Сумматор двоичных чисел Советский патент 1976 года по МПК G06F7/385 

и так далее входами данной групповой схемы признаков переноса. Известное устройство характеризуется удвоением оборудования, применяемого для достижения высокого быстродействия, так .KaiK в устройстве продублированы схемы выработки всех сигналов.

Целью изобретения является уменьшение количества оборудования и повышение однородности структуры устройства. Это достигается тем,-что в каждойГрупповой схеме признаков переноса дополнительный вход f-ro элемента «И-НЕ второго узла выработки признаков переноса соединен с 2/-м входом данной групповой схемы признаков переноса, а дополнительный вход t-ro элемента «И-НЕ /-ГО узла выработки признаков переноса соединен с (2t + 2/-4)-м входом данной групповой схемы признаков переноса.

На фиг. 1 показана блок-схема описываемого сумматора (для случая п-9, «-3); на фиг. 2 - групповая схема признаков переноса.

Сумматор двоичных чисел выполнен на элементах «И-НЕ и содержит ярус 1, который состоит из п поразрядных схем 2 выработки сигнала запрета переноса и сигнала возникновения переноса, входы которых соединены с соответствуюш,ими разрядами исходпых чисел, а выходы соединены со входами яруса 3, состояш,его из поразрядных сумматоров 4, и с соответствующими входами яруса 5, состояш,его из групповых схем 6 признаков переноса. Выходы сгинала запрета и возникновения переноса групповых схем 6 признаков переноса яруса 5 соединены с входами соответствуюш,ей групповой схемы 6 признаков переноса яруса 7- Выходы сигналов переносов групповой схемы 6 признаков переноса яруса 7 соединены со входами переносов соответствующей групповой схемы 6 признаков переноса яруса 5 и входами переносов соответствующих поразрядных сумматоров 4. Выходы сигналов переносов групповых схем б признаков переноса яруса 5 соединены с входами переносов соответствующих поразрядных сумматоров 4. Выход сигнала возникновения переноса групповой схемы 6 признаков переноса яруса 7 соединен с входом переноса этой же схемы 6, а также с 1Входа1МИ переноса младшей групповой схемы 6 признаков переноса яруса 5 и входом переноса младшего поразрядного сумматора 4. Каждая групповая схема 6 состоит из к+1 узлов 8-И выработки признаков переноса, содержащих соответственно один, к, к, (к-1), (к-2},..., два элемента «И-НЕ, выходы которых объединены и подключены к выходам данного узла. Элемент «И-НЕ узла 8 выработки признаков переноса содержит к входов, соединенных с четными входами данной групповой схемы 6 признаков переноса, i-й элемент «И-НЕ узла 9 выработки признаков переноса (, 2,..., к) содержит i входов, которые соединены соответственно с (2/-1)-м, (2i-2)-м, (21-4)-м,

(2i-6)-м и так далее входами данной групповой схемы 6 признаков переноса; г-й элемент «И-НЕ (кроме последнего элемента «И-НЕ) узлов 10 и И выработки признаков

переноса (/ 3, 4,..., к+1) содерлшт i входов, которые (2г + 2/-5)-м, (2i + 2/-6)-м, (2t + + 2/-8)-м, (2t + 2/-10)-м и так далее входами данной групповой схемы 6 признаков переноса, а последний (i-й) элемент «И-НЕ

узлов 10 и 11 выработки признаков переноса содержит i входов, которые соединены со входом переноса и с (2t + 2/-6)-м, (2t + 2/- -8)-м, (2i + 2/-10)-м и так далее входами данной групповой схемы 6 признаков

переноса. В каждой групповой схеме 6 признаков переноса дополнительный вход i-ro элемента «И-НЕ узла 9 выработки признаков переноса соединен с 2г-м входом данной групповой схемы признаков переноса, а дополнительный вход t-ro элемента «И-НЕ узлов 10 и И выработки признаков переноса соединен с (2t-f2/-4)-м входом данной групповой схемы 6 признаков переноса.

