Магнитный сумматор

Магнитный сумматор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,» ° е -, ОП ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1746939

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 240278 (21) 2584684/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (51)М. Кл.2

Н 03 К 23/00

G 11 С 11/14.

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07,07,80. Бюллетень ¹ 25 (53) УДК 681. 327.. 66 (088. 8) Дата опубликования описания 07.0780 (72) Авторы изобретения

В. Б. Смолов, Л. В. Гловацкий, A A Зельдин и Л.А. Шумилов (71) Заявитель (54) МАГНИТНЫЙ СУММАТОР

25

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств переработки дискретной информации на цилиндрических магнитных доменах 5 (ЦМД) .

- Известны магнитные сумматоры, содержащие магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности которой расположены логические элементы, генераторы и аннигиляторы ЦМД.

Известен магнитный сумматор содержащий магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности которой расположены логические элементы 15

"И-исключающее ИЛИ", динамические ловушки и аннигиляторы ЦМД (11 .

Недостаток сумматора — его ограниченное быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является магнитный сумматор, содержащий в каждом разряде расположенные на магнитоодноосной пленке основную динамическую ловушку ЦМД, соединенную с первым аннигилятором и первым переключателем ЦМД, и второй аннигилятор ЦМД, соединенный со вторым переключателем ЦМД f21 .

Недостаток известного сумматотора — большая величина времени суммирования, зависящего от разрядности слагаемых.

Цель изобретения — повышение быстродействия сумматора.

Поставленная цель достигается тем, что сумматор содержит в каждом разряде первую дополнительную динамическую ловушку ЦМД, соединениую с первым переключателем ЦМД и вхОдом устройства, и вторую дополнй1" тельную динамическую ловушку ЦМД, соединенную с основной динамической ловушкой и вторым переключателем

ЦМД.

На фиг. 1 и 2 изображены, соответственно, блок-схема и принципиальная схема двух разрядов магнитного сумматора.

Магнитный сумматор (фиг.1) содержит магнитоодноосную пленку с

ЦМД, на поверхности которой расположены основные динамические ловушки ДЛп и ДЛн, соединенные с первыми аннигиляторами ЦМД A н „ и

А „ и первыми переключателями ЦМД

П 4 и П, вторые аннигиляторы ЦИД

А „ и Ani соединенные со вторыми переключателями ЦМД П„ q и П„, пер2

746939 вые дополнительные динамические лоI (° вушки ЦМД ДЛп и ДЛ „, соединенные

I I с переключателями Пп и IIn и вторые дополнительные динамическиеловушки ЦМД ДЛ „ и ДЛ„, соединен2 . 2 ные с переключателями П „ и П „и г г основными динамическими ловушками

ДЛп и ДЛп.

Цифрами 1-73 (фиг.3) обозначены позиции, занимаемые ЦМД при их продйижении в сумматоре.

Магнитный сумматор работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии каждая пара дополнительных динамических ловушек в каждом разряде сумматора заполнена ЦМД. Проведем сложение двух двоичных чисел 11 и 11.

При подаче на вход и-ro и (n-1)-го разрядов сумматора содержимого соответствующих разрядов первого слагаемого и вследствие того, что входные цепи образуют компрессоры, ЦМД

1 4 из ДЛ п и ДЛ и переходят в динамические ловушкй ДЛ и и ДЛп, а входя1 щие ЦМД занимают места в ДЛ „ и

ДЛ и остаются там до тех пор, пока на входы сумматора не подается содержимое соответствующих разрядов второго слагаемого.

При подаче на входы n-ro u (n-1)-ro разрядов сумматора содержимого соответствующих разрядов второго слагаемого Gplg, выбитые из ди1 I намических ловушек ДЛ n и ДЛ и стремятся перейти в ДЛ и и ДЛп.

Так как входные цепи сумматора образуют компрессоры, то вследствие магнитостатического взаимодействия

ЦМД,находящихся в динамических ловушках ДЛ„ и ДЛп,и ЦМД,в эти динамические ловушки направляющихся, происходит следующее: ЦМД из ДЛп у и ДЛп отправляются в аннигиляторй А и и

Ап соответственно, а ЦМД, ушедшие

А

1 1 2 из ДЛп < и ДЛ„, отправляются в ДЛ г и и-1 и ДЛп. На этом заканчивается процесс формирования поразрядной суммы.

