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

11 Изобретение относится к вычиспителв.; ной технике и может найти применение при построении перационных устройств на базе одноосных материалов с цилиндри ческими магнитными доменами (ЦМД), предназначенн: IX для арифметической и ло гической обработки инфо|:я 1ааии. По основному авт. cB.hfr 95 92 81, из вестен комбинационный дво1гчный сумматор, содержащий слой одноосного материала с ЦМД, на поверхности которого рас положены взаимосвязанные с Р по числу разрядов операндов элементами И-ИСКЛЮ ЧАЮЩЕЕ ИЛИ динамтяческие ловушки и аннигиляторы ЦМД, причем динамическая ловушка младшего разряда сумматора маг нитосвязана с одной токопроводящей ап.плдасацией, а также две другие токОпрово дяигае аппликации, первая из которых свя зана с динамическими ловушками ЦМД сумматора за исключением динамической ловушки младшего разряда сумматора, а втсрая - с выходами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ сумматора ij . Недость гком известного сумматора яв ляются ограниченные функциональные возможности. Цель изобретения - расш1фение функциональных возможностей комбинационного.двоичного сумматора путем реализации логической операции Запрет. Поставлевд1ая цель достигается т&л, что комбинационный двоичный сумматор содержит две дополнительные токопроводяшие аппликации, магнитосвязанные с выходами Запрет всех элементов ИИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ. На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства. Комбинацио1шый двоичный сумматор содержит слой магнитоодноосного материала I с ЦМД II , на поверхности которого расположены элементы И-ИСКЛЮЧАЮ .ЩЕЕ ИЛИ 111, взаимосвязанные с динамическими ловушками IV и аннигиляторами V имД, первая основная токопроводящая аппликация VI, вторая -VII и третья-А Шоснсшные токопроводящие аппликации, а так же первая 1X н вторая X дополнительные т жопроводящие апп/щкашш. Цифрами 1-5, 5, 117,з, 7 обозначены позиции, занимаемые ЦМД во время работы сумматора. f Буквами Х и Y (i К Р) обозначены разряды первого и второго операндов, а буквами В и С - соответственно 05 результаты поразрядных логических операций и операций суммирования. Предлагаемый комбинационный двоичный сумматор работает следующим образом. По параллельным входным каналамХ, i - К, .. Лр.ХрВ сумматор поступает первый операнд с задержкой на один такт, по параллельным входным каналам V, Xj ,... Ч|,Х ц+,, .,, i Чр в сумматор поступает второй операнд, причем старший разряд первого операнда и младший разряд второго операнда поступают соответственно по каналам Х и Yp. Через два такта с момента поступления первого операнда на входы сумматора оба -слагаемых сближаются разряд к разряду на расстояние, достаточное для взаимодействия. ЦМД в одноименных разрядах. В течение первого такта в результате взаимодействия доменов на месте первого операнда остается результат поразрядного суммирования операндов по модулю 2, но сдвинутый на один разряд в сторону младших разрядов по отношению к начальному положению второго операнда, от которого к этому времени в динамических ловушках остаются только переносы в старшие разряды. В течение второго такта сложения результат, первого поразрядного суммирования по модулю 2 взаимодействует с ЦМД-переносов, образует результат второго суммирования по модулю 2, который сдвигается еще на один разряд в сторону младших разрядов по отношению к начальнсж1у положению второго операнда, от которого к этому моменту времени остаются переносы в старшие разряды, образующиеся в результате суммирования по модулю 2, и так далее до мсаиента времени, когда в динамических ловушках не останется ЦМД-переносов, что говорит об окончании процесса суммирования. Из описанной вьпие процедуры суммирования следует, что через два такта с момента поступления первого операнда в сумматор на его выходе в позиции 3 появится младший разряд суммы, еще через такт - следующий по порядку разряд суммы, а