Накапливающий сумматор по модулю Р Советский патент 1988 года по МПК G06F7/56 G06F7/49 

Итобрртение относится к кычис-.чи- тсльиой технике и может быть исиоль-- товаио в ратл1гчиых ycrpoi icTBax, вы- полнянчдих математические операции в различных системах исчисления с про- извс)льиым основанием Р5 2.

Цель изобретения - упрощение устройства ,

На фиг.1 представлена схема одно- го разряда накапливающего сумматора по модулю Р; на фиг.2 - пример выполнения элемента ИЛИ.

Накапливающий сумматор по модулю Р содержит в кажлом разряде кольце- вой счетчик 1, включающий в себя PD-триггеров 2.1-2.Р, блок формирования сигнала переноса, выполненный в виде элемента ИЛИ 3, и многоканаль ifljiA коммутатор 4, состоящий из матри (РхР) оптических переключателей 5;; (где j - номер строки, i - номер столбца), каждый из которых имеет один оптический информационный вход 6, первый 7 и второй 8 оптические информационные выходы и управляющий электрический вход 9, выходы В-триг- гера 2.1-2.Р являются выходами кольцевого счетчика 1 и связаны с выходами 10.1-10.Р результата данного раз- ряда сумматора и с входами 6 соответствующих оптических переключателей 5.11-5.Р1, выход 11 элемента ИЛИ 3 : является выходом сигнала переноса в следующий разряд сумматора.

СчетньпЧ вход 12 кольцевого счетчика 1 соединен с синхровходами триггеров 2.1-2.Р, первые информационные выходы 7 оптических переключателей 5.11-5.Р соединены с соответствующими D-входами 13. 1-13.Р триггеров 2.1- 2.Р, первые информационные выходы 7 оптических переключателей i-го столбца i 1 - (Р- 1 )j соединены с мапионными входами 6 оптических переключателей (i+3)-ro столбца той же строки, вторые информационные выходы 8 оптических переключателей первого

и второго столбцов J-и строки j

1 - (Р-I) соединены с информационными входами 6 оптических переключателей соответственно второго и третьего столбцов (j+l)-й строки, вторые информационные выходы 8 оптических переключателей Р-й строки первого и нторот о столбцов сиединены с информа- пиопнымн входами 6 оптических пере- к. почапелей 5.12 и 5.13 соответственно, а также с первым и вторым входам элемента lUHi 3, второй выход 8 оптического переключателя i-го столбца i 3 - (Р-1) j-й строки j I - -(P-i+l)J соединен с информационным входом 6 оптического переключателя (i-t-l)-ro столбца (i+j-)-fi строки, если j (P-i+2) - Р, то второй выход 8 оптического переключателя 5j; соединен с информационным входом 6 оптического переключателя (i-t-)-ro столбца ()-й строки, а также с одним из входов элемента ИЛИ 3. Вторые информационные выходы 8 оптических переключателей 5.2Р-5.РР соединены с D-входами соответствующих триггеров 2.1 - 2.Р-, а также с входами элемента ИЛИ 3, второй информационный выход 8 оптическог о переключателя 5.IP соединен с D-входом 13.Р триггера 2.Р, управляющие электрические входы 9 оптических переклю- 4aTeJiefi объединены по столбцам и являются управляющими входами lA.. многоканального коммутатора, первый управляющий вход 14.1 многоканального коммутатора соединен с входом 15 переноса из предыдущего разряда сумматора, первый вход 16.1 операнда данного разряда - через резистор 17 нагрузки с щиной 18 нулевого потенциала, входы 16.2 - 16.Р данного разряда соединены соответственно с управляющими входами 14.2-14.Р многоI

канального коммутатора, вход 19 установки в 1 триггера 2.1 и входы 20 установки в О триггеров 2.2- 2.Р - с входом 21 установки в О накапливающего сумматора.

Элемент ИЛИ 3 (фиг,2) содержит объединитель 22 оптических сигналов (фокон), фотоприемник 23 и резистор 24 нагрузки,подключенный первым выводом к щине 18 нулевого потенциала, а вторым выводом - к электрическому выходу I элемента ИЛИ 3 и к первому выводу фотоприемника 23, второй вывод которого подключен к щине 25 питания, входы элемента ИЛИ 3 оптически связаны с входной апертурой фоко- на 22, выход которого оптически связан с фотоприемником 23.

D-триггер 2.J (j 1.- Р) с оптическими входом и выходом и электрическим синхровходом может быть выполнен в виде двух цепочек последовательно соединенных фотоприемников с S-образной характеристикой и светоиз

лучателя, а также включает в себя инвертор, причем первые выводы фотоприемников соединены с шиной питания, оптический вход фотоприемника первой цепочки является информационным входом (D-входом) триггера, светоизлуча тель первой цепочки оптически связан с фотоприемником второй цепочки, оптический выход светоизлучателя кото- рой является выходом D-триггера, второй вывод светоизлучателя второй цепочки соединен с выходом инвертора, вход которого связан со вторым выводом светоизлучателя первой цепочки и является синхровходом триггерл.

Оптический переключатель 5j; може быть выполнен в виде Брегговского волноводного переключателя с пороговым напряжением переключения 5В и временем переключения 100 пс.

Сумматор работает следующим образом.

После включения питания сумматор .устанавливают в исходное состояние подачей управляющего сигнала на вход 21 установки в О, при этом триггер 2.1 устанавливается в 1, а триггеры 2.2-2.Р - в О. Такой код (1,0, 0...0) на выходах триггеров 2,1-2.Р соответствует нулевому значению суммы. Операнды представляются в единично-позиционном коде (1 из Р) т.е. могут принимать только Р значений от О (код 1,0,0...0) до Р-1 (код О, 0,0...). Если на входах операнда 16.1-16.Р присутствует код (1,0,0... ...0) и отсутствует на входе 15 перенос из предыдущего разряда, то все оптические переключатели 5.; замкнуты и в нижнее положение по схеме (т.е. соединяют информационный вход 6 с первым информационным выходом 7),

вследствие чего выходной сигнал триг

гера 2.J (J 1 - Р) поступает через многоканальный коммутатор на D-вход того же триггера 2.J. Поэтому поступление тактовых импульсов на вход 12 не приводит к изменению состояния триггеров 2.1-2,Р. Пусть на вход 16,1 -16.Р воздер{ствует код (0,0,1, 0...0) соответствующий числу 2, Тогда оптические переключатели 5.13-5.РЗ переключаются в верхнее положение по схеме (т.е. соединяются информациен- ные входы 6 с вторыми информационными выходами 8), вследствие чего выходной оптический сигнал триггера 2.J j

с )Q )5

20

25 0 ...

35

45

0

.

1 - (1-2) действует мя D-выход 13 триггера 2.J+2, выходной сигнал триггера 2.Р-1 - на D-вход 13 триггера 2.1, а выходно сигнал триггера 2.Р - на D-ВХОД триггера 2.2. Поэтому тактовый игтульс на входе 12 приводит к тому, что код 1,0,0,0...О на выходах 10.1-10.Р сменился на код О,О,1,0...О, т.е. единичный сигнал на выходах 10.1-10.Р сдвинулся на две позиции.

Подача в следующий момент времени на входы 16.1 -16.Р числа п (), которому соответствует код с 1 на входе 16.П+1 приводит к замыканию в верхнее положение оптических переключателей только (п+1)-го столбца, вследствие чего код, записанный в триггерах 2.1-2.Р, будет циклически сдвигаться на п позиций. Если при подаче числа п на вход 15 воздействует сигнал переноса из предыдущего разряда, то в верхнее положение будут замкнуты оптичес.сие переключатели первого и (ntl)-ro столбцов, вследствие чего по тактовому импульсу на входе 12 единичный сигнал на выходах триггеров 2.1-2.Р циклически сдвигается на ()-ю позицию, т.е. учитывается еще и перенос из предыдущего разряда.

Когда код, записаннь(й в триггерах 2.1-2.Р, в сумме с кодом на входах 16.1-16.Р и в сумме с сигналом переноса на входе 15 не меньше числа Р, то сигнал с выхо да j-ro триггера воз действует на D-вход триггера с номером, не большим j,и на выходе элемента ИЛИ 3 формируется единичный сигнах переноса в следующий разряд.

Формула изобретения

Накапливающий сумматор по модулю Р, содержащий в каждом разряде кольцевой счетчик и блок формирования сигнала переноса, выход которого является выходом переноса в следующий разряд сумматора, выходы кольцевого счетчика подключены к выходам результата данного разряда сумматора, счетный вход кольцевого счетчика соединен с тактовым входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, блок формирования сигнала переноса выполнен в виде элемента ИЛИ с l+P(P-l)/2 оптическими входами и одним электрическим выходом, кольцевой счетчик содержит PD-триггеров с оптическим выходом и входом и электрическим синх-

Изобретение предназначено для суммирования чисел nt модулю Р и может быть использовано в автоматике и 1п 1числительной технике. Применение в каждом разряде сумматора Р-канального коммутатора, выполненного в виде оптических переключателей с одним информационным входом и двумя информационными выходами, и выполнение блока переноса в виде оптической схемы ИЛИ с оптическим и электрическим выходами позволяет значительно упростить устройство. Накапливающий сумматор по модулю Р содержит в каждом разряде кольцевой счетчик 1 и блок 3 формирования сигнала переноса, выполненны1 на элементе ИЛИ. Кольцевой счетчик содержит многоканальный коммутатор 4, состоящий из матрицы размером РхР, оптических переключателей 5 и Р1 -триггеоов. 2 ил. (Л 00 ND СО to