Комбинационный двоичный сумматор Советский патент 1983 года по МПК H03K23/00 G11C11/14 

Изобретение относится к вычиспитепьной технике,- и может найти применение при построении операционных устройств на базе оцнооснык материалов с цигшннри- ческими магнитными аоменчми (ЦМД), прецназначенных как апя арифметической, тек и для логической обработки информации..

По основному авт. св. К 959281 изв.естен комбинационный двоичный сумматор, соцержаишй спой магнитооцноооного материала с ЦМД, на поверхности которого расположены взаимосвя:занные с Р элементами И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ по чиспу разрядов оцеранцов, динамические ловушки аннигипяторы ЦМД, три токопровоцячше аппликации, первая из которых магнитосвязана. с динамическими ловушками ЦМД за исключением динамической ловушки млацшего разряца,вторая - с функциональными выходами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ эпементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а третья токопроводящая ешпгшкация - с динами ческой ловушкой ЦМД младшего разряда сумматора ij .

Недостатком такого сумматора явля ются ограниченные функциональные возможности вследствие выполнения только операции суммирования и логических операций Неравнозначность и Коньюнкция,

Цель изобретения - расширение области применения комбинационного двоичного сумматора путем реализации логических операций, которые не могут быть выполнены с помощью устройства-прототипа.

Поставленная цепь достигается тел, что комбинационный двоичный сумматор содержит дополнительные элемент ИИСКЛЮЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ; динамическую повушку ЦМД, аннигилятор и генераторы ЦМД по числу разрядов сумматора, первый выход дополнительного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛРТ соединен с первым входом первого основного элемента И-ИСКЛЮЧАЮиЩЕ ИЛИ, вторые вхоц и выход дополнительного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом и входом дополнительной динамической ловушки. ЦМД, третий выход дополнительного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с дополнительным аннигилятор-.ом ЦМД, каждый дополнительный генератор ЦМД соединен с вторым входом основного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ одноименного разряда сумматора, а дополнительная динамическая ловушка ЦМД и первый выход дополнительного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ магнитосвязаны с соответствующими токоподводящими аппликациями сумматора.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого комбинационного двоичного сумматора.

Комбинационный двоичный сумматор содержит слой магнитооцноосного материала I с ЦМД 11 , на поверхности которого расположены основные эл&менты И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ III , взаимосвязанные с основными динамиче кими ловушками IV ЦМД и основными аннигиляторами V ЦМД, три токоподвоцяшие аппликации VI , VII и Vlll, цополнительный элемент И-ИСКЛЮЧАЮ 1ЦЕЕ ИЛИ IX , взаимосвязанный с дополнительными динамической ловушкой ЦМД и аннигилятором )Ч ЦМД, и дополнительные генераторы Xtl ЦМД.

Цифрами 1-5, и 5,- 7, з. 7 обозначены позиции, занимаемые ЦМД во время работы сумматора.

Буквами Уц () обознчены разряды первого и второго оперён дов и соответствующие им входные каналы сумматора.

Комбинационный двоичный сумматор работает следуюишм образом.

По параллельным входным каналам

X

У

ХУ,

I

k-i-i

2,

k

Ур I X р в сумматор поступает первый операнд с задержкой на один такт (такт время оборота вектора поля управления) по параллельным входным каналам

У

. У) , Х((4. . . . , ; Ур Г Хр ;

