Сумматор с функциональной зависимостью сумм от переносов и с контролем по четности Советский патент 1980 года по МПК G06F7/50 G06F11/10 

t

Иаобрегение относится к области вычислительной техники, в частности к структурам цифровых арифметических устройств, контроль которых организован, по четности, а используемые сумматоры формируют разрядные переносы параллель, ным образом.

Известны сумматоры с функциональной зависимостью суммы от переноса и с контролем по четности, содержащие в каждом разряде схему формирования функции генерации и транзита переноса, схему образования параллельного переноса из данного разряда, схему суммы с функциональной зависимостью от перенс са, входы которой соединены с выходами схем образования параллельного переноса из данного и предыдущего .разрядов и с шинами значений разрядных слагаемых, а также с выходом инверсного значения функции генерации переноса и выходами прямого и инверсного значений функции транзита переноса со схемы формирования функций генерации и тракзита переноса, схему формирования четности результата, входы которой соединены с выходами схем сумм с функциональной зависимостью от переноса во всех разрядах схему предсказания четности результата, входы которой соединены с шинами значений четности слагаемых и входного переноса, а также с В№ходами схем образования параллельного переноса во всех разрядах, кроме стар

10 шего, схему сравнения, входы которой соединены с выходами схем формирования и предсказания четности результата, выход соединен с шиной сигнализации сбоя сумматора l.

15

Здесь при формировании разрядных сумм используется следующее логическое выражение:

М

5,--а„Ъ с с,,

7 гае , - соответственно функции генерации и транзита переноса h-ro разряда; С.и - перенос из предыдущего (ll-l)-ro разряда;at,, разрядные слагаемые. Не/1остатком таких сумматоров с функциональной зависимостью суммы от переноса и с контролем по четности являет ся невозможность обнаружения всех ошйбок, вызываемых одиночной неисправность схемы образования парйллельньтх переносов. Например, ошибка в образовании С перноса, вызванная неисправностью схемы образования переноса из Vi-ro раз ряда, не будет обнаружена контролем по четности, если полусумма (и + 1)-го разряда равна единице. Из известных сумматоров наиболее близким по технической сущности к изобретению является сумматор с функцио- J aльнoй зависимостью сумм от переносов и с контролем по четности, содержащий UIOK формирования чёгности результата, блок предсказания четности, блок сравнения и в каждом разряде сумматора блок формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью, блок фо1эШ|Зова НИН параллельного переноса, первый и вто рой элементы И, сумматор по модулю два и блок генерации и транзита переносов, причем выхбды блока формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью всех разрядов соединены с соответствующим входом блока формирова ния четности результата, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход блока сравнения является первым выходом устройства, второй вход бло ка сравнения соединен с вь1ходом блока предскааания четности, первый и второй входы которого являются первым и вторым входом устройства, первый, второй и третий выходы блока генерации и транзита переносов каждого разряда соединены соответственно с первым, вторым и треть им входами блока фbpIvIИpoвaния поразрядной суммы с функциональной зависимость четвертый и пятый входы которого являются входами устройства, выход блока формирования параллельного переноса каж дого разряда соединен с шестым входом 34 блока формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью данного разряда, с седьмым входом блока формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью последующего разряда с, первым входом сумматора по модулю два данного разряда и со вторым вхо/зом сумматора по модулю два последующего разряда, вы ход. сумма тора по модулю два соединен с первым входом соответствующего первого элемента И данного раз- ряда, выход второго элемента И соединен со вторым входом первого элемента И данного разряда, выходь. первых эле- ментов И каждого разряда, образуют грудпу выходов сумматора, выход блока фор- . мирования параллельного переноса старшего разряди является вторыми выходами сумматора 2. В известном сумматоре с целью обнаружения всех ошибок, вызываемых одиночной неисправностью схемы образования параллельных переносов, в каждом разряде дополнительно формируется функция сбоя i-го разряда, определяемая как .--(.V что требует больших затрат контрольного оборудования. Целью изобретения является сокращение . контрольного оборудования сумматора. Поставленная цель достигается тем, что в сумматоре выходы сумматоров по модулю два нечетных разрядов соединены со входами блока предсказания четности, второй и третий выходы блока генерации и транзита переносов соединены с первым и вторым входами второго элемента И. На чертеже приведена блок-схема сумматора с функциональной зависимостью суммы от переносов и с контролем по четности, причем для определенности число разрядов сумматора приня- то равным четырем, Сумматор содержит в каждом разряде блок 1 генерации и транзита переноса; блок 2 формирования параллельного переноса из данного разряда; блок 3 формирования поразрядной суммы с функи циональной зависимостью от переноса, входы 4, 5 и 6 которого соединены соответственно с выходами блока 2 формирования параллельного переноса из данного и предыдущего разрядов и с шинами значений разрядных слагаемых. Выход 7 инверсного значения функции генерации переноса и выходы 8 и 9

