Конвейерный сумматор Советский патент 1984 года по МПК G06F7/50 

2. Сумматор по п.1, отличают и и с я тем, что суммирующая ячейка содержит полусумматор и два тактируемых элемента памяти, причем первый и второй входы полусумматора соединены с соответствующими входами суммирующей ячейки, выход суммы полусумматора соединен с входом первого тактируемого элемента Пс1мяти, выход которого подключен к выходу суммы суммирующей ячейки, выход переноса полусумматора соединен с входом второго тактируемого элемента памяти) выход которого подключен к выходу переноса суммирующей ячейки.

1.КОНВЁЙЕРНЫЧ СУММАТОР, содержащий матрицу из п суммирующих ячеек, где п- разрядность суммируемых чисел, причем первые входы ( i , J ) -It суммирующих ячеек, где i номер строки матрицы, , д-номер л столба матрицы -I,.. .,п, соединены с разрядами первой входной шины конвейерного сумматора, выход суммы Кс1ждой (,)-й суммирующей ячейки, где i номер строки, номер столбца матрицы, ,... ,п , { 1,... ,п-1, соединен с первым входом соответствующей (i,; +1)-й суммирукмцей ячейки, отличающийс я тем, что, с целью упрощения конвейерного сумматора, вторые входы (l,g)-x суммирукмцих ячеек, для которых t , подключены к разрядам второй входной шины конвейерного сумматора, выход переноса каждой (t-,j )-и суммирующей ячейки, для которой t,i, il,...,«-l, соединен с .вторым входом соответствующей (i-+l,)-A cytampytaoffK ячейки, выходы суммы (С,т)-х суммирующих ячеек соединены с разрядами выходной шины суммы конвейерного сумматора, а j выход переноса (w,)-ft суммирующей (Л ячейки соединен с выходом переноса конвейерного сумматора, второй вход с каждой суммирующей ячейки, для которой i,, ,..; ,п-1, соединен с шиной нулевого потенциала. mt И«мл .Ия-гй I -A % ife. fl ittt h, :% t fit 4 ..««fe2ijklC -+z.I Si. М14ф8й.««и«фД. .. Ibt.f

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устрой ствах ЭВМ.. . Известен сумматор, выполнякнций конвейерную обработку входных операндов и накопление результата сум мирования 111. Данный сумматор содержит п суммирующих ячеек (п-разрядность кода числа) и цепи послед /вательно соединенных элементов зад жки, подключенных к входам и выход cJммиpyющиx ячеек. Недостатком данного сумматора является низкое быстродействие при конвейерном суммировании пар операндов из-за последовательной загрузки операндов. Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является конвейерный сумматор, построенный на двумзрной однородной среде, содержащей матрицу из суммирующих ячеек, где. п - разрядность суммиру емых чисел, причем первые входы (i,j)-x с лмирующих ячеек, где i номер строки матрицы, J - номер столбца матрицы, ,...,п, соединены с разрядами первой входной ши ны конвейерного сумматора, выход суммы каждой ( i, ) -и суммируницей ячейки, где -L - номер, строки,j номер столбца матрицы, ,,,,n J l,. ..,п-1, соединен, с первым входом соответствующей (1,+1)-й суммирующей ячейки, выход переноса каждой {1,)-й суммирующей ячейки, где -I 1,...,,...,ц, соединен со вторым вхс дом соответствукицей (С+1,а)-й суммирующей ячейки, третьи входа суммируюсцнх ячеек Соединены с соответствующим разрядами второй вход ной шины конвейерного сумматора С2 Недостатком известного сумматора является сложность конструкции, которая выражается в увеличенном числе входов суммирующей ячейки к большом числе связей между ячейкам Цель изобретения - упрощение конвейерного сумматора. . Поставленная цель достигается тем, что конвейерный сумматор, содержащий матрицу из vf- суммирующих ячеек, где п- разрядность С1лимируемых чисел, причем первые вхо.пы (i,j)-x суммирующих ячеек, где i - номер строки матрицы, j - номер столбца матрицы, ,...,и, соединены с разрядами первой входной шины конвейерного сумматора, выход суммы каждой (г,)-И суммирующей ячейки, где -t-- номер строки, номер столбца матрицы, i 1,. .. ,п , ,. . . ,п-1, соединен с первым входом соответствующей (1,.+1)-й суммирующей ячейки, вторые входы ( С,)-X суммирующих ячеек, для которых -1, , подключены к разрядам второй входной шины конвейерного сумматора, выход переноса каждой (t,)-й суммирующей ячейки, для которой -ifc г... соединен с вторым входом соответствукядей (1+1,)-и суммирующей ячейки, выходы суммы (v,n)-x суммирующих ячеек соединены с разрядами выходной шины суммы конвейерного сумматора, а выход переноса (ti, п) -и суммирующей ячейки соединен с выходом переноса конвейерного сумматора, второй вход каждой суммирующей ячейки, для которой -i , 1.1,. .. ,п-1 соединен с шиной нулевого потенциала. Суммирующая, ячейка содержит полу cyNwa тор и два тактируемых элемента памяти, причем первый и второй входы полусьтиматора соединены с соответствующими входами суммирующей ячейки, выход сумь«ы полусу «4атора соединен с входом первого тактируемого элемента памяти, выход которого подключен к выходу сумма суммирующей ячейки, выход переноса полусумматора соединен с входом второго тактируемого элемента памяти, выход которого подключен к выходу переноса суммирующей ячейки. На фиг.1 представлена структурная cxeMia конвейерного сумматора; на фиг.2 - функциональная схема суммирукяаей ячейки.

