Сумматор со сквозным переносом

Сумматор со сквозным переносом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i> 705445

НИ (. (61) Дополмительмое к авт. свмд-ву(22) Заявлено 0809.77 (21) 2521843/18-24 с р заявки М— (23) Приоритет (Я)М, К .

С 06 Г 7/385 а 06 F 11/00

Государстаенный ком нтет

СССР

llo делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК681 325 (088, 8) Опубликовамо 25.12.79 Бюллетень Й9 47

Дата опубликовамия оммсаммя 281279 (721 Авторы изобретения

И.В.Дедулев и A.A.Øîñòàê (71) 3aae reab Минский радиотехнический институт (5 4 ) СУММАТОР СО СКВОЗНЫМ ПЕРЕНОСОМ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено при разработке арифмети ческих устройств, контроль которых организован по четности, а используемые сумматоры образуют разрядные переносы сквозным (последовательным) способом.

Иэзестны сумматоры со сквозным пе- tO реносом с организацией контроля по четности, содержащие в каждом разряде узел образования переноса иэ данного разряда и узел формирования суммы с функциональной зависимостью от переноса, входы которого соединены с выходами узлов образования переноса из данного и предыдущего разрядов (1) и (2)-.Хотя данные сумматоры и позволяют обнаруживать все ошибки, вызываемые одиночной неисправностью, при организации их контроля по четности, однако они требуют для своей реализации большого объема оборудования, а следовательно, имеют пони- 2с женную надежность, В качестве прототипа выбран сумматор со сквоэньи переносом, содержащий в каждом разряде элементы И и ИЛИ, вХоды -которых соединены с шинами значений разрядных слагаемых, узел образования перенОса из данного разряда, входы которого соединены с вы ходами элементов И и,ИЛИ, а также с шиной значения переноса иэ предыдущего разряда, узел формирования сум" мы, входы которого соединены с выходом элемента ИЛИ, с шиной значения переноса иэ предыдущего разряда,а также с выходом инверсного значения переноса узла образования переноса иэ данного разряда (3).

Недостатком такого сумматора является невозможность обнаружения всех ошибок, вызываемых одиночной неисправностью сумматора при организации его контроля по .четности, то есть низкая функциональная надежность, Действительно, разрядные суммы формируются в такси сумматоре в соответствии с выражением

Sп eл(тих+с „ЪОисп „, где а„=о„Ь„,Tn=dn >n» функцйи соответственно генерации и транзита переноса,формируете первым элементом И и элементом ИЛИ;

Окан — разрядные слагаемые и-го разряда сумматора;

705445 и -1 (Сп 6„С„„3 -4

Анализ значений приведенных булевых разностей позволяет сделать следующие выводы: а) ошибка в образовании С, вызванная неисправностью схемы образования переноса из п-го разряда, не будет обнаружена контролем по четности, если: с п= Ьи =Сп„=О

ИЛИ Й =Ь =Сп 1=1 б) ошибка в образовании ЯП, вызван ная неисправностью схемы формирования функции генерации переноса, не будет обнаружена контролем по ч етности, если: цп= Ь, =О

Целью изобретения является обна ружение всех ошибок, вызываемых одиночной неисправностью сумматора, при контроле его работы по четности, т, е. повышение его функциональной надежности (вероятности получения достоверных результатов).

Поставленная цель достигается тем, что сумматор содержит в каждом разряде второй элемент И, входы которого соединены с шинами значений разрядных слагаемых, а выход соединен с дополнительным входом узла формирования суммы, третий элемент

И, входы которого соединены с выходом второго элемента И и с выходсм инверсного значения переноса .узла образования переноса иэ данного разряда, четвертый элемент И, первый вход которого череэ элемент

HF» соединен с выходом элемента ИЛИ,а второй вход соединен с выходом прямоС,„ — перенос из предыдущего разряда; п+ТпСи- — перенос йз данного разряда.

Значение булевых разностей и их произведений имеют вид: йосси(+p ) пСп- ) и и

= Я „+ б„„)(т„+С„„1; с "и „-„+H„C„-„ G„C„-)) а(С„„(„+ ниС„

dC

=H чН с(-тпсп гитис„„+с п.с,п )

< п

dG и „ п „(т„сп„ си 1=тп;

d5q 3 тисп п п п „+ОпСп„ йп ат„ б и и — ОСА,dSn

=Т с Г=т дт = и п-1 и и и-(1го значения переноса узла образова ния переноса из данного разряда, выходы третьего и четвертого элемента И соединены с шиной сигнализации сбоя сумматора, 5 На чертеже приведена схема предлагаемого сумматора (для определенности рассмотрен и-й разряд), Сумматор содержит элементы 1 И и 2 ИЛИ для формирования соответственно функций генерации и транзита переноса, входы которых соединены с шинами 3 значений разрядных слагаемых, узел 4 образования переноса из данного разряда, входы коl5 торого соединены с выходами элементов 1 И и 2 ИЛИ, а также с шиной