Дальнейшее продвижение ЦМД по связям сумматора приводит к формированию переносов, которое осуществляется следующим образом. Так как при подготовке сумматора к работе в диг г намические ловушки ДЛп и ДЛ были введены ЦМД, то эти домены вступают в магнитостатическое взаимодействие с ЦМД, идущими в эти ловушки из ДЛп и ДЛ, вследствие чего ЦМД из ДЛг и ДЛ покидают свои места в этих ловушках и отправляются лифо в динамические ловушки результатов поразрядного сложения соседних старших разрядбв Сумматора, т.е. в данном случае в ДЛ и и ДЛп+, соответственно (если в них в результате поразрядного сложения не оказалось ЦМД), либо в "аннигиляторы An < и An, соответственно, 2 2 и выталкивают ЦМД из ДЛп и ДЛп+1 (если в них в результате поразрядного сложения оказалось ЦМД) в целях дальнейшего формирования переноса. Такое выталкивание представляется возможным, так как цепь переноса выполнена в виде компрессора. В рассматриваемом случае в результате поразрядного сложения ДЛп и ДЛп не содержит ЦМД. Предположим также, что и

ДЛп+ не содержит ЦМП. Тогда ЦМД, наI Z правляющийся из ДЛп в ДЛ,„ — g вытолкнет из ловушки ДЛп, находящийся г там ЦМД. (сформировалась единица переноса в п разряд), а сам займет его место в ДЛп . ЦМД, покинувший

ДЛ и, перейдет в динамйческую ловушку ДЛ и. В и-оМ разряде сумматора

ЦМД, направляющийся из динамической

I ловушки ДЛп в динамическую ловушку

ДЛп, вытолкнет из ловушки ДЛп, на2 2 ходящийся там ЦМД (сформировалась единица переноса в n + 1 разряд), 20 а сам займет его место в динамической ловушке ДЛп. На этом процесс суммирования заканчивается. Двоичный код суммы определяется состоянием динамических ловушек ДЛ п, ДЛп и переносом в n+1 разряд. Как следует из приведенного примера, состояние указанных динамических ловушек следующее: в ДЛ„ отсутствует

ЦМД, в ДЛ „ ЦМД есть и есть ЦМД на выходе и-го разряда сумматора, т.е. единица переноса в и+1 разряд.

-Таким образом, результатом сложения двух чисел, которые представлены кодами 11 и 11, есть число, представленное кодом 110, что соответствует истине. Кроме того, в каждом разряде сумматора динамическая ловушка результата поразрядного сложения совместно с ее цепями связи образует элемент, получивший в

40 доменной технике название элемента пересечения.

Рассмотрим порядок движения ЦМД по схеме для указанного выше примера суммируемых кодов.

45 В исходном состоянии в динамических ловушках, образованных магнитомягкими аппликациями с позициями

41-44, 19-21 и 23;6-9;26-29 (ДЛп

ДЛп, ДЛ„ и ДЛ„, . на функциональной

50 схеме) находятся ЦМД. Ввод суммируемых кодов в и и (и-1) разряды сумматора осуществляется в направлении стрелок Sn и SnI . Стрелка S указывает направление вращения магнитного поля управления продвижением

ЦМД. Стрелки 8 и и 5„ указывают направление переносов из (n-1) в и разряд и из и в (n+1), соответственно. Аппликации с позициями 12 и

34 образуют аннигиляторы (An и А и

® на функциональной схеме). Аппликации с позициями 2-4 и 30-32 и 21 также образуют аннигиляторы (A n и А и л на функциональной схеме) . Айпликации с позициями 15-17 и 36 и 38, 37, 39

65 и 31 образуют динамические ловушки

746939 результата поразрядного сложения в п-ом и (Il-1) разрядах соответственно (ДЛп и ДЛ и 1 на функциональной схеме сумматора). Аппликации с позициями

10 и 18 и 30 и 40 образуют переклюI 1 чатели (П„ и Пп 1 на функциональной схеме). Переключатели П„ и Пп-4 образованы теми же аппликациями, что г и аннигиляторы An и А,„1.