через () такта - старший разряд суммы. Процесс образования результата сложе ня и переноса в старший разряд рассмотим на К- X разрядов операндов. момент времени, когда ЦМД, соответтвующий К- И разряду второго операнда, оступает на вход К-го разряда суммато ра (позиция 1), ЦМД, соответствую щий К -у разряду первого операнда, поступает в позицизо l аппликации. Отслеживая полюса аппликаций, возникающие под действием вращающегося магнитного поля управления, ЦМД перемещаются по траекториям 1-2-3 и 1 - -3 соот ветственно, и достигают позиций4 и 4 из которых за счет взаимного отталкивания переходят в позиции 5 и 5 соответственно, реализуя тем самым перенос в старший разряд и ноль на выходе К-го разряда сумматора, так как ЦМД из позиции 5 поступает к аннигилятору V . Если в одном из двух К-Xразрядов oneрандов ЦМД отсутствует, то присутствую щий в К- М разряде другого операнда ЦМД, не испытывая отталкивающего воздействия, из позиции 4(или 4 ) через в позицию б , половину такта поступит откуда через четверть периода появится на выходе К-го разряда сумматора в позиции7 , реализуя трем самым 1 на выходе этого разряда. Случай с двумя нулями в К- X разрядах операндов тривйален и поэтому не рассматривается. Предлагаемый сумматор мажет бытьиспользован и для логической обработки информации. Первая VI и вторая V основ ные токопроводящие аппликации служат для стирания ЦМД слова переносов в нозИ1Шях 5 динамических ловушек, что поз воляет выделить результат поразрядной . логической операции Неравнозначность :. Третья основная токопроводящая апплика-ция V11I в зависимости от полярности пода ваемого на ее вход импульсного .сигнала используется либо для аннигиляции ЦМД. на выходах Неравнозначность элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ при выделении результата логической операции . Конъюнкция, либо для вывода ЦМД раз ряда слов, находящихся в позициях б элементов. Введение первой дополнительной токопроводящей аппликации 1 позволяет, уничтожая ЦМД в позициях 5 , выполнять операцию Запрет вида X у,; У , а введение второй дополнительной токопроводяишй аппликации X - выполнять операцию Запрет вида X ц за счет уничтожения ЦМД в позициях 5 элементов ИИСКЛЮЧАЮЩЕЁ ИЛИ сумматора. Использование токопроводяшей аппликации только для стирания ЦМД выбранного слова подразумевает последовательный вывод результата логической операции , ЦМД которого в этом случае продвигаются от старших элементов сумклатора к младшим и появляются на выходе С сумматора. Для вывода результата логических операций Неравнозначность и Запрет из сумматора требуется (Р-2,5) такта, а для вывода результата логической операции Ксшъюкция - (Р+3,5) так та (задержка на такт вызвана продвижением доменов ;в динамических ловушках сумматора), Применение третьей основной токопроводящей аппликации VIII для вывода информации позволяет повысить быстродействие сумматора при выполнении логических операций Неравнозначность и Запрет до 2,5 тактов;, а операции Коньюкция до 3,5 тактов. Возбуждение токопроводя щей аппликации VIII в момент нахождения ЦМД информационного слова в позициях 6 на аппликациях вызывает их перемещение в позиции 7 и вывод в соответствующие выходные каналы. Причем в зависимости от сочетания импульсных сигналов в аппликациях VI X можно осуществлять вывод либо ЦМД операшга Неравнозначность , либо операшга Конъюнкция,либо операции Запрет. Таким образом , по сравнению с сумматором-прототипом предлагаемый сумматор кроме операций Неравнозначность и Конъюнкция реализует также логическую операшпо Запрет, что позволяет расши;рить его функциональные возможиортв.

КОМБИНАЦИОННЫЙ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР по авт. св. № 959281, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем реализации логической операции Запрет, он содержит две дополнительные токопроводящие аппликации, магнитосвязанные с выходами Запрет всех элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.