Многоразрядный двоичный комбинационный сумматор

Многоразрядный двоичный комбинационный сумматор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

" т < т::, д,, -с

ОПИCАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11764136

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51)М. Кл.з (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 120778 (21) 2644538/18-24

Н 03 К 23/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет,СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150су0 Бюллетень № 34 (S3) УДЩ 681.327..66(088.8) Дата опубликования описания 180980 (72) Авторы изобретения

Г. Ф. Нестерук, В. Ф. Нестерук, В. И. Потапов и В. В. Бахтинов

Омский политехнический институт (7t) Заявитель (54) МНОГОРАЗРЯДНЫЙ ДВОИЧНЫЙ КОМБИНАЦИОННЫЙ

СУММАТОР

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

Известен мно1 оразрядный двоичный комбинационный сумматор {МДКС), содержащий слой магнитоодноосного материала с ЦМД, на поверхности котОрого расположены логические. элементы 10 (ЛЭ), аннигиляторы и генераторы ЦМД и каналы продвижения ЦМД (11., Недостатком этого МДКС является его относительная сложность.

Наиболее близким к изобретению является МДКС, который содержит слой магнитоодноосного материала с

ЦМД, на поверхности которого расположены Р (где Р— число разрядов операндов) основных логических эле- 20 ментов И-исключающее ИЛИ с двумя входами и тремя выходами, второй вход каждого из которых соединен с соответствующими каналами ввода операндов, а третьи выходы взаимосвяза- 25 ны с аннигиляторами ЦМД, и выходной регистр, соединенный с первым выходом основного логического элемента

И - исключающее ИЛИ младшего разряда (21;

Недостатками этого сумматора являются невысокое быстродействие, составляющее (Р+3,5) такта при сложении Р-разрядных операндов (такт время одного полного оборота вектора магнитного поля управления), а также последовательная форма представления результата сложения при параллельной форме представления операндов.

Цель изобретения — повышение быстродействия МДКС.

Поставленная цель достигается тем, что МКДС содержит P-1 дополнительный ЛЭ И-исключающее ИЛИ>каждый иэ которых расположен между смежными основными логическими элементами (ОЛЭ) И-исключающее ИЛИ, и токовую шину магнитосвязанную с Р/2, если Р— четное число,или P-1/2,если

Р— нечетное число, ОЛЭ И-исключающее ИЛИ младших разрядов и выходным регистром, приче;г первый вход ОЛЭ Иисключающее ИЛИ старшего разряда соединен со вторым выходом того же элемента, первый вход и второй выход каждого ОЛЭ И-исключающее ИЛИ и каждого иэ ДЛЭ И-исключающее ИЛИ соединены соответственно с первым выходом и вторым входом предыдущегО

3 764136

4 дЛЭ Й-исключающее ЙЛИ й,предййуи его носительно друга на разряд так, что ,ОЛЭ И--исключающее ИЛИ, третий вы- ЦМД их одноименных разрядов сблиэиход каждого дЛЭ И-исключающее ИЛИ лись для взаимодействия в ОЛЭ. Про ооединен с аннигилятором цмд, а тре- цесс суммирования завершается в мотий выход каждого йз ОЛЭ И=йсклю- " Мент" времейи, кбгда слово переносов чающее ИЛИ через аннигилятор ЦМД > обращается в ноль. В течение всего соединен с соответствующим выходом процесса суммирования цМд неиспользуемых переносов с соответствующих

На чертеже изображена принципиаль-, вйходов ОЛЭ и ДЛЭ уничтожаются анниная:схема предложенного МдКС. гилятором ЦМД, ф, Токовая шина Ф неМКДС содержит слой магнитоодноос- Io обходима для инициирования вывода ре;ного материала с териала 1 с цМд 1 на поверх- :эультата суммирования в параллельной

