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

.(54) КОНТРОЛИРУЕМЫЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено при разработке арифметических устройств, контроль которых организован по четности, а в исполь-i зуемых сумматорах разрядные переносы формируются параллельным, параллельно-последовательным или параллельнопараллельным способом.

Известны сумматоры, содержащие в каждом разряде элемент И или эле-, мент ИЛИ, блок формирования параллельного переноса и блок формирования поразрядной суммы 1,

Разрядные суммы при этом формируются в соответствии с выражением

SK, a YbnVCn-,

где ayj, bn - разрядные слагаемые; Сц-1 - перенос из предыдущего

(п-1)-го разряда сум; матора.

Недостатком известных сумматоров является низкий процент обнаруживаемых ошибок, вызываемых одиночной неисправностью сумматоров, при организации их контроля по четности, при ЭТО1 ошибки, вызываемые неисправностью элементов И.или ИЛИ, а также неисправностью блоков формирования

:пс1раллельных перекосов, не обнаруживаются контроле по четности.

Наиболее блйзк.им по технической сущности к предложенному является контролируемый параллельный сумматор, содержащий в каждом разряде элемент И и элемент ИЛИ, блок формирования параллельного переноса и во всех разрядах, кроме старшего, блок

0 формирования поразрядной суммы, причем первый, второй и третий входы блока формирования поразрядной суммы каждого разряда, кроме младшего, соединены соответственно с выходом

5 элемента И, элемента ИЛИ своего разряда, блока формирования параллельного переноса предыдущего разряда, первый, второй и третий входы блока форм ирования поразрядной суммы млад0шего разряда соединены соответственно с выходомэлемента И, элемента ИЛИ своего разряда и со входом сумматора, первый и второй входы блока формирования параллельного переноса соединены соответственно с выходом элемента И и элемента ИЛИ данного разряда j выход блока формирования параллельного переноса старшего разряда является выходом сумматора 2.

0

При формировании разрядных суммданном сумматоре используется выажение

. ,VT;VC,., . ;

де Q, соответственно функции генерации и тран-. зита пере: . .носа п-го

;, , г , , .,; , -- разряда.

Это позволяет наряду с контролем блоков формирования поразрядных сумм организовать контроль элементов И или ИЛИ, формирующих функции генераций и транзита переноса в каждом . . . раз 1рядё сумматора. Недостатком известноГб сумматора является относительно низкая эффективность контроля по четности, так как полностью не охвачены контролем блоки форми)ования параллельных пёрёнбсОв, составляющие основной объем оборудования сумматора.

Целью изобретения является повышение эффективности контроляпарал- :йейьнъ:го сумматора.; .;,:./, : . -,

Поставленная цель достигается тем, в старший разряд сумматора введен,блок формирования поразрядной c ФffiI с функциональной зависимостью . от переноса, причем вьйсод элемента ИЛИ Ctaipiiiiero разряда соединен соответственно с первым входом блока , формирования поразрядной суммы с фунйциональной зависимостью от переноса, второй и третий входа которого соединены соответственно с выходами блока фор дарования параллельного пер йоса данного и предыдущего разрядов. - На;; 1ертеже приведена структурная схема п-р&зрядйого кoнttoлиpyeйol o параллельного сумматора для .

Сумматор содержит в каждом разряде элемент И 1, элемент ИЛИ 2, блок 3 формирования параллельного переноса и во всех разрядах, кроме старшего, блок 4 формирования поразрядной суммы, блок 5 формирования поразрядной суммы с функциональной :эайисимостью ОФ переноса в старшем разряде сумматора, причем первый второй и третий входы блока 4 формирований по- - азрядной суммы каждого разряда, кроме 1лпадшёго, соединены соответственно, ; с выходами элемента И 1, элемента ИЛИ 2 своего разряда, блока 3 фо гмирования ййраллельного переноса предыдущего разряда. Первый, второй и третий входы блока 4 формирования поразрядной суммы младшего разряда соединены соответстеенно с выходами элемента И 1, элемента ИЛИ 2 своего разряда и с входом б сумматора, на который поступает входной

перенос сумматора. Первый и второйвходы блока 3 формирования, параллельного переноса соединены соответственно с выходакш элемента И 1 и элемента ИЛИ 2 своегоразряда.Выход элемента ИЛИ 2 старшего разряда соединен соответственно с первым входом блока 5 формирования поразрядной

суммы с функциональной зависимостью от переноса, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами блоков 3 формирования параллельного переноса данного и предыдущего разрядов. Вход 6 сумматора предназначен для ввода входного переноса, а выхОд блока 3 формирования параллельного переноса старшего разряда является выходом 7 Сумматора, с которого снимается выходной перенос сумматора.

