Устройство для сложения Советский патент 1982 года по МПК G06F7/49 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ

Изобретение относится к вычислитель ной технике и предназначено для сложения чисел, представленных в коде М из N . Известно устройство для сложения чисел, представленных в коде М из N в котором кодовые слова слагаемых в коде М из N преобразовываются в кодовые слова кода из Р, где Р основание системы счисления, затем эти кодовые слова подаются на матришм сло жения, а результат суммирования шифру ется в кодах М из N , и М из N с добавлением единицы и, учитывая перенос из младшего разряда сумматора, формируется окончательный результат сумм1фования l. Недостатки устройства заключаются в том, что иэ-аа преобразовавши кодовых слов слагаемых подачей из матрицы сложения быстродейстьие устройства уменьшается; на реализацию матриц сложения требуются большие аппаратурные затраты. Кроме того, следсгнием большого количества элементов в матрицах сложения является уменьшение их быстродействия. Известно устройство для, суммкроваjfflH; содержащее линейную и треугольную матрицы элементов И, которые содержат iE±lJ элементов И (где Р - основание о:стемы счисле1шя), и группу из Р элементов ИЛИ, включенную последовательно с треугольной матрлщей элементе® И. Сигналы, поступающие с выходов pemciw ров операндов, проходят через два элемента суммирующей матрицы (за исключением тех случаев, когда операнды .) 2 . Необходимо отметить, что это устройство не может быть непосредственно использовано дг(я суммирования чисел в коде М из N , что приводит к использованию относительно большого количества логачсских элементов (например, при используется 152 элемента). Наиболее близким к предпагаемсллу является устройство для сложения, преянбзыачемное для суммяровання чисел в коде М из N , содержащее, в частности, в каждом разр5зде регистры операндсяв, входы которых соединены с входными шинами устройства, и матрицу сложе ния, выполненную в виде прямоугольной матрицы элементов И, входы которой соединены с выходами регистров операндов, а выходы - с выходными шинами устройства з . Недостатком известного устройства является использование большого ксиичества элементов И для построения матри1ры сложения {например, для кода jS из 6 при Р 16мат1яща содержит 256 элементов И). Цель Изобретения - сокращение аппаратурных затрат. Поставленная цель достигается тем, что и в устройстве для сложения, содержащем регистры операндов и матрицу сложения, причем выходы регистров операндов соединены с соответствукшшми входными гшннами устройства, первые группы выходов регистров операндов сое динены с первой и второй группами вход матрицы сложения, выходы которой соединены с выходными шинами устройства, матрица сложения выполнена в виде неполной треугольной матрицы элементов И, вторые группы выходов региН ров операндов, идентичные соответствующим первым группам выходов, но гальваничес кие независимые от них, соединены между собой, образуя проводные элементы ИЛИ, и подключены к третьей группе Еходов матрицы сложения, причем входы элементов И матрицы сложения, предназначенных для сложения равных оп дандов соединены с ссютветствующими входами первой и Jвтopoй групп вхоДов матрицы сложения, входы элементов И матрицы сложения, предназначенных для сложения операндов, имекяцих взаимообратные коды, соединены со входами третьей группы матрицы сложения, входы остальных элементов И матрицы сложения соединены с соответствующими входами первой, второй и третьей групп входов матрицы сложения. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для сложения; на фиг. возможная реализация одного триггера регистра операнда)} на фиг. 3 - выполнен матрицы сложения; на фиг. 4 - таблица перечней сигналов, поступающих на входы Матрицы сложения. Устройствр содержит регистры 1 и 2 опершщов, матрицу 3 сложения, причем & 4 входы регистров 1 и 2 соединены с входными шинами 4 и 5 соответственно,. первые группы выходов которых соединены с первой и втчэрой группами входов матрщы 3 соответственно, а вторые группы выходов регистров 1 и 2 (гальванически независимые от первых групп выходов) объединены, образуя проводные элементы ИЛИ, и соединены с третьей группой входов матриць 3, выходы которой соединень с выходными шинами 6. Регистры 1 и Я содержат по К) триггеров. Каждый триггер (фиг. 2) построен на элементах И-НЕ 7 по двутактной схеме и имеет два идентичных, но гальванически независимых единичных выхода 8 и 9, нулевой выход 1О, едгашчный и нулевой информационные входы 11 и 1 2 и тактовый вход 13. Матрица 3 (фиг. 3) представляет собой неполную треугольную матрицу элементов И 14. Количество элементов И 14 в матрице менее, чем .(например, для кода 3 из 6, При , количество эпеметггав И равно 103). Это объясняется тем, что элементы И 14 обладают коммутативными свойствами, кроме того, некоторые элементы И 14 могут соответствовать сразу двум и более парам кодов слагаег гых. Матрица сложения имеет три группы входов 15 17. Количество ,входов элементов И 14 матрицы 3 равно N Входы элементов И 14 соединены со входами 15 и 16 кодовых слоев Х, и V-t слагаемых матрицы, где - номер позиции кода (1 $ -f N ),при Xi V-1 - 1 и со входами 17 при X-j iv/j ДиагональHbie шины, объединяющие выходы элементов И 14, соответствующих одинаковым результатам (учитывая перенос) сложения, соедЕмены с выходами матрицы 3. Рассмотрим на конкретном 1фимере работу матрицы сложения, входящей в состав предлагаемого устройства, для кода З из 6, при р 16. Принимаем следующий алфавит: О - lOOOll, I - 100101, 2 - lllOOO, З - 110010, 4 1101ОО| 5 - 101010 { б lOllOOY - lOOlloYS OllOOlf 9 - 010011 ; 10 OlOlOlVll - ОО1011; 12 OOllOl, 13 - 000111 Vl4 ОНОЮГ 15 - 011100. Составляем таблззду перечней сигналов, поступающих на входы элементов И 14 матриць 3 (фиг. 4). На основании этой таблицы можно составить схемы с еяинений входов элементов И 14 матрицы 3 с входами семой матрицы. Каждая клеточка таблицы соо1 ветствует одной паре слагаемых и имеет порядковый номер соответствукицего элемента И 14 матрицы. Символами X/j обозначены сзптшлы, представляющие кодовое слово одного слагаемого; V/j - другого слагае мого, Т - г игналы, представляющие пары позиций, имеющих одинаковые поряд ковые номера в соответствующих кодовых словах слагаемых, с перепадом напряжений в них равным едтозде. В таблице встречаются по две, три, .восемь клеточек, имеющих одинаковые порядковые номера, т.е. соответствующи одному и тому же элетленту. Всего насчитывается ЮЗ щестивходовых элемента И 151еполной треугольной матрицы сложения, в отличие от 256 щестивходовых элементов И, которые бы потребовались при применении известного способа. Из таблиць следует, что парам слагае мых 1 и 15, 4 и 12, и 6 соответствует один и тот же элемент И 14 (табгаща, номер 39). 1. При К 1 и ) 1 сигналы, соот ветствующие единицам, будут Х , У т, 6 . Т-) г Тз 4 5 и If, ; при Х 15и Х, Х4 « Х5 i 6 Э Т4 Зб и 1б . Так как . О, Tf. ъ 1, и ) сигналы появятся тоопько на всех входах элемента И 14, входы которого соединены со входами 2. Прн Х 4 и V 12 сигналы, соот ветствующие единицам, будут , Ч, Тг . 4 . 15 и Хб 5 Аб . Jl 7 4 - х,(,Хэ при у 12 и V « 4 6 3 . 5 5Ь 3X.i Уа О, Хз « Так как Х , з 1,44 . Х5 Ч и , сигналы появятся только на всех входах того же элемента И 14. 3. При Ч Ю и V 6 сигналы, соответствующие единицам будут Xi , Чз, V3 4 1 « Ja 4 Jc и Тб . при X 6 и V 10 - Хэ I « 1 з -1 Э 4 Ту и Jfe . Так как X i i v , Ча 72. О Х Мз 1, Vy и 6 Vfe сигналы появятся только на всех входах того же элемента И 14. С выхода соответствующего ;элемента И 14 сигнал, соответствующий результату сложения 0(1), т.е. О в данном разряде суммы и перенос в старший разряд поступает по диагональной щине на выход матрицы 3. Положительный эффект предлагаемого устройства заключается в сокращении копичесгва оборудования более чем в два раза (количество элементов в матрице njst Р в 16 в коде 3 из 6 - ЮЗ), а также в некотором повышении быстродействия устройства, вследствие уменьщения паразитных реактявностей к уменьщения геометрических размеров матриц сложения. Аналогично можно построить матрицы, нш1ри «ер, для вычитания или умножения М из N . в коде изобретения Формула Устройство для сложения, содержащее регистры операндов и матрицу сложения, прячем входы регистров операндов соединены с соответствующими входаыми шинами устройства, первые грутшьт выходов регистров операндов соединены с первой и второй группами входов матрицы сложения, выходы которой соединены с вы- ходнь ми щинами устройства, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, матрица сложения выполнена в виде неполной треугольной матрицы элементов И, вторые группы выходов регистров операндов, идентичные соответствующим первым группам выходов, но гальванически независимые от них, соединены между собой, образуя проводкые элементы ИЛИ, и подключены к третьей группе входов матрицы сложения, причем входы элементов И матрицы сложения, предназначенных для сложения равных операндов, соединены с соответствукшшми входами первой и второй групп входов матрицы сложения, входы элементов И матрицы сложения, предназначенных для сложения сятерандов, имею1щх взаимнообратные коды, соединены с входами третьей группы матрицы сложения, входы остальных элементов И матрицы сложения соедини ны с соответствующими входами первой, второй и третьей групп входов матрицы сложения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР :;. 259480, кл. GO6 F 7/38, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 496555, кл. QO6 F 7/38, 1:174. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке Ms 28128Q/24, кл. G06 F7/5O, 1978 (прототип).

rs

17

фог. / Фуг. I

««,

;.. . I

.

а:

««

щ

щ

л

t

jLm

Лг. .т

i/Spr Дг уДс

f

У

///А

-

1