Конвейерный сумматор содержит входные шины 1 и 2, суммирующие ячейки 3, выходную шину суммы 4 и выход переноса 5. Суммирующая ячейка 3 содержит входы 6 и 7, выходы сумкш 8 и переноса 9 и состоит из полусумматора 10 и тактируемых элементов памяти 11 и 12.

Конв.ейерный сумматор построен по системе строка-столбец. Элементы памяти, входящие- в ячейки 3 и представляющие собой г например,Ъ -триггеры, служат для запоминания на врё( мя одного такта результата суммирования по модулю два Su и переноса РЦ , где символы i и. означают соответственно порядковый номер строки при отсчете снизу, начиная Ь самого младшего разряда, и порядковый номер столбца при отсчете слева.

Ячейки,.расположенные выше диагонгши t«i, производят суммирование суммы St() t полученной в предыдущем такте в ячейке той же строки (-1)-го столб1(а с переносом Pti-/w из ячейки JJ -го столбца (,-1)-й строки. После записи в элементы памяти 11 и 12 очередных значений суммы и переноса на входах элементов памяти ячеек расположенных вшое и правее рассматриваемой ячейки, формируются новые значения

суммы и переноса, которые записываются в них при поступлении следующего тактового импульса. Здесь, таким образом, имеет место конвейерный способ образования суммы, причем процесс направлен снизу вверх и слева направо.

Ячейки, расположенные ниже диагонали , выполняют роль элементов

задержки. Выход.переноса Рц здесь не используется, а вход для переноса P(i-A4 подключается к шине логического нуля.

Ячейки, находящиеся на диагонали

осуществляют прибавление цифры I $1й-) либо к цифре bi , если устройство используется в качестве сумматора, либо к сумме . Преимуществами предлагаемого

устройства по сравнению с известными конвейерными сумматорами являются более высокое быстродействие, обусловленное возможностью одновременной подачи разрядов суммнруекых чисел на су}«4ирующие ячейки,простота конструкции как самого сумматора,ак и суммирующей ячейки, заключающая уменьшении числа входов суммирующей ячейки до двух и сокра- . щении числа связей между ячейкгти, что повьклает надежность и технологичность конвейерного сумматора.

ЙТ

TJL

Т

Фиг.2