Параллельный сумматор с контролем по честности

Параллельный сумматор с контролем по честности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсинк

Социалистических республик »..691856 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.01.77 (21) 2444538/18 — 24.(51)М. Кл.

G 06 F 11/00

G Об F 7/385 с присоединениеьт заявки М

Г44тДЗРСТ6йвный ммвтет

СССР аа делам взабратений в 4ткрмтвй (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.79, Бюллетень М 38 (53) УД1(, б81,3 (088.8) Дата опубликования описания 15.10.79 (72) Авторы изобретения

Б. Г. Лысиков и A. А. Шо

Минский радиотехнический инст (71) Заявитель (54) ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СУММАТОР С КОНТРОЛЕМ ПО ЧЕТНОСТИ

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к структурам цифровых арифметических устройств, контроль которых организован по четности, я используемые сумматоры формируют разрядные переносы параллельным образом, Известны сумматоры, содержащие в каждом разряде схему образования параллельного переноса из разряда, включающую схемы формирования функций генерации и транзита переноса, выходы которых соединены со входами собственно схемы образования параллельного переноса Из разряда, на дополнительные входы которой поступают сигналы функций генерации и транзита переноса из предыдущих разрядов, а выход является выходом схемы образования параллельного переноса из разряда, схему суммы, входы которой соединены с выходами схемы образовайия -параллельного -переноса из предыдущего разряда и схем формирования 1 функций генерации и транзита переноса этого же разряда (11.

Разрядные суммы при этом формир чотся в соответствии с выражением

Бп = ОпМТп Сп 1 (1) где п = аппп

Тп = ап+Ьп — соответственно функции генерации н транзита переноса и-го разряда;

Сп, — перенос из предыдущего (n — 1) -ro разряда;

an bn — разрядные слагаемые, Недостатком известных сумматоров является невозможность обнаружения ошибок, вызываемых неисправностью собственно схемы образования параллельных переносов из разрядов (схемы образования параллельных переносов эа исключ- вием схем . формирования функций Gn и Tn), при организации их контроля по четности, Из известных сумматоров с параллельными переносами и контролем по четности наиболее близким по технической сущности k изобретению является параллельный сумматор с контролем по четности, содержащий в каждом разряде блок формирования суммы с функциональ ной зависимостью от переноса, причем первый, второй и третий выходы блока формирования

56 4

3 6918

Параллельного переноса четных разрядов сумматора соединены соответственно с первым, вторым и третьим входом блока формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса (2). 5

Здесь при формировании разрядных сумм предполагается использование выражения ь Ю

Sn ап 1 п Сп Сп1 + бпСп Cn q +

+ Т„ Cn Cn, + („ Cn С„ q (2) 10 что позволяет: — во-первых, применять в схемах суммы и переносов общие схемы формирования функций генерации и транзита переноса; — во вторых, обеспечить высокое быстродей- 15 ствие (разрядная сумма по Сп переносу формируется в три уровня).

К основным недостаткам следует отнести: — относительно низкий уровень контроля. собственно схем образования параллельных переносов из разрядов (в 50% случаев эти схемы не контролируются по четности).

Действительно, так как булевы разности от Sn и $п+1 сУмм соответственно Равны 1 и Mn q, то ошибка в образовании переноса не всегда будет обнаружена контролем по четности, вопреки распространенному мнению (2), а лишь в случае равенства нулю полусуммы следующего разряда. — не позволяет организовать контроль схем, формующих инверсии C„переносов. — использование в схеме суммы сумматора схем, формирующих разрядные суммы в соответствии с выражением (2), требует увеличения ее оборудования примерно на 40% в сравнении с исходным вариантом (то есть, когда разрядные суммы формйруются в соответствии с соотношением (1).

