Параллельный сумматор с контролем по четности Советский патент 1980 года по МПК G06F11/00 G06F7/385 

(54) ПАРАЛЛЕЛЬНЬТЙ СУММАТОР С КОНТРОЛЕМ ПО ЧЕТНОСТИ . .1 Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено при разработке быст родействующих арифметических устройств, контроль которых организован по четности, а используемые сумматоры образуют разрядные переносы параллельно-последовательным, параллельно-параллельным либо параллельным способами. Известен параллельный сумматор с контролем по четности, содержащий в каждом разряде схему суммы,cx&fiy образования параллельного переноса из данного разряда, схему образования сквозного дублирующ переноса, схему сравнения, паралле .ного .и .сквозного дублирующего пере носов, схему формирования четности суммы, схему непосредственного пре сказания четности суммы, входы, которой соединены с выходами схем об зования параллельного переноса из всех разрядов, кроме старшего, а также с шинами значений четностей слагаемых .и входного переноса сумматора, схему сравнения формируемо и непосредственно предсказываемой четностей сумм 1. Основным недостатком такого сумматора является влияние схемы контроля на временной цикл сумматора, так как непосредственно предсказыг ваёмая четность суммы получается .позже,- чем сам результат (сумма) что-привЬдит к увеличению цикла суммирования. Это нежелательно для высокоскоростных сумматоров. Наиболее близким по технической сущности к данному сумматору явл,яется параллельный cyi iMaTop с контролем по четности, содержащий первый блок сравнения, блок предсказания четности , блок формирования четности руммы, а каждый разряд сумматора, кроместаршего разряда, содержит блок формирования параллель- . ного переноса, элемент И, элетлент ИЛИ, блок формирования поразрядной суммы, старший разряд сумматора содержит блок формирования-параллельного переноса, элемент К п элемент ИЛИ, причем первые выходы блоков формирования Поразрядной суммы,всех разрядов, кроме старшег-о, соединены соответственно с первым, вторым и . .третьим входами блока предсказания четности, четвертый и пятый входы блока предсказания точности являются соответственно первым и вторым . входами сумматора, вторые выходы блоков формирования поразрядной сум мы всех разрядов, кроме старшего, с динены соответственно с первым, вто рьм и третьим входами блока формирования четностц суммы, выход которого соединен с первым/входом первого блока сравнения, первый выход блока предсказания четности соеди-ней со вторым входом первого .блока сравнения, выход которого является первым выходом сумматора, выходы эл ментов И и ИЛИ каждого разряда соединены соответственно .с первым и вт входами блока формирования пара лельного переноса соответствующего Р азряда,/выход блока формирования параллельного переноса старшего раё ряда является вторым выходом сумма.тора, выходы злементов И и ИЛИ каж гдого разряда Сумматора, кроме старш гЬ/ соединены, соответственно с перв и вторым входами блока формирова- . ;йия поразрядной суммы соответствуюWet-o разряда, выход блока формирова н.и я параллельного переноса к.аждрго разряда, кроме двух старших разрядо соединен с третьим входом блока фор мирования- поразрядной с ммы по следу щёго разряда, третий вход блоКа фор мирования поразрядной суммы первого разряда соединенс третьим входом сумматора и.сшестым входом,блока предсказания четности 2, . /; .Основными недостатками этого сум матораявляются; . I. ; Необходимость дублирования переНоса. КЗ старшего разряда сумматора, (выходного переноса) с последующим его -сравнением с дублируюиим перено сом. Это особенно нежелательно при построении Параллельно-последовательных и параллельно-параллельных сумматороё, так как требует больших затрат контрольного оборудования. Схема косвенного предсказания че нести суммы не позволяет организовать правильное предсказание четности суммыJ так как в известном четырехразрядном сумматоре 2 для KocBeftHoro предсказания четности суммы используется с.педующеё выражение (возрастание индексов при буквенных обозначениях принято в направлении возрастания весовых коэффициентов сумматора): , где Р. , Pg, - четности входнЕгх слаг мых А и в РС .: - предсказываемая четнос собственных переносов сумматора (С 0) ; (, корректирующий фактор для предсказываамой че нбсти собственных пере носов сумматора по входному переносу С ; % niV n n функции соответственно генерации и транзита переноса для п -го разряда сумматора; - разрядные слагаемые; полусумма п-го разряда, Однако применение выражения - B. для коррекции предсказываемой четности собственных переносов сумматора по входному переносу во многих случаях не позволяет организовать правильное предсказание четности суммы. Например, если производится сложение чисел А ; 0001 (Рд - 1) и В OOOl (Р г. 1) , причем С в г 1, то Pg. О, так как S г ООН, но предсказываемая четность Р l.Afi.f 140 1 т. е, . Цель изобретения - повышение досто верности контроля параллельного сумматора , Это достигается тем, что в сумматор введен второй блок сравнения, блок формирования четности результата, старший разряд сумматора содержит, блок формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью от Лвреносов, причем выход блока формирования параллельного переноса старшего разряда соединен с первым входом блока формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью от переносов, выход которого соединен с четвертым входом блока формиройания .четности сулолн, выход элодента ИЛИ старшего разряда соединен со вторым входом блока формирования поразрядной суммы с функциональной, зависимостью от переносов, третий вход которого соединен с выходом блока формирования параЛлельного переноса предыдущего разряда, выход блока формирования парал.лельного переноса всех разрядов, кроме старшего, соедийен соотйетственно с первым, вторым и третьим входами блока формирования четности результата, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с третьим входом сумматора и со вторым входом блока предсказанйя четности, выход блока формирования четности результата соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которого является третьим выходом сумматора выход блока формирования четности суммы соединен со вторым входом второго блока сравнения. На чертеже приведена схема параллельного сумматора с контролем по четности {для определенности рассматривается четырехразрядный сумматор). Сумматор содержит в .каждом разряде элемент И 1 и элемент ИЛИ 2, блок 3 формирования параллельного переноса из данного разряда, входы соединены с выходами элемента И 1 и элемента ИЛИ 2, блок 4 формировани поразрядной суммы, входы которого со динены с выходами элетлента И 1, элемента ИЛИ 2 и выходом блока 3формирования параллельного переноса из предыдущего разряда, блок 5 предсказания четности, в состав которого входят узел б косвенного предсказани четности, узел 7 предсказания четности полусуммы, узел 8 предсказания четностей переносов сумматора, узел 9 коррекции четности переносов сумма тора, блок 10 формирования четности результата, который состоит из узла 11 формирования четности переносов и узла 12 непосредственного предсказания четности суммы, блок 13 формирования поразрядной суммы с. функциональной зависимостью от переносов первый блок 14 сравнения, блок 15 формирования четности суммы, второй блок 16 сравнения. Сумматор работает следующим образом, Предположим, что возникла ошибка в формировании функции генерации или транзита переноса для 1-го разряда сумматора.. Эта ошибка всегда будет обнаружена сравнения сигналов, подаваемых на вход второго блока 16 сравнения формируемой и непосредстве но предсказыв аемой четностей , так как она вызовет ошибку либо толь ко на выходе блока 4 в данном разряде, либо опшбку на выходе блока 3 формирования параллельного переноса из данного (разряда и ошибки на выходах блока 4 в данном и последующем разрядах сумматора. Распростр нение же ошибки вдоль разрядов сумматора всегда приведет к нечетному числу сядибок в разрядах суммы и переноса, что будет обнаружено контролем по четности вторым блоком 16 сра нения. Так как блок 13 в старшем разряде сумматора построен по принци пу функциональной зависимости от пер носа, т. е, согласно выражению: .

