Двоичный сумматор Советский патент 1981 года по МПК H03K23/00 G11C11/14 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах переработки дискретной информации на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).

Известен двоичный сумматор, содержащий магнйтоодноосную пленку, на которой расположены доменопродвигающие каналы и логические элементы Q.

Недостатком двоичного сумматора являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является двоичный сумматор, содержа.щий магнйтоодноосную пленку, на которой расположены аппликации из магнитомягкого материала шевронной формы, образующие каналы продвижения ЦМД, соединенные колонкой шевронов 2j.

Однако получение полной, поразрядной суммы возможно либо при последовательном соединении двух аналогичных элементов, либо при помопщ одного элемента, но в последнем случае приходится искусственно задерживать распространение ЦМД-операндов на время необходимое для возврата ЦМД-переноса, что увеличивает время сложения. Кроме этого, известное устройство занимает большую площадь на кристалле, а в случае с двумя последовательно соединенными элементами имеет малую надежность.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности двоичного сумматора.

Поставленная цель достигается тем, что двоичный сумматор, содержащий

магнйтоодноосную пленку, на поверхности которой расположены входные и выходные каналы продвижения ЦМД из групп ферромагнитных аппликаций шевронной формы равной ширины, Matнитосвязанные с группой ферромагнитных аппликаций шевронной формы разной ширины, содержит на поверхности магнитоодноосной пленки ферромагнитную аппликацию круглой формы, распооженную с внутренней стороны ферромагнитной аппликации шевронной формы наибольшей ширины и магнитосвязанную с ней.

На фиг.1 изображена принципиальная схема двоичного сумматора; на иг.2 и 3 - таблицы, поясняющие его работу.

Предлагаемый двоичный сумматор (фиг.1) содержит магнитоодноосную ленку 1, на которой расположена группа ферромагнитных аппликаций 2 евронной формы разной ширины, магитосвязанная с входными 3 и 4 и выодными 3 и 4 каналами продвижения ЦМД из групп ферромагнитных аппликаций 5 шевронной формы равной ширины, и ферромагнитная апплиация 6 круглой формы, расположеная с внутренней стороны ферромагнитой аппликации 2 шевронной формы наибольшей ширины.

Предлагаемый двоичный сумматор работает следующим образом.

Одиночный ЦМД поступает на вход сумматора (каналы 3 и 4). По каналам ЦМД перемещается в центр сумматора и попадает на группу аппликаций 2. Под действием локального градиента поля смещения, создаваемого ш вронными аппликациями 2 разной ширины, ЦМД перемещается в вертикальном направлении в сторону шеврона, имеющего большую ширину, т.е. в канал 4, выход которого, является выходом полной суммы S.

Если на входы сумматора (каналы 3 и 4) одновременно поступают два ЦМД, то в результате магнитостатического отталкивания один из ЦМД, проходящий по каналу 4, переходит под аппликацию 6 круглой формы. В этом случае происходит образование переноса. На фиг.2 показано состояние сумматора при прохождении через него различных комбинаций ЦМД-операндов. В первых двух столбцах. К 3 и К 4 даны комбинации входных переменных. В столбце Р отражено присутствие ЦМД под круглой аппликацией, т.е. наличие ЦМД-переноса. Причем ЦМД-переноса перемещается под действием управляющего поля по периметру круглой аппликации и через один такт работы сумматора находится в исходной позиции.

Работа сумматора в режиме с переносом осуществляется следующим образом (фиг.З).

Особенностью этого режима является

то, что в случае, когда оба операнда равны нулю, т.е. в каналах 3 и 4 ЦМД-операндов отсутствуют. ЦМД-переноса под действием локального поля смещения, образованного в результате

разницы в площадях аппликаций круглой формы и соседней с ней аппликации в группе 2, переходит в канал 4. Символически этот процесс представлен на фиг.3 строкой № 1.

В случае, когда ЦВД продвигается по каналу 3, а ЦМД-переноса находится под аппликацией 6, канал 4 остается пустым, так как ЦМД канала 3 испытывает влияние ЦМД-переноса. В случае,

когда ЦМД-операнда продвигается по каналу 4, ЦМД-переноса отталкивает ТЮТ-операнда в. канал 3. В последнем случае (строка 4 на фиг.З) оба операнда равны 1 и силы магнитостатического отталкивания, влияющие на ЦМД в канале 4, уравновешиваются силами отталкивания ЦМД, находящимися в канапе 3.

Таким образом, предлагаемый двоичный сумматор позволяет за один оборот вектора поля управления произвести полное сложение одного разряда двух операндов, поступающих на его входы. Это позволяет упростить топологию, улучшить надежность и уменьшить время обработки информации в логических и запоминающих устройствах на ЦМД.

Формула изобретения

Двоичный сумматор, содержащий магнитоодноосную пленку, на поверхности которой расположены входные и выходные каналы продвижения цилиндрических

магнитных доменов из групп ферромагнитных аппликаций шевронной.формы равной ширины, магнитосвязанные с группой ферромагнитных аппликаций шевронной формы разной ширины, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия и на:дежности двоичного сумматора, он содержит на поверхности магнитоодноосной пленки ферромагнитную аппликацию круглой формы, расположенную с внутренней стороны ферромагнитной аппликации шевронной формы наибольшей ширины и магнитосвязанную с ней.

5839062«

Источники информации,щие устройства. М., Энергия, 1974

принятые во внимание при экспертизе с.112.

1. Боярченков М.А. и др. Магнит- 2. AFIPS, vol. 41, 1976 р П 1278 ные доменные логические и запоминаю- (прототип).

//г.Г

Фиг.г

.J