5 значения переноса из предыдущего разряда,. узел б формирования суммы, входы которого соединены с выходом элемента 2 ИЛИ, с шиной 5 значения переноса из предыдущего разряда, а также с выходом 7 инверсного значения переноса, узла 4 образования переноса из данного разряда, второй элемент 8 И для .дублирования функции генерации переноса, входы которого соединены с шинами 3 значений разрядных слагаемых, а выход соединен с дополнительным входом узла б формирования суммы, третий элемент

30 9 И, входы которого соединены с выходом элемента 8 И и с выходом 7 инверсного значения переноса узла

4 образования переноса из данного разряда, четвертый элемент 10 И, 35 первый вход которого через элемент

11 HE соединен с выходом элемента

2 ИЛИ, а второй вход соединен с выходом 12 прямого значения переноса узла 4 образования переноса из дан40 ного разряда, выходы элементов 9,10

И соединены с шиной сигнализации 13 сбоя сумматора.

Суьматор работает следующим образом. Рассмотрим обнаружение

45 ошибок в работе сумматора, вызываемых одиночной неисправностью элементов

1,8 И, 2 ИЛИ и узлов 4,6 образования переноса и формирования суммы, так как только они могут повлиять на правильность формирования суммы (результата) .

Пусть ошибка в формировании суммы вызвана неисправностью узла 6 или элемента 8 И. Но тогда она будет всегда обнаружена контролем по четности, так как неисправность узла 6 или элемента 8 И может привести к возникновению ошибки только в и-ом разряде сувмы.

Пусть возникла ошибка в сумме из-за

60 неисправности э:. мента 2 ИЛИь Выше было показано, что если ошибка в формировании функции Тп вызывает ошибку в переносе, то она в обязательном порядке вызовет сшибку и в формировании S суммы. Но тогда общее число

705445

Формула изобретения

I ошибок в разрядах суммы и переноса будет нечетно, например, ошибкй в Сну Я» Sи+4 или C»t S i С»+4 Ф

8», S„+. и т.д.

В заключение рассмотрим случай, когда ошибка в сумме вызвана неис- 5 правностью элемента 1 И или узла 4.

Ранее было показано, что во всех случаях, кроме 0»=t)ti- С д о и с(»= Ь„- С п = 1 ошибка в С» обязательно вызывает (ыибки в S» и S»+q 10 разрядных суммах, что обнаруживается контролем по четности. В случае же, когда с1 -b С„=1 и возникла ошибка в формировании С> переноса, то она будет выделена элементом 9 И, если жег =Ъ„=с» = О, то она будет выделена элементом 10 И.

Итак, в данном сумматоре, любая ошибка, вызываемая одиночной неисправностью, будет обнаружена контролем по четности. Следует особо отметить, что надежность сумматора (вероятность безотказной работы) при этом практически осталась неизмененной. Общий объем введенного дополнительно оборудования невелик (три двухвходовых элемента И и один элемент НЕ).

Суьиатор со сквозным переносом, содержащий в каждом разряде элементы И и ИЛИ, входы которых соединены с шинами значений разрядных слагаемых, узел образования переноса из 35 данного разряда, входы которого соединены с выходами элементов И иИЛИ, а также с шиной значения переноса. б 1 из предыдущего разряда, узел формиро вания сумма, входы которого соединены с выходом элемента ИЛИ, с шиной значения переноса из предыдущего разряда, а также с выходом инверсного значения переноса узла образования переноса из данногО разряда, о т л и ч а ю щ. и и с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности, сумматор содержит в каждом разряде второй элемент И, входы которого соединены с шинами значений разрядных слагаемых, а выход соединен с дополнительным входом узла формирования г сумьы, третий элемент И, входы которого соединены с выходом второго элемента И и с выходом инверсного значения переноса узла образования переноса из данного разряда, четвертый элемент И, первый вход которого через элемент НЕ соединен с выходом элемента ИЛИ, а второй вход соединен с выходом прямого значения переноса узла образования переноса из данного разряда, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с шиной сигнализации сбоя сумматора.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Селлерс P. Методы обнаружения сшибок в работе ЭЦВМ, М., Мир

1972, с.127-130.

2. Авторское свидетельство СССР

У 397909, кл, G Об F 7/50, 1971, 3, Карцев М.A. Арифметика цифровых машин. М., Наука, 1969, с.152

,(прототип) .

Составитель В.Березкин

Редактор Д.Милитеев Техред Н.Ковалева Корректор Ю ° Братяга

Заказ 8032/52 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открйтий

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

М филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4