1) ности которого расположены ОЛЭ Й! ф рме через выходы p/2 младших ОЛЭ .и дЛЭ IV И-исключающее ИЛИ с двумя и из выходного регистра. В этом слу-. входамй и тремя выходами, на первом чае импульс стирания в аннигилятор( иэ кВЁорй "феЫиЪуется""перЖ«лючатель- "He подается и результат суммирования ная функция (ПФ), Неравнозначность ", 1 не уничтожается. а Hh втором и третьем Пф "Койъюнк- Процесс образования результата ,ция" выходной регистРЯ,токовая Чина | сложения и переноса в более старший и. аннигилятьры ЦМД Ми:..Цифрами 1,2,3 разряд рассмотрим подробно на прин т. д. обозначены позиции, зани- мере P-ro ОЛЭ и (Р-1)-ro ДЛЭ. В момаемые Ц д во время их прохождения 20 мент времени; когда ЦМД, соответствнутри сумматора, а буквами ХК и Ук " вующий Р-му раэряЦУ второго оперансоо1ве атвующие -разряды бперандой и " да, поступает на вход Р-го ОЛЭ (пози . " дара бЮ ьнйе входЫ на" которые они . ция 2), ЦМД, соответствующий Р-му. поступают. разряду первогб операнда, поступает работа МДКС протекает следУющим i g5 на другой вход Р-ro ОЛЭ (позиция 2 ). образом; . - : Отслеживая"полюса, возникающие на на параллельные входы х,, у,, у .концах аппликаций под действием магу,, хрсумматора постуйают нитного поля управления, /pip переме раэряды Х1 (1 К P) первого операнда, щаются по каналам 2-3 и 2-3"соответс эадержко н ой на такт йа входы У Х .ЗО .ственно. 9i счет-взаимного отталки У Z У сумматора поступают " вания ЦМД.иэ позиций 3 и 3 перейдут, К д

-т P t Р е аэряды к в " д У второго операнда, причем в позиции 4 и 4 соответственно, бо е, старшие разряды первого и второго реализуя тем самйм перенос в олее

" бп«ерЪйда"пбстунают соответственно на старший (Р-1)-ый разряд (позиция 4 )

Х„и У, У .Через 1 5Гтакта с и ноль на выходе P-ro ОЛЭ(позиция 4), момента поступления первого операнда ЦМД неиспользуемого переноса из нона входы МДКС оба слагаемых сводят-. зиции 4 по каналу У -6 7 -8 поступает " ся разряд к разряду на расстояние, в аннигилятор доменов М!.При наличии до йтаточное для взаимодействия цМд в переноса в более старший разряд цМд

ОЛЭ их одноименйых разрядов. В тече- иэ позиции 4 выход Р-го ОЛЭупоступаЙие первого полутакта, прошедшего 40 ет в позицию 1 (вход (Р-1)-го ДЛЭ), с момента сближения операндов, в откуда взаимодействуя с ЦИД (Р-1)-го результате взаимодействня доменов на разряда сМова частичных сумм, появляюМесте первого из них остается слово щегося в позиции "1" (вход (Р-1)-rî шI " ча тичнйх сумм, но сдвинутое на пол- . длэ)из"позиции 4 (выход (Р-1)-го Олэ), разрядав -в "стор6йу"кФИЗЖйГ рЪ|ФОХбв 45 .поступи

ЙКДС по отношению к своему начально- .ОЛЭ), ребл«иэуя тем самым перенос в

Му положению. На месте второго one-, старший (Р-2) -ой разряд -сумматора ранда -к этому времени остается слово и ноль на выходе (Р-1) -го ДЛЭ

"" йереносов, "сдвинутбе"на полраэряда (позиция 2 ). цмд неиспользуемого в"сторону старшйх разрядов" Иди по переноса из позиции 11поступи s „

И 3"-4" - 5

" " бтйошенйю к своему начальному поло-, позицию cñ и по каналу 2 — 3-4" - 5жению. В"итоге за полтакта, прошед- . 6 - в .аннигилятор ЦМД Щ! ° н шего с начала суммирования, слово Если в Р-ом разряде одного иэ частичйжГ сумм сдвинуло«ь.по отйоше- двух операндов цмд отсутствует, о