соответственно прямого и инверсного значений функции транзита переноса блока 1 генерации и транзита переноса соединены со входами блока 3 формиробания поразрядной суммы с функциональной зависимостью от переноса. Вкоды сумматора 10 по модулю д)ва соединены сВыходами блока 2 формирования парал лельного переноса из данного и предыдущего разрядов, выход сумматора 10 соединен с первым входом первого элемента И 12, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 11, а выход соединен с шиной сигнализации сбоя сумматора. Каждый разряд сумматора содержит блок 13 формирования четносч и результата, входы которого соединены с выходами блоков 3 всех разрядов, блок 14 предсказания четнойти, входы 15 которого соединены с шинами значений четности слагаемых , блок 16 сравнения, ходы которого соединены с выходами блоков 13 и 14 соответственно формирования и предсказания четности; а выход соединен с шиной сигнализации сбоя сум- матора, дополнительные входы блока 14 предсказания четности соединены с выходами сумматоров 1О по модулю два нечетных разрядов, входы второго элемента И 11 в каждом разряде соединены с выходами 8 и 7 блока 1 генерации и транзита переноса.

Сумматор работает следующим образом.

Пусть, возникла ошибка В образовании переноса С,2 вызванная неисправностью блока 2 формирования параллельного переноса из второго разряда. Тогда эта ошибка в обязательном порядке вызовет ошибку в формировании разрядной суммы So ошибку в формировании разрядной суммы 5 , если полусумма Н третьего разряда равна нулю, что приведет к нечетному числу ошибок в разрядах суммы и переноса и будет обнаружено контролем по четности с помощью. блоков 13 и 14. Если же полусумма Н.% третьего разряда равна единице, то ошибка в образовании разрядной суммы SjHe будет обнаружена контролем по четности. Обнаружение данного класса ошибок производится с помощью сумматора 10 по модулю два и элементов И 11 и 12 , распопоженных в третьем разряде сумматора, которые производят сравнение значений разрядных переносов С,и Селишь в случае, когда полусумма Н s 1.

Ниже приведены все логические функции, реализуемые блоками одного разря«

да сумматора с весовым коэффициентом,

,,

PNOK7 - V-G,,,G,.,-vV,,,,,-.

- S,.--a,,..,,C,4

4SS

элемент И 11 -

сумматор 1О по модулю два C-,VCa .элемент И 12 Н,, ( Сд)-- (сбой).

Таким образом, сумматор с функциогнальной зависимостью от (переноса и с контролем по четности позволяет сократить объем контрольного оборудования за счет-. того, что, во-первьгх, при предсказании четности результата в качестве первого . уровня четности разрядных Переносов

PC, (где (. Cj) используются выходы сумматоров 1О по модулю два в разрядах с нечетными номерами (весовые значения которых равны 2 и 2 ), во-вторых, функцию сумматора по моду-

лю два может также выполнять элемент И 12. .

Выход второго сумматора по модулю два - у где ч-q с другой стороны

30

И,-а,т.-,ё... , происходит значительная экономия контрольного оборудования.

35

Формула изобретения

Сумматор с функциональной зависи-

мсютью сумм от переносов и с контролем по четности,;-содержащий блок формирования четности результата, блок предсказания четности, блок сравнения и в каждом разряде сумматора блок формирования по-

разрядной суммы с функциональной зависимостью, блок формирования параллельного переноса, первый и второй элементы И, сумматор по модулю два и блок генерации и транзита переносов, причем выходы блока формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью всех разрядов соединены с соответствующим входом блока формирования четности результата, выход которого соединен с

первым входом, блока сравнения, выход блока сравнения является первым выходом, устройства, второй вход блока сравнения соединен с выходом блока предска. зания четности, первый и второй входы ,

которого являются первым и вторым вх;о- дом устройства, первый, второй и третий выходы блока генерации и транзита nepeносивкаждого разряда соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока формирования .поразрядной суммы с функциональной зависимостью, четвертый и пятый вкоды которого являются входами устройства, выход блока формирования параллельного переноса каж дого разряда соединен с шестым входом блока формирования поразрядной суммы с функциональной зависимостью данного разряда, с седьмым входом блока формирования поразрядной суммы с функцио- нальной зависимостью последующего разjpflflai, С первым BkoflbMcyMMart pa по модулю два данного разряда и со вторым входом сумматора по модулю два последующего разряда, выход которого соединен с первым входом соответствующего первого элемента И данного разряда, выход второго элемента И соединен со вторым входом первого элемента И данного разряда, выходы первых элементов И каждого разряда образуют группу вых( дов сумматора, выход блока формирования параллельного переноса старшего разряда является вторым выходом сумма, тора, отличающийся тем, что, с целью сокращения контрольного оборудования, выходы сумматоров по модулю два нечетных разрядов соединены со входами блока предсказания четности, второй и третий выходы блока генерации и транзита переносов соединены с пер- вым и вторым входами второго элемента

И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ. М., Мир, 1972, с. 127-130.

2.Авторское свидетельство СССР .№ 474804, кл. Ся 06 F 7/385, 1979

(йрототип)..