При подаче на входы сумматора в и и (и-1) разряды содержимого и-ro и (n--1) разрядов первого слагаемого, т.е. когда входящие ЦМД оказываются в позициях 22 и 45, ЦМД из динамических ловушек ДЛ, „ и ДЛ и 1 из позиций 20 и 42 переходят не в 19 и

41, а в 18.и 40 вследствие того, что входная цепь образует компрессор. Далее,в соответствии с вращающимся полем управления, входящие

ЦМД поступают в позиции 23 и 44 в результате чего дополнительные динамические ловушки ДЛ„ и ДЛп оказываются вновь заполненными,а ЦМД из позиций 18 и 40 поступают в динамические ловушки результата.поразрядного сложения в позиции 17 и 39 и таким образом первое слагаемое оказывается занесенным на сумматор.

После подачи на входы сумматора второго слагаемого начинается процесс сложения, который протекает следующим образом. Когда в позициях

22 и 45 вновь появились ЦМД, то они, как и ранее, заставляют ЦМД

1 1 из ДЛп и ДЛп иэ позиций 20 и

42 переместиться в позиции 18 и

40. Одновременно, так как входная цепь образует компрессор, а в динамических ловушках результатов поразрядного сложения ДЛп и ДЛ и находятся ЦМД, то последние покидают указанные ловушки и перемещают =" ся в позиции 11 и 32. Все сказанное справедливо для направления "3" управляющего поля. Когда управляющее поле принимает направление "4", происходит следующее: ЦМД иэ позиций 11 и 32 могут перейти только в позиции 13 и 33, куда они и переходят, ЦМД иэ позиций 18 и 40 могут перейти либо в позиции 17 и 39, либо в позиции 10 и 30. Однако переходу в позиции 17 и 39 мешает магнитостатическое влияние ЦМД, находящихся в позициях 13 и 33, поэтому из позиций 18 и 40 переходят в позиции 10 и 30. Далее, поскольку цепь переноса, как и входные цепи, тоже образует компрессор, появление

ЦМД в позициях 10 и 30 вынуждает

ЦМД, находящиеся в ловушках ДЛ и

ДЛ „ (куда они были введены при подготовке сумматора к работе), по«кинуть свои места в этих ловушких и переместиться в позиции 1 и 25 из позиций б и. 26. Таким образом формируются переносы в (n+1) и и разряды. После этого, когда управляющее поле принимает направление "1", ЦМД из позиций 13 и 33 переходят в позиции 12 и 34 и таким образом попадают в аннигиляторы Ап и An

I I а ЦМД из позиций 10 и 30 попадают в позиции 8 и 28 соответственно,в результате чего дополнительные динамические ловушки ДЛп и ДЛ и оказыг г ваются вновь Заполненными. В То же самое время ЦМД из позиции 25 переходит в позицию 16 и попадает в динамическую ловушку результата поразрядного сложения n-ro разряда, тоесть ДЛ„, а ЦМД из позиции 1 переходит в динамическую ловушку результата поразрядного сложения и+1 раэ20 ряда. на этом процесс сложения заканчивается. Как не трудно заметить, сложение произошло за время, не превышающее период оборота вращающегося магнитного поля управления

25 продвижения ЦМД. Таким образом, для и-разрядных кодов время суммирова ния" в предложеййом устройстве в и раз меньше, чем в известном устройстве.

30 Формула изобретения

Магнитный сумматор, содержащий в каждом разряде расположенные на магнитоодноосной пленке основную динамическую ловушку цилиндрических

З5 магнитных доменов, соединенную с первым аннигилятором и первым переключателем цилиндрических магнитных доменов, и второй аннигилятор цилиндрических магнитных доме40 нов, соединенный со вторым переключателем цилиндрических магнитных доменов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия сумматора, он содержит в

45 каждом разр де Рву д: олните ьную динамическую ловушку цилиндрических магнитных доменов, соединенную с первым переключателем цилиндрических магнитных доменов и вхо50 дом устройства, и вторую дополнительную динамическую ловушку цилиндрических магнитных доменов,соединенную с основной динамической ловушкой и вторым переключателем цилиндрических магнитных доменов.

55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3973248, кл. 340-174, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

® по заявке Р 2536617/18-24, 27.09.77 (прототип) 746939

t о

1 Щ

° м цниипи Заказ 4077/10 Тираж 995 Подписное

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