" = "нию ic слову Йереносов на разр@(так, присутствующий в р-ом- разряде друго" " чФб их одноименные разряды сблизились ro операнда ЦМД, не испытывая ота pàÃÑñòîÿéée"," достаточ«ное дйя вза- " талкивающего воэдействйй, из поэици ймопейСтвня в них- доменов, находя- 3 (или 31 ) чЪфИЪ четверть такта пощихся теперь в ДЛЭ. B течение второгб ступит в позицию 4,"реализуя ем и лутакта первого такта сложения самым:единицу на выходе P-го ОЛЭ. ост пае т суммирования по модулю 2: так как цМд в позиции 4 не посту рядного ько на о ном . взаимодействует с ЦМД слова переносов Если же ЦМЩ появится толь д

s ДЛЭ, в результате чего образуется из входов (Р-1)-ro ДЛЭ (в:позиции 1 новое слово частичных суйм" и "Новое, или же в позиции 1 ) то, не испыты)слово переноСов,"- сдвинутые" друг «от - . вая отталкивающего воздействия вто в

764136

ЦМД, он переместится в позицию 2, реализуя единицу на выходе ДЛЭ и отсутствие переноса в более старший

Разряд (позиция 2 ), Случай с двумя нулями, поступающими на входы ЛЭ, не рассматривается ввиду тривиальности .ситуации.

Быстродействие выполнения операции суммирования двух Р- разрядных операн= дов в предложенном МДКС составляет

0,5 (Р+3) такта(1,5 такта для сближения операндов и 0,5 Р тактов на выполнение сложения), что в (P+3,5)/

/0,5 (P+3) раз превосходит аналогичный показатель известного устройства.

Формула изобретения

15

Многоразрядный двоичный комбинационный сумматор, содержащий слой магнитоодноосного материала с цилиндрическими магнитными доменами, на поверхности которого расположены P (где P — число разрядов операндов) основных логических элементов И— исключающее ИЛИ с двумя входами и тремя выходами:, второй вход каждого из которых соединен с соответствую- 25 щими каналами ввода операндов, а третьи выходы взаимосвязаны с аннигиляторами цилиндрических магнитных доменов, и выходной регистр, соединенный с первым выходом основного QQ логического элемента И-исключающее

ИЛИ младшего разряда, о т л и ч а ю- шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, ои содержит Р1 дополнительный логический эле« 35 мент H-исключающее ИЛИ, каждый из

1 которых расположен между смежни4и основными логическими элементами Иисключающее ИЛИ, и токовую шину, магнитосвязанную с Pj2, если Р четное число, или Р -1/2, еслиР нечетное число, основными логическими элементами И-исключающее ИЛИ младших разрядов и выходным регистром,,причем первый вход основного логического элемента И-исключающее ИЛИ старшего разряда соединен со вторым выхд@ом того же элемента, первый вход и второй выход каждого основного логического элемента И-исключающее

:ИЛИ и каящого из дополнительных логических элементов И-исключающее

ИЛИ соединены соответствейно с первым выходом и вторым входом предыдущего дополнительного логического элемента И-исключающее ИЛИ и предыдущего основного логического элемента И-исключающее ИЛИ, третий выход каждого дополнительного логического элемента И-исключающее ИЛИ соединен с аннигилятором цилиндрических магнитных доменов, а третий выход каждого из основных логических элементов И-исключающее ИЛИ через аннигилятор цилиндрических магнитных доменов соединен с соответствующим выходом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 520623, кл. 6 11 С 19/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2490279/18-24, 27.05.77

;(прототип)764136

Составитель Ю. Розенталь. Редактор C. Патрушева Техред Н,Граб

Корректор Г. Решетник

Подписнбе

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

Заказ 6811/20 Тираж 995

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаь изобретений и открытий .

113635, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5