то контроль блока 3 формирования параллельного переноса из старшего разряда сумма; тор а (выходного перёндса) также осуществляется вторым блоком16 сравнения. Таким образом, сравнение формируемой и непосредственно предсказываемой четностей суглмы позволяет при дааном построении сумматора организовать обнаружение ошибок, вызываемых одиночной неисправностью: И 1 формирования функции генерации переноса, элемента. ИЛИ 2 формирования функции транзита nepes oca, блока 4 формирования поразрядной суммы, .

Формула изобретения

Параллельный сумматор с контролем по четности, содержащий первый блок сравнения, блок предсказания четносТи, блок .формирования четности , а каждый разряд сумматора, кроме старшего разряда, содержит блок формиро- . ваний параллельного переноса, элемент И, элемент ИЛИ, блок формирования поразрядной суммы, стараий разряд сумматора содержит блок формирЪвания. параллельного переноса, элемент И и элемент ИЛИ, причем первые выходы суммы любого из разрядов сумматора. Обнаружение же ошибок, вызываемых одиночной неисправностью блока 3 формирования параллельного переноса из данного разряда, производится с помотчью блока 14 сравнения формируемой и косвенно предсказываемой четностей суммы. Для организации правильного косвенного предсказания четности суммы узел 9 Функционирует согласно следующему логическому выражению:t.x Cft/% c.x. Применение в сумматоре блока формирования четности результата не . снижает быстродействия сумматора так как в качестве четности результата (при записи 3 процессорную ; память) используется результат косвенного (ускоренного) предсказания четности суммы,. . Таким образом, параллельный сумматор позволяет сократить объол контрольного оборудования, так как из сумматора исключены схема дублирования переноса из старшего разряда и схема сравнения дублируемого и дублирующего переносов. Это дает наибольший эффект при разработке схемы контроля сумматора с параллель но-последовательным либо с параллельно-параллельным образованием переносов, т. е, когда сумматор разбивается на: группы и внутри групп переносы образуются параллельным . способом, а между группами - пос ледовательньм либо параллельным способами. Здесь следует .9тметить, что объем введенного в сумматор дополнительного контрольного оборудования, связанного с необходимостью организации непосредственного предска- . зания четности результата, равен объему исключенного из сумматора контрольного оборудования, связанного с формированием ..четности по-. лусуммы. Кроме того, предложенный сумматор позволяет организовать правильное косвенное предсказание четности суммы.