Накапливающий двоичный сумматор
Патент 766017
Авторы
Накапливающий двоичный сумматор
Иллюстрации
Реферат
1
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социалистическик
Республик
<и)7660 1 7
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 150878 (21) 2658298/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Н 03 К 23/00
G 11/14
Государствеииый комитет
СССР ио делам изабретеиий и открытий
Опубликовано 230980, Бюллетень М2 35 (53) УД (681 ° 327. .66(088.8) Дата опубликования описания 2309.80 (72) Авторы изобретения
Г.Ф. Нестерук, В.Ф. Нестерук и В.И. Потапов
Омский политехнический институт (73) Заявитель (54 ) НАКАПЛИВАЮЩИЙ ДВОИЧНЫИ СУММАТОР
Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении устройства переработки дискретной информа- 5 ции на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).
Известен накапливающий двоичный сумматор, содержащий магнитоодноосную пленку с ЦМД, на поверхности ко- 10 торой расположены логические элементы (ЛЭ), динамические ловушки и аннигиляторы ЦМД |1) . Недостатком этого сумматора является его низкое быстродействие. 35
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является накапливающий двоичный сумматор, который содержит, как и предложенный, магнитоодноосную пленку с
ЦМД, на поверхности которой расположены ЛЭ И-исключающее ИЛИ по числу разрядов операндов, соединенные с динамическими ловушками ЦМД, и аннигиляторы ЦМД (21 .
Недостатками такого сумматора являются невысокое быстродействие, составляющее (n + 2) такта при сложении двух п-разрядных операндов (такт— время одного оборота вектора поля yrrравления), и m(n+ I) + 1 тактов при сложении в и-разрядных чисел.
Целью изобретения является повьыение быстродействия известного накапливающего двоичного сумматора.
Это достигается тем, что он содержит токовую аппликацию, магнитосвяэанную с ЛЭ И-исключающее ИЛИ и динамическими ловушками ЦМД всех разрядов сумматора, первый и второй входы каждого ЛЭ И-исключающее ИЛИ соединены с соответствующими входами сумматора, первый и второй выходы — соответственно со вторым входом предыдущего
ЛЭ И-исключающее ИЛИ и со входом соответствующей динамической ловушкой
ЦМД, выход которой соединен с первым входом того же ЛЭ И-исключающее ИЛИ, а третий выход каждого ЛЭ И-исключающее ИЛИ соединен с соответствующим выходом сумматора.
На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого накапливающего двоичного сумматора.
ПредЛагаемый накапливающий двоичный сумматор содержит магнитоодноосную пленку T.с ЦМД 1I, на поверхности которой расположены и ЛЭ И-исключающее ИЛИ III по числу разрядов операн766017 дов, соединенных с динамическими ловушками IV ЦМД, токовая аппликация
V, магнитосвязанная с ЛЭ III и динамическими ловушками IV. ЦМД, и аннигиляторы Vl ЦМД. Буквами Х -Х „ и
У» -Уи обозначены входы сумматора (каналы ввода соответствующих разрядов первого и второго операндов), а буквами S» -S!! - выходы сумматора (каналы вывода соответствующих разрядов результата суммирования). Цифрами
1, 1, 2, 2 и т.д. обозначены пози-! ции, занимаемые ЦМД при их продвижении в сумматоре. При этом позиции 2 ! и 2 соответствуют первому и второму входам ЛЭ III, а позиции 3 ", 4 и 3" соответственно его первому, второму 15 и третьему выходам. На первом и третьем выходах ЛЭ И-исключающее ИЛИ в позициях Зш и 3" реализуется функция И, а на втором выходе в позиции
4 — функция "Неравнозначность".. 20
Предложенный сумматор работает следующим образом.
На входы Х»-Х и и У» -Уи сумматора подаются операнды, причем старшие разряды продвигаются по каналам Х» и У» .
Через четверть такта поля управления
Й с момента поступления операндов на входы сумматора (позиции 1 и 1 ) оба слагаемых сводятся разряд к разряду на расстояние, достаточное для взаимодействия ЦМД в одноименных раз-! рядах (позиции 2 и 2 ). В результате взаимодействия доменов через три четверти такта в позиции 4 динамических ловушек образуется результат поразрядного суммирования по модулю два, а в позициях 4 и 4 — конъюнк-!! ll! ция содержимого одноименных разрядов, причем в позициях 4" неиспользуемые ЦМД переносов уничтожаются при возбуждении аннигилятора Vl u 40 не нроходят на выходы S» -S n сумматора, а из позиций 4 " ЦМД переносов
i-x разрядов сумматора (1 i < n) по входным каналам 1 -2 поступают на ! первые входы (! -1)-х ЛЭ И-исключаю- 45 щее ИЛИ, где в течение следующего такта сложения взаимодействуют ñ ðåэультатом первого лоразрядного суммирования IIQ модулю два, находящимся в динамических ловушках IV, и образуют в них результат второго суммирования по модулю два, а в позициях 4." и 4" — переносы в более старшие разряды. Процесс суммирования заканчивается в момент времени, когда в выходных каналах 2 -3 -4 " не остается ЦМД-переносов. При этом результат сложения хранится в динамических ловушках 1Ч, откуда он может быть считан из позиции 2 при возбуждении токовой аппликации V. ЦМД результата 60 сложения продвигаются по выходным каналам 2-3 -4 -5 и поступают на !! и !! выходы S» -Sи сумматора.
Процесс образования результата сложения и переноса в старший разряд 65 рассмотрим более подробно на примере суммирования i-ых разрядов операндов. В момент времени, когда ЦМД,соОтветствующий !-му раэряду первого операнда, поступает на первый вход
i-го разряда сумматора (позиции 1 ).
ЦМД, соответствующий i ìó разряду второго операнда, поступает в позицию 1. Отслеживая полюса аппликаций, возникающие под действием поля управления, упомянутые ЦМД перемещаются по входным каналам 1 -2 и 1-2 и дос-! тигают позиций 2 и 2 соответственно, иэ которых за счет взаимного отталкивания переходят в выходные каналы
2 -3 "-4" и 2-3" -4", реализуя тем самым единицу переноса в старший разряд и ноль в динамической ловушке
2-3-4-5. Если в одном иэ двух i-ых разрядов операндов ЦМД отсутствует, то присутствующий в i — ом разряде другого операнда ЦМД, не испытывая отталкивающего, воздействия, из позиции 2 (или 2) через половину такта поступит в позицию 4 динамической ловушки, реалиэуя тем самым единицу поразрядной суммы по модулю два и ноль переноса в старший разряд. Случай с двумя нулями в i-ых разрядах операндов тривиален, вследствие чего не рассматривается.
Как следует из приведенного описания работы НДС, его быстродействие при сложении двух и-разрядных операндов даже в наихудшем случае, когда перенос из младшего разряда сумматора поступает в старший разряд, составляет и тактов, а при сложении массива иэ m и-разрядных чисел -mn тактов, что соответственно в и!2(п раз и в e(ni»1+»/ m !» раэ превосходит аналогичные показатели прототипа.
Формула изобретения
Накапливающий двоичный сумматор, содержащий магнитоодноосную пленку с цилиндрическими магнитными доменами, на поверхности которой расположены логические элементы И-исключающее
ИЛИ по числу разрядов операндов,соединенные с динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов, и аннигиляторы цилиндрических магнитных доменов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия сумматора, он содержит токовую аппликацию, магнитосвяэанную с логическими элементами И-исключающее
ИЛИ и динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов всех разрядов сумматора, первый и второй входы каждого логического элемента
И-исключающее ИЛИ соединены с соответствующими входами сумматора, первый и второй выходы — соответственно со вторым входом предыдущего логического элемента И-исключающее ИЛИ и со
766017
Составитель Ю. Розенталь
Редактор О. Стенина Техред Н.Граб Корректор С. шекмар
Заказ 6527/53 Тираж 995 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 входом соответствующей динамической ловушки цилиндрических магнитных доменов, выход которой соединен с первым входом того же логического элемента И-исключающее ИЛИ, а третий выход каждого логического элемента И-исключающее ИЛИ соединен с соответствующим выходом сумматора. источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 ° Авторское свидетельство СССР
М 520623, кл. G 11 С 19/00, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2631358/18-24, кл. Н03 К 23/00,,G 11 С 11/14, 12.06.78 (прототип).