 (результат правильный)

4+ 1+ 1 =60о)=11д1.

Предмет изобретения

К-значный фазоимпульсный сумматор, содержащий два двоичных динамических триггера, схему «Запрет», двухтактный кольцевой регистр сдвига и формирователь фазоимпульсных кодов суммы и переноса, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью упрощения устройства, входные шины слагаемых подсоединены к единичным установочным входам первого и второго динамических триггеров, выходы которых через схему «Запрет» соединены с шиной сдвига двухтактного кольцевого регистра сдвига и входной шиной переноса, причем выходы разрядов кольцевого регистра сдвига соединены с соответствующими входами записи формирователя фазоимпульсного кода суммы и переноса, а выходы последнего соединены с выходами суммы и переноса соответственно.

450163

Составитель И. Долгушева

Техред Н. Куклина

Редактор Е. Семанова

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1202/5 Изд. № 1132 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5