Параллельный сумматор Советский патент 1979 года по МПК G06F7/385 G06F11/00 

I

Изобрегение отиосится к области вычиспигельной техники и можег быть иопользовано при разработке параллельных сумматоров, контролируемых по четност

Известны комбинационные параллельные сумматоры 1Х{,2 . Недостатком таких сумматоров является невозможнос обнаружения неисправностей.

Известны сумматоры с контролем по четкости, позволяющие обнаруживать неисправности в формировании разрядных сумм sj .

Наиболее близким техническим решением к данному предложению является параллельный сумматор, содержащий в каждом разряде узел формирования параллельного пфеноса и узел формирования разрядной суммы, входы которого соединены с выходами увлов формирования параллельного переноса данного и предыдущего разрядов Г4 .

Недостатком такого сумматора является невозможность обнаружения всех ошибок, вызываемых одиночной неисправностью сумматора, а именно: неисправность узла формирования параллельного переноса может привести к появлению необнаруживаемой ошибки. Действит15льНо, ошибка в формировании переноса Сц всегда вызывает ошибку и в формирован суммы Sf , так как булева разность от функции 6 fj по переменной всегда равна 1. Здесь при формировании ра ядных сумм подразумевается использование выражения: ;

6,.C.jfV.j)VCn

апЬпСпСп.пСпС„ Тпфф 1 +

где а п . П разрядные слагаемые;

Qj wafjbn функция генерации разрядного переноса;

Т а +Ър- функция транзита переноса;

Cf, ,Cf,i - переносы из данного и предыдущего разрядов.

Однако утверждение, что булева разность ог суммы S .1 по переменной С также равна 1, справедливо лишь для сумматоров со сквозным переносом. Пля сумма торов, с параллеАным переносом

ci(GnviCn nMCnWCn4i

dC

dC

n

n

Cn) (3C

+ + i

n + 1

dCp

dCn

э

-(.,

где H yj 4 - полусумма в последующем разряде, т.е. ошибка в формировании переноса С вызывает ошибку в формировании суммы 5) 4-1 в случае равенства нулю полусуммы (П-+ 1)-го разряда. Таким образом ошибка в формировании переноса С может привести к появлению необнаруживаемой ошибки в работе сумматора, за ис1шючением тех случаев, когда она вызвана неисправностью узлоь формирования функций генерации или транзита переноса.

Цепью изобретения является обнаружение всех ошибок, вызываемых одиночной неисправностью сумматора при организации его контроля по четности, то есть повышение надежности сумматора.

Для достижения этой цели в каждый четный, разряд сумматора йогголнитбльно введены узел дублирования формирования переноса и узел сравнения, причем вход узла дублирования формирования переноса подключен к выходу узла формированийпараллельного.переноса из предыдущего разряда, а вых:од - ко входу узла сравнения, другой вход которого соединен с выходом узла формирования-параллельного переноса данного разряда.

На чертеже представлена структурная схема двух разрядов параллельного сумматора.

Схема содержит узлы 1,2 формирования параллельного переноса соответственно 1 -го и (1 -1 )-го разрядов; узлы 3,4 формирования разрядной суммы соответственно ( -го и (i - 1)-го разрядов, узел 5 дублирования формирования переноса и узел сравнения 6.

Узлы 1,2 формирования параллельного переноса реализуют логические функции:

q. .G,;.,-bTJ; q,.24 .

.-i-,,,.,-2 ;-5 иП-2- сСвх.

Входы уапа 3 формирования разряднрй суммы -го рагфяда соепинены с выходами узлов 1,2 формирования параллельного переноса 4 -го и { -1 ) -го разрядов. Узел 3 формирования разрядной суммы реализует функцию

.-bQjC C,,4..c,C,.

Входы узла 4 формирования разрядной суммы (4 -1 )-го разряда соединены с выходом узла 2 формирования параллельного переноса ( -1)-го разряда и выходом параллельного переноса из ( -2)-го разряда. Узел 4 формирования разрядной суммы реализует функцию:

Si i-oCbi -iCi-iCu t ,С-,,-ьТ; ,С; ,С:

с ti-iC iC- 2.

Узел 5 дублирования формирования переноса соединен своим входом с выходом узла 2 формирования параллельного переноса и реализует функцию С sCj +TijCji j, Узел.6 сравнения подключен своими входами к выходам узла 1 формирования параллельного переноса и узла 5 дублирования формирования переноса и реализует функцию

P Ci-vcf.

Таким образом реализуется рашетча-тое дублирование (дублирование через разряд) узлов, формирующих параллельны переносы из разрядов, притом дублирующие переносы формируются по сквозному принципу. При этом ошибки, вызываемые одиночной неисправностью узлов формиро,вания параллель ных переносов из разрядов, будут обнаружены либо контролем по четности, либо сравнением дублируемых и дублирующих переносов. Рассмотрим два случая: 1. Ошибка в формировании переноса вызвана неисправностью узлд 1 формирования параллельного переноса. Тогда она будет обнаружена при сравнении дубл руемого и дублирующего переносов, так как дублирующий перенос Сf формируется узлом 5 дублирования формирования переноса по сквозному принципу и не зависит от переноса С из -го разряда. Здесь важно отметить, что при формировании дублирующих переносов следует использовать те же узлы формирования функций генерации и транзита переноса. которые применяются в узлах формироваНИИ разрядных сумм и гг&раллельньгх переносов, т.к. ошибка в формировании переноса С , вызванная неисправностью узла формирования Ц или Y J будет всегда обнаружена контролем по четности 2. Ошибка в формировании переноса вызвана неисправностью узла 2 формирования параллельного переноса. Обнаружение ошибки в этом случае будет произведено либо контролем по четности .{когда полусумма ,roiразрядаНj О) либо при сравнении С и С (когда полусумма 4 -го разряда Н 1). Действительно, если Н; 0, го ошибка в формировании C.i вызовет ошибки в (|юрмировании разрядных суммЗ - и Ъ , а следовательно, будет обнаружена контролем по четности. Если Н i, ошибка в формировании С; 1 обязательно вызовет ошибку в формировании С , так как А Н , 7 L и будет обнаружена при сравнении переНОСОВ с Таким образом, данный cjTviMfJTOp позволяет обнаруживать все сочетания ошибок, вызываемые одиночной неисправностью сумматора за счет введения п /2 узлов дублирования формирования переносов и 11/2 узлов сравнения (где р -разрядность сумматора). Формула изобретения Параллельный сумматор, содержащий в каждом разряде узел формирования параллельного переноса и узел :4юрмирования разрядной суммы, входы которого соединены с выходами узлов формирования параллельного переноса данного и предыдущего разрядов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности сумматора, в каждый четный разряд сумматора дополнительно введены узел дублирования формирования переноса и узел сравнения, причем вход узла дублирования формирования переноса подключен к выходу узла формирования параллельного переноса из предыдущего разряда, а выход - ко входу узла сравнения, другой вход которого соединен с выходом узла формирования параллельного переноса данного разряда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 251252, кл. q Об F 7/385, 1068, 2.Авторское свидетельство СССР № 124704, кл. q 06 F 7/50, 1954. 3.Ф. Селлере Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ , М. Мир, 1972, с. 125, фиг. 7.6. 4.Ф. Селлере Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ, М., Мир, 1972, с. 127-13О, фиг. 7.8.