2 Ур , Б сумматор поступает второй опе-транц . причем старший разряд первого операнда и младший разряд второго операнда поступают соответственно по каналам Х и Ур. Через два такта с момента поступления первого операнда на входы сумматора оба слагаемых сближаются разряд к разряду на расстояние, цоотаточное для взаимодействия ЦМД в одноименных разрядах. В течение первого такта в результате взаимодействия дом&нов на месте первого операнда остается результат поразрядного суммирования операндов по модулю 2, но сдвинутый на один разряд в сторону младших разрядов по отношению к начаггьному положению второго операнда, от которого к этому времени в динамических ловушках IV оотаются только переносы в старшие разгряды. В течение, второго такта сложения результат первого поразрядного суммирования по моцупю 2 взаимоцействует с имД-переносов, образуется результат второго суммирования по моцупю 2, который при этом сцвигается еще на оцин разряц в ст орону мпацших разряцов по . . отношению к начальному полон;ению втор( го оп-еранца, от которого к этому моменту времени остаются переносы в старшие разряды, образующие в результате суммирования по модупю 2 и т. цо тех пор пока в цинамических повушкак не остается ЦМД-переносов, что говорит об окончании процесса суммирования. Спецова- тепьно, через два .такта с момента поступления первого операнда в сумматор на его выходе в позиции 3 появится младший, разряд суммы, а через (Р+3 такта - старший разряд суммы. . Логические операции на сумматоре реализуются следующим, образом. Токопроводящая аппликация VII совместно с аппликацией VI служит для стирания ЦМД слова переносов в пози.циях 5 динамических ловушек IV , что позволяет выделить результат порЬзрядной логической операции Неравнознач- . ность. Токопроводящая аппликация VlH в зависимости от полярности подаваемого на ее вход импульсного сигнала используется либо для аннигиляции ЦМД . на функциональных выходах Неравнознач ность элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛ при выделении результата логической оп& рации Коньгснкция, либо для вывода 1ДМ разрядов слова, находящихся в позициях 6 элементов. Для вывода результата логической операции Неравнозначность из сумматора требуется 2,5 такта, а ци вывода результата логической операции Конъюнкция 3,5 такта. Предлагаемый сумматор также может быть использован для выполнения логиС/ческих операций Инверсия , Штрих Шеффера, Равнозначность, С этой целью в дополнительном и Р-1 старших элементах. И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ реа лизуется описанным выше образом операция Переменная -Х, Конъюнкция или Неравнозначность, результат выпопнения которой сцвигается на разряц. в сторону младших разрядов сумматора, В которые к этому моменту времени от генератора X И доменов поступают ЦМД единичного слова. В следующем такте выполняется операция Неравнозначность предыдущего результата выполнения одной из названных логических операций и ециничного слова, в результате чего реализуется переключательная функция Инверсия X, Штрих Шеффера, i-авнозначность , соответственно. Логическая операция Инверсия Х реализуется при подаче на входы сумматора доменов от генераторов X U ЦМД через оцин такт с .момента поступления операнда X на входы сумматора. Поступление на входы сумматора ЦМД от генераторов XII через три такта с момента поступления первого операнда на входы сумматора и возбуждение аппликации VHi для аннигиляции ЦМД на функциональных выходах Неравнозначность элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ обеспечивают реализацию функции Штрих-Шеффера. Генерация ЦМД генераторами К11 через два такта с момента поступления .первого операнда на входы сумматора и. возбруждение аппликаций VI и VH для стирания ЦМД слова переносов в позициях 5 динамических ловушек IV обеспечивают реализацию в сумматоре функции Равнозначность. Для вывода результата операции Инверсия из сумматора требуется 2,5 такта, для вывода результата операции Штрих Шеффера - до 5,5 тактов, а для вывода результата операции Равнозначность - до 3,5 тактов. При выводе результата логических операций Штрих Шеффера и Р авнозначность выходное информационное слово сдвинуто на оцин разряд в сторону младших разрядов по отношению к выхоцным словам логических операций Конъюнкция и Неравнозначность. Таким образом, по сравнению с сумматором-прототипом предлагаемый сумматор реализует дополнительно логические операции Равнозначность, Инверсия X Штрих Шеффера, что позволяет расширить область его применения.

КОМБИНАЦИОННЫЙ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР по авт. св. № 959281 отличающийся тем, что, с цепью расширения области применения, путем реализации логических операций, . он содержит дополнительные элемент ЦИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, динамическую ловушку цилиндрических магнитных доменов, аннигилятор и генераторы цилинсн рических магнитных доменоЬ по числу разрядов сумматора, первый выхоц п.ополнитепьного элемента И-ИСКЛЮЧАК j иЩЕ ИЛИ соединен с первым входом первого ; основного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЦЩЕ ИЛИ, i вторые вход и выход дополнитепьного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом и входом дополнительной динамической ловушки цилиндрических магнитных доменов,третий выход дополнительцого элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с дополнительным .аннигилятором цилиндрических магнитных доменов, каждый дополнительный генератор цилиндрических магнитных доменов соединен с вторым входом основ.ного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ а дополодноименного разряда сумматора нительная динамическая ловушка цилинд(Л рических магнитных доменов и первый выход дополнительного элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ магнитосвязаны с соответствующими токопровоцяишми аппликациями сумматора.