Двоичный сумматор Советский патент 1982 года по МПК G06F7/50 

.() ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР

; 1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольг. зовано при проектировании цифровых вычислительных устройств.

Известен двоичный сумматор, содержащий два последовательно соединенных полусумматора Т.

Однако этот сумматор характеризуется большими затратами оборудования.

Известны также двоичные сумматоры, содержащие семь троичных элементов

Данные сумматоры имеют сложную

реализацию и невысокое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является сумматор, содержащий пять троичных элементов, причем шина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой . группы первого троичного элемента, выход которого соединен с первым и вторым входами первом группы второго троичного элемента, выход третьего троичного, элемента соединен с первым входом второй группы четвертого троичного элемента, выход которого соединен с выходом переноса двоичного сумматора, выход второго троичного элемента соединен с первым и вторым входами первой группы пятого троичного элемента, выход которого является

10 выходом суммы двоичного Сумматора, шина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы третьего троичного элемента,.шина второго слагаемого

15 двоичного сумматора - с первым входом второй группы второго и с первым входом первой группы четвертого троичных элементов, выход четвертого троичного элемента соединен с первым

го входом второй группы первого и со вторым входом первой группы третьего троичных элементов, шина тактового питания двоичного сумматора соединена с первым входом второй группы третьего троичного элемента, выход которого соединен со вторым -входом первой группы четвертого троичного элемента 3. Однако данный двоичный сумматор имеет невысокое быстродействие, поскольку выходной сигнал формируется за три фазы передачи информации по троичным элементам разряда сумматора Цель изобретения