Целью изобретения является повышение конт40 ролирующеи способности как за счет увеличения процента обнаруживаемых ошибок, так и за счет сокращсния избыточного оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в каждый нечетный разряд сумматора введены блок формирования поразрядной суммы, блок

45 формирования дублирующего переноса и блок сравнения, причем первый вход блока формирования поразрядной суммы соединен с первым входом блока формирования дублирующего переноса и является входом устройства, первый

11 второй выходы блока формирования парал- лельйого переноса нечетных разрядов соединены соответственно со вторым и третьим входом блока формирования поразрядной суммы соответствующего разряда, третий выход блока форми рования параллельного переноса каждого нечетного разряда соединен с первым входом соответ- ствующего блока сравнения и с четвертым входом

1блока формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса последующего четного разряда, третий выход каждого четного блока формирования параллельного переноса соединен соответственно с первым входом блока формирования поразрядной суммы последующего нечетного разряда, первый и второй выходы блока формирования параллельного переноса каждого нечетного разряда соединены соответственно со вторым и третьим входом соответствующего блока формирования дублирующего переноса, выход которого соединен со вторым входом соответствующего блока сравнения, выход блока сравнения является выходом устройства.

Таким образом, сумматор построен с решетчатой функциональной зависимостью суммы от переноса, то есть, если $п сумма зависит от пеРеносов Сп и Сп 1 соответственно из собственного и предыдущего разрядов и формируется в соответствии с выражением (2), что $п 1 и $п q суммы зависят соответетвен. но от C„и Сп, переносов ю предыдущего разряда и формируются согласно соотношению (1), В этом случае ошибка в образовании Сп переноса, вызванная любой неисправностью схемы образования параллельного переноса, будет обнаружена контролем по четности, так как бУлевы Разности 0$п/дСп и д$п+1/дСп всегДа равны единице, Ошибка же в формировании

Сп+1 переноса будет всегда обнаружена контролем по четности, если она вызвана неисправностью только схемы формирования Gn+1 или Тп „1 функции (так как разрядная сум. ма $п+1 = 6п+ М Тп 1 М Сп не обнаРУжена контролем, как и в известном сумматоре в

Р

50 o случаев (в предлагаемом сумматоре, когда полусумма Нп следующего разряда равна нулю), если она вызвана неисправностью собственно схемв1 образования параллельного переноса.

Введение в сумматор n/2- (и-разрядность сумматора) схем формирования дублирующих переносов с их последующим сравнением с дублируемыми переносами позволяет организовать полный контроль сумматора.

На чертеже приведена структурная схема параллельного сумматора с контролем по четности.

Сумматор содержит в каждом разряде блок 1 формирования параллельного переноса, блок 2 формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса в разрядах с четными номерами, входы 3 и 4 которого соединены с выходами блока 1 формирования параллельных переносов из собственного и тшедыдущего разрядов, блок 5 формирования

5 691856 6 поразрядной суммы в разрядах с нечетнымй номерами, вход 6 которого соединен с выходом блбка 1 формирования параллельного переноса из предыдущего разряда (для первого разряда на этот вход поступает входной перенос сумматора Со), Влок 1 формирования параллельного пере1носа из разряда в каждом разряде содержит элемент И 7 и элемент ИЛИ 8, которые выполняют функцию генерации и транзита переноса, соответственно выходы которых соединены со. входами узла 9 формирования паралельного переноса из разряда, на дополнительные входы 10 которого поступают сигналы функций генерации и транзита переноса из предыдущих разрядов, а выход является выходом блока 1 формирования параллельного переноса из разряда.

Дополнительные входы 11 и 12 блоков

2(5) в каждом разряде соединены с выходами элементов И 7 и ИЛИ 8 формирования функщй генерации и транзита переноса этого же разряда, Сумматор содержит в разрядах с нечетными номерами блок 13 формирования дублирующего переноса, входы которого соединены выходами блока 1 формирования параллельного переноса из предыдущего разряда элемента И 7 и элемента ИЛИ 8 формирования функций генерации и транзита переноса этого же.разряда, а выход подключен к первому входу блока 14 сравнения, второй вход бшибка, нечетный, например 1-й, так как она может вызвать ошибку в разряддой сумме Й (случай необнаружения ошибки), а может и не вызвать ошибку в -разряде суммы (случай обнаружения ошибки) .

