Устройство для суммирования п-разрядных чисел массива Советский патент 1977 года по МПК G06F7/385 

1

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для быстрого суммирования большого количества слагаемых.

Известно устройство для суммирования, содержащее сумматор, входные вентили и устройство управления. Это устройство характеризуется низким быстродействием при сложении л-разрядных чисел массива за счет времени, затрачиваемого на распространение переносов, а также нерегулярностью структуры быстродействуюпдих сумматоров из-за неоднородности связей между разрядами, что затрудняет их реализацию в виде больших интегральных схем. Известно также устройство для суммирования, содержащее сумматор, систему параллельных комбинационных счетчиков, группы вентилей и схему управления. В этом устройстве нерегулярность структуры системы параллельных комбинационных счетчиков усложняет реализацию устройства на БИС; кроме того, оно требует большого объема аппаратурных затрат при суммировании большого количества чисел, а в результате задержки информации в многокаскадных комбинационных схемах имеет низкое быстродействие. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для суммирования п-разрядных чисел массива, содержащее сумматор со сдвигом,

п счетчиков т разрядами каждый, вход каждого счетчика соединен с выходом соответствующего входного вентиля, входы всех входных счетчиков соединены с выходом блока управления, выход каждого f-ro разряда () каждого /-го счетчика ( я-1) соединен через соответствующий вентиль со входом i-ro разряда (/+1)-го счетчика, выход каждого г-го разряда л-го счетчика соединен через соответствующий вентиль со входом i-ro разряда сумматора, входы всех вентилей и нулевые входы разрядов первого счетчика соединены с выходом блока управления, л-разрядный регистр, выход q-TO разряда которого () соединен со входом -го дополнительного вентиля. Последнее приведенное устройство требует также большого объема аппаратурных затрат в счетчиках при суммировании большого количества чисел, так как количество разрядов в счетчиках пропорционально ogs k, где k - количество суммируемых чисел, а - i

ближайшее целое не меньше а.

В описываемом устройстве, с целью его упрощения, выход старшего разряда каждого q-ro счетчика соединен со входом -го разряда регистра, выход -го дополнительного вентиля соединен со входом )-то разряда сумматора, входы всех дополнительных вентилей и нулевые входы регистра соединены с выходом блока управления.

На чертеже показана схема описываемого устройства.

Оно содержит сумматор 1 со сдвигом содержимого влево, п счетчиков 2, п грунп вентилей 3, п входных вентилей 4, п-разрядный регистр 5, п дополнительных вентилей 6 и устройство управления 7. Разрядность счетчиков 2 и количество вентилей 3 в группе равно mC log2A, где k - количество суммируемых чисел. Входы 8 устройства через входные вентили 4 соединены с последовательными входами счетчиков 2. Управляющие входы вентилей 4 соединены с первым выходом 9 устройства управления 7. Группа вентилей 3 старших разрядов включена между т параллельными выходами счетчика 2 старших разрядов и младшими т входами 10 сумматора 1, последуюш,ие группы вентилей 3 включены между параллельными выходами и входами соседних по старшинству счетчиков 2. Управляюш,ие входы всех групп вентилей 3, а также параллельные входы счетчика 2 младших разрядов соединены со вторым выходом И устройства управления 7. Последовательные выходы п счетчиков 2, начиная со старших разрядов, соединены с единичными входами 12 п триггеров регистра 5 соответственно, выходы которого через п дополнительных вентилей 6 соединены с п входами сумматора 1, начиная с (m-j-д) до (от+1)-го разряда, соответственно. Управляюш,ие входы п дополнительных вентилей 6, нулевые входы п триггеров регистра 5 соединены с дополнительным выходом 13 устройства управления 7.

Рассмотрим работу устройства при суммировании k п-разрядных чисел. Одновременно с запуском ио входу 14 устройства управления 7 на входы 8 поступают коды л-разрядных чисел, которые по разрешаюш;ему сигналу на первом выходе 9 устройства 7 через входные вентили 4 подаются на последовательные входы счетчиков 2 с частотой / - .

ФГ

Сигналы с последовательных выходов счетчиков 2 поступают на единичные входы регистра 5 с частотой / -.

ФТстотой на уиравляюш,ие входы дополнительных вентилей 6 и нулевые входы триггеров регистра 5 поступает импульс с выхода 13 устройства управления 7, в соответствии с которым код с регистра 5 через дополнительные

вентили 6 поступает на входы 10 старших разрядов сумматора 1, начиная с () до (т+1)-го разряда; при этом триггеры регистра 5 устанавливаются в нулевое состояние. По окончании поразрядного накопления всех k чисел и установления переходных процессов в счетчиках 2 и сумматоре 1 устройство управления 7 выдает импульс с выхода 10 на управляющие входы всех групп вентилей 3

и параллельные входы счетчика 2 младших разрядов, в соответствии с которым происходят добавление в сумматор 1 содержимого счетчика 2 старших разрядов, передача содержимого всех последующих счетчиков 2 в соседние по старшинству счетчики и сдвиг содержимого сумматора 1 влево на один разряд. Этот процесс повторяется п раз, в результате чего в сумматоре 1 получается сумма всех k «-разрядных чисел.

Технико-экономическая эффективность от применения регистра и новых связей между счетчиками, регистром и сумматором заключается в уменьшении количества разрядов

1о32Й .счетчиков в -- раз и сокращении общеГО объема оборудования устройства.

Формула изобретения

Устройство для суммирования п-разрядных чисел массива, содержащее сумматор со сдвигом, п счетчиков с т разрядами каждый, вход каждого счетчика соединен с выходом соответствующего входного вентиля, входы всех входных счетчиков соединены с выходом блока управления, выход каждого i-ro разряда () каждого /-ГО счетчика () соединен через соответствующий вентиль со входом i-ro разряда (/+1) счетчика, выход г-го разряда п-т счетчика соединен через соответствующий вентиль со входом i-ro разряда сумматора, входы всех вентилей и нулевые входы разрядов первого счетчика соединены с выходом блока управления, «-разрядный регистр, выход каждого q-TO разряда которого (1 л) соединен со входом -го дополнительного вентиля, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, выход старшего разряда каждого -го счетчика соединен со входом -го разряда регистра, выход q-vo дополнительного вентиля соединен со входом ( + т)-го разряда сумматора, входы всех дополнительных вентилей и нулевые входы регистра соединены с выходом блока управления.