Сумматор работает следующим образом.

Элементы И 1 и ИЛИ 2 формируют функции С5 -С54 генерации, Т транзита и переноса в соответствующих разрядах сумматора. С помощью блоков 3 формируются параллельным способом разрядные переносы С, Cg, Cj и С-4. определяемые следующим образом (возрастание индексов при буквенных обозначениях принято в.направлении старших разрядов):

c.o,-f;Ca,V :; :

с.с ;: . . . c3.

t V - - Vl-V- V b.x где Сеч- входной перенос,

, поступающий на

вход б сумматора;

С вих

выходной перенос, .снимаемый с вйхода 7 суМма-. тора;

Сз и С4

С, Cg

переносы соотвеуственно из 1-го - 4-го - -- разрядов сумма. . тора. Блок 4 формирования поразрядной суммы функционирует в соответствии с тем же выражением,что и известный сумматор 2. Блок 5 формирования поразрядной сулады.с.функциональной зависимостью от .переноса может быть построен в соответствии с выражениему -

0 f 44C4.

,

Неисправность одного из блоков 5 , или 5 может вызвать только одиночную ошибку в соответствующем разряд суммы, которая всегда будет обнаружена контролем по четности. Неиспра ность же одного из элементов И 1 ил ИЛИ 2 может привести к возникновению групповой ошибки, но она также всегда будет обнаружена контролем по четности, так как общее число ошибок в разрядах суммы и переноса нечетно. Например, неисправность элемента И 1 в первом разряде сумматора может вызвать ошибки либо только в S либо в S , Sx/ Cf либо S, S., БЗ , C.f, С и т.д. Что же касается блоков 3 формированияпарал ;лельных :пере носов, то в сумматоре контролем охвачен наиболе сложный блок, формирук)щий параллельный перенос из старшего разряда, Что и позволяет повысить эффективность контроля сумматора. Действительно, пусть ошибка в формирований переноса С. вызвана неисправностью блока Э формирования параллельного перено са старшего разряда. Но тогда эта ошибка всегда вызовет ошибку в формировании разрядной суммы 84 которая и будет обнаружена контролем, т как значение переноса С4 не используется при предсказании четности ре зультата.. Контроль остальных блоков 3 формирования параллельных переносов может быть организован любым из известных методов с привлечением до полнительного -контрольного оборудов ния. Наибольший эффект от применения данного сумматора получается в том случа:е, когда рассмотренный п-разрядный сумматор служит составной частью быстродействующего т-разрядного сумматора, в котором переносы между группами (п-разрядными сумматорами) формируются параллельньвд спосЬбом, причем когда п Ьт - 2 а . В этом случае контролем по четности без ьведения дополнительно го оборудования будут охвачены не только блоки формирования параллель ных переносов старших разрядов п- . разрядных сумматоров, но и блоки формирования параллельных переносов между rt-разряднымй сумматорами,т,е. практически основная часть оборудования т-разрядного сумматора. Таким образом, введение в старший разряд контролируемого параллельного сугйматора блока формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью от переноса позволяет повысить эффективность контроля сумматоров по четности. формула изобретения Контролируемый параллельный сумматор , содержащий в каждом разряде элемент И и элемент ИЛИ, блок формирования параллельного переноса и во всех разрядах кроме старшего, блок формирования поразрядной cyMNas-причем первый, второй и третий входы блока формирования поразрядной суммы каждого разряда, кроме младшего, соединены соответственно с выходом элемента И, элемента ИЛИ своего разряда, блока формирования параплельного переноса предыдущего разряда, первый, второй и третий входы блока :формированйя поразрядной суммы младшеiro разряда соединены сортветственно с выходом элемента И, элемента ИЛИ своего разряда и со входом сумматора, первый и второй входы блока формирования параллельного переноса соёдщнены соответственно с выходом элемента И и элемента ИЛИ данного разг ряда, выход блока формирования па- . раЛлельногопё|5ё1 Ос:а старшего разряда является выходом сумматора, от л и ч а ю in, и и с я тем, что, с целью поЁйшения эффективности контроля, в старший разряд сумматора введен блок формирбвания поразрядной суммы с функциональной зависимостью от переноса, причём выход элемента ИЛИ старшего разряда соединен соответственно с первым входом блока формирования по 1азрядной суммы с функционал ьной зависимостью от переноса, йторой и третий входы которого соединены соответственно с выходами блоков формирования параллельного переноса данного и предыдущего разрядов. . Источники информации,:; .- .; , принятые во при экспертизё 1. Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ, М., Мир, 1972, с. 108. 2. Селлерс Ф. Методы обнаружения шибок в работе ЭЦВМ, М,., Мир, 1972, с. 119-120 (прототип).