В нечетных разрядах ошибка в работе уз,ла 9 будет обнаружена в результате сравнения выхода сигналов на выходе блока 1 с выходом блока 13 формирования дублирующего

10 переноса блоком 14 сравнения которого соединен с выходом блока 1 формирования параллельного переноса из этого же разряда.

Сумматор работает следующим образом, Пусть ошибка в образовании параллельного на неисправностью элемента И 7 формирования функции генерации или элемента ИЛИ 8 транзита переноса. Тогда эта ошибка обязательно вызовет ошибки в формировании S и S сумм, что будет обнаружено контролем по четности, так как общее число ошибок в разрядах суммы и переноса нечетно. Распространение же ошибки переноса С вдоль разрядов сумматора не нарушает условие нечетности общего числа ошибок в разрядах суммы и переноса. Если же ошибка в образовании параллельного переноса вызвана неисправностью узла 9 формирования параллельного переноса иэ разряда, то она будет обнаружена контролем по четности, если номер разряда сумма- ° . тора, в котором произошла ошибка, четный, например 2-й, так как она при этом вызовет ошибки в разрядных суммах S и S3, не всег. да будет обнаружена контролем по четности, если номер разряда, в котором произошла ром блока формирования поразрядной суммы последующего нечетного разряда, первый и второй выходы блока формирования параллельТаким образом, введение в параллельный сумматор с контролем по четности в разрядах с нечетными номерами n/2 блоков формирования дублирующих переносов и/3 блоков сравнения и n/2 блоков формирования поразрядной суммы позволит обнаруживать контролем по четности все сочетания ошибок, вызываемые одиночной неисправностью сумматора, го Формула изобретения

Параллельный-сумматор с контролем по четности, содержащий в каждом разряде блок формирования параллельного переноса, каждый четный разряд содержит блок формирования

25 суммы с функциональной зависимостью от пес реноса, причем первый, второй и третий выходы блока формирования параллельного переноса четных разрядов сумматора соединены соответственно с первым, вторым и третьим входом блока формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения контролирующей способности сумматора, в каждый нечетный разряд сумматора введены блок формирования поразрядной суммы, блок формирования дублирующего переноса и блок сравнения, причем первый вход блока формиропереноса, например, иэ 1-ro разряда С>, вызва- вания поразрядной суммы соединен с первым входом блока формирования дублирующего

4О переноса, первый вход блока формирования поразрядной суммы первого разряда является входом устройства, первый и второй выходы блока формирования параллелыгого переноса нечетных разрядов соединены соответственно

45 со вторым и третьим входом блока формирования поразрядной суммы соответствующего

- раэряла, третий выход блока формирования параллельного переноса каждого нечетного раэ50 ряда соединен с первым входом соответствующего блока сравнения и с четвертым входом блока формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса последующего четного разряда, третий выход каждого четного блока формирования параллельного йере55 носа,.соединен соответственно с первым вхо° °

° Ф ° ч и-и разряд

Составитель И. Сигалов

Техред Л.Алферова, КорректорТ. Скворцова

Редактор Э. Губницкая

Заказ 6217/39

Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 691856

Його переноса каждого нечетного разряда сое- Источйики информации, динены соответственно со вторым и третьим принятые во внимание при экспертизе входом соответствующего блока формирования 1. Селлерс С, Методы обнаружения ошибок дублирующего переноса, выход которого сое- в работе ЭЦВМ. М„"Мир", с. 118 — 119, 1972, динен со вторым входом соответствующего бло; 5 2, Селлерс Ф, Методы обнаружения ошибок ка сравнения, выход блока сравнения является в работе ЭЦВМ. М. "Мир",;. 127 — 130, 1972 выходом устройства. (прототип).