КОМБИНАЦИОННЫЙ СУММАТОР Российский патент 2014 года по МПК G06F7/501 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны комбинационные сумматоры (см., например, рис.9.2а на стр.98 в книге Браммер Ю.А. Цифровые устройства: Учеб. пособие для вузов / Ю.А.Браммер, И.Н.Пащук. - М.: Высш. шк., 2004 г.), которые формируют двоичный код суммы двух одноразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных комбинационных сумматоров, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается сложение трехразрядных двоичных чисел, а также элементный базис, образованный логическими элементами трех типов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип комбинационный сумматор (рис.1.346 на стр.56 в книге Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М: Радио и связь, 1988 г.), который содержит элемент И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и формирует двоичный код суммы двух одноразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается сложение трехразрядных двоичных чисел.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения формирования двоичного кода суммы двух трехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, при сохранении элементного базиса прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в комбинационном сумматоре, содержащем элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент И, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены семь элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и пять элементов И, причем первый и второй входы i-го $$\left(i=\overline{\mathrm{1,6}}\right)$$ элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй входы j-го (j∈{4,5}) и первый, второй входы k-го (k∈{6,8}) элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами (j-3)-го элемента И, (j-2)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходами {k-1)-го элемента И, (k-1)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а первый, второй входы седьмого и первый, второй входы r-го (r=1,3) элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого, третьего элементов И и r-м, (3+r)-м входами комбинационного сумматора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого образованы соответственно выходами первого, четвертого, шестого и восьмого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На чертеже представлена схема предлагаемого комбинационного сумматора.

Комбинационный сумматор содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1₁, …,1₈ и элементы И 2₁, …, 2₆, причем первый и второй входы элемента 2_i $$\left(i=\overline{\mathrm{1,6}}\right)$$ соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 1_i первый, второй входы элемента 1_i (j∈{4,5}) и первый, второй входы элемента 1_k (k∈{6,8}) соединены соответственно с выходами элементов 2_j-3, 1_j-2 и 2_k-2, 1_k-1, а первый, второй входы элемента 1₇ и первый, второй входы элемента 1_r $$\left(i=\overline{\mathrm{1,3}}\right)$$ соединены соответственно с выходами элементов 2₅, 2₃ и r-м, (3+r)-м входами комбинационного сумматора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого образованы соответственно выходами элементов 1₁, 1₄, 1₆ и 1₈.

Работа предлагаемого комбинационного сумматора осуществляется следующим образом. На его первый, второй, третий и четвертый, пятый, шестой входы подаются соответственно двоичные сигналы a ₀, a ₁, a ₂∈{0,1} и b₀, b₁, b₂∈{0,l}, которые задают трехразрядные двоичные числа A=a ₂ a ₁ a ₀, B=b₂b₁b₀ так, что a ₂, b₂ и a ₀, b₀ есть старшие и младшие разряды соответственно. В представленной ниже таблице приведены значения действующих на выходах предлагаемого сумматора сигналов s₀,s₁,s₂,s₃ для всех возможных наборов значений сигналов a ₀, a ₁, a ₂, b₀, b₁, b₂.

№ a ₂ a ₁ a ₀ b₂b₁b₀ s₃s₂s₁s₀ № a ₂ a ₁ a ₀ b₂b₁b₀ s₃s₂s_ls₀ 1 ООО 000 0000 33 000 100 0100 2 001 000 0001 34 001 100 0101 3 010 000 0010 35 010 100 0110 4 011 000 0011 36 011 100 0111 5 100 000 0100 37 100 100 1000 6 101 000 0101 38 101 100 1001 7 110 000 000 39 110 100 1010 8 111 000 0111 40 111 100 1011 9 000 001 0001 41 000 101 0101 10 001 001 0010 42 001 101 0110 11 010 001 0011 43 010 101 0111 12 011 001 0100 44 011 101 1000 13 100 001 0101 45 100 101 1001 14 101 001 0110 46 101 101 1010 15 по 001 0111 47 110 101 1011 16 111 001 1000 48 111 101 1100 17 000 010 0010 49 000 110 0110 18 001 010 0011 50 001 110 0111 19 010 010 0100 51 010 110 1000 20 011 010 0101 52 011 110 1001 21 100 010 0110 53 100 110 1010 22 101 010 0111 54 101 110 1011 23 110 010 1000 55 110 110 1100 24 111 010 1001 56 111 110 1101 25 000 011 0011 57 000 111 0111 26 001 011 0100 58 001 111 1000 27 010 011 0101 59 010 111 1001 28 011 011 0110 60 011 111 1010 29 100 011 0111 61 100 111 1011 30 101 011 1000 62 101 111 1100 31 110 011 1001 63 110 111 1101 32 111 011 1010 64 111 111 1110

Таким образом, на выходах предлагаемого сумматора получим четырехразрядное двоичное число S=s₃s₂s₁s₀=A+B.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый комбинационный сумматор построен в элементном базисе прототипа и обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, поскольку формирует двоичный код суммы двух трехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство арифметической обработки дискретной информации. Техническим результатом является обеспечение формирования двоичного кода суммы двух трехразрядных чисел, задаваемых двоичными сигналами. Устройство содержит восемь элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и шесть элементов И. 1 ил., 1 табл.

Комбинационный сумматор, содержащий элемент И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и отличающийся тем, что в него дополнительно введены семь элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и пять элементов И, причем первый и второй входы i-го $$\left(i=\overline{\mathrm{1,6}}\right)$$ элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй входы j-го (j∈{4,5}) и первый, второй входы k-го (k∈{6,8}) элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами (j-3)-го элемента И, (j-2)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходами (k-2)-го элемента И, (k-1)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а первый, второй входы седьмого и первый, второй входы r-го $$\left(r=\overline{\mathrm{1,3}}\right)$$ элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого, третьего элементов И и r-м, (3+r)-м входами комбинационного сумматора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого образованы соответственно выходами первого, четвертого, шестого и восьмого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.