На входы яруса 1 поступают исходные

двоичные числа А и В. Поразрядные схемы 2 выработки сигнала запрета переноса и сигнала возникновения переноса вырабатывают сигнал запрета переноса и сигнал возникновения переноса по следующим формулам

Z, М,. а,+ &;). „,

У,. а-Ь

где а,- , b ; - значения i-ых разрядов исходных чисел. В групповых схемах 6 признаков нереноса яруса 5 вырабатываются сигналы запрета переноса и сигналы возникновения переноса для групп, содержащих по три разряда

Z Zil/, Н- + ZzV.V

(1)

У

В Групповых схемах 6 признаков переноса яруса 7 вырабатываются сигнал запрета переноса и сигнал возникновения переноса для группы, содержащей девять исходных разрядов

У + ,Z, + y ZiZsZaj g)

z (

Соотношения (1) и (2) идентичны по форме, поэтому и схемы, реализующие их, одинаковы. Выход групповой схемы 6 признаков переноса яруса 7 является сигналом циклического переноса е и соединяется со входом переноса этой же групповой схемы 6 признаков переноса, со входом переноса младшей

групповой схемы 6 признаков переноса яруса 5 и со входом переноса младшего поразрядного сумматора 4 яруса 3. По сигналу е и входным сигналам групповой схемы 6 признаков переноса яруса 7 формируются сигналы переносов из этой схемы i + 2 зУз + efs Сигналы переносов из групповой схемы 6 признаков переноса яруса 7 поступают на вход переноса групповых схем 6 признаков переноса яруса 5, в которых вырабатываются сигналы переносов для поразрядных сумматоров 4 яруса 3 , - + Z zVzVz + eVsVa Соотношения (3) н (4) идентичны по форме, поэтому схемы, реализующие их, тоже оди1наковы. Поразрядные сумматоры 4 яруса 3 вырабатывают сигналы сумм по формуле S, 1/,J,4- Z.r-f V,,. Таким образом, в каждом ярусе без удвоения оборудования происходит выработка сигналов за 1т, где т - время задержки при прохождении сигнала через один элемент «И-НЕ. Формула изобретения Сумматор двоичных чисел, состоящий из нескольких ярусов, причем первый ярус содержит п поразрядных схем выработки сигнала запрета переноса и сигнала возникновения переноса, входы которых соединены с соответствующими разрядами исходных чисел, а выходы соединены со входами соответствующих поразрядных сумматоров второго яруса и с соответствующими входами групповых схем признаков переноса третьего яруса. Выходы сигнала запрета и возникновения переноса групповых схем признаков переноса третьего яруса соединены со входами соответствующей групповой схемы признаков переноса четвертого яруса, выходы сигналов переносов групповой схемы признаков переноса четвертого яруса соединены со входами переносов соответствующей групповой схемы признаков переноса третьего яруса и входами переносов соответствующих поразрядных сумматоров, выходы сигналов переносов групповых схем признаков переноса третьего яруса соединены со входами переносов соответствующих поразрядных сумматоров. Выход сигнала возникновения переноса групповой схемы признаков переноса четвертого яруса соединен со входом переноса этой же схемы, а также со входом переноса младщей групповой схемы признаков переноса третьего яруса и входом переноса младшего поразрядного сумматора, каждая групповая схема признаков переноса состоит из узлов выработки признаков переноса, содержащих соответственно один, к, к, (к-1), (к-2),..., два элемента «И-НЕ, выходы которых объединены и подключены к выходам данного узла, причем элемент «И-НЕ первого узла выработки признаков переноса содержит к входов, соединенных с четными входами данной групповой схемы признаков переноса, i-й элемент «И-НЕ второго узла выработки признаков переноса (, 2,..., /с) содержит входов, которые соединены соответственно с (2i-1)-м, (2t-2)-м, (2i-4)-м, (2-6)-м и так далее входами данной групповой схемы признаков переноса; t-й элемент «И-НЕ (кроме последнего элемента «И-НЕ) /-ГО узла выработки признаков переноса О -3, 4,..., K+l) содержит i входов, которые соединены с (2J-f2/-5)-м, (2i-b2/-6)-м, (2t4-2;-8)-м, (2i-}-2/-10)-м и так далее входами данной групповой схемы признаков переноса, а последний (г-й) элемент «И-НЕ /-ГО узла выработки признаков переноса содержит I входов, которые соединены со входом переноса и с (2t-f2/-6)-м, (2t+2/-8)-м, (2f-f2/-10)-м и так далее входами данной групповой схемы признаков переноса, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества оборудования и повышения однородности структуры устройства, в каждой групповой схеме признаков переноса дополнительный вход t-ro элемента «И-НЕ второго узла выработки признаков переноса соедипен с 2i-M входом данной групповой схемы признаков переноса, а дополнительный вход i-ro элемента «И-НЕ /-го узла выработки признаков переноса соединен с (2i + 2/-4)-м входом данной групповой схемы признаков переноса.

Иг Ш Й о ш2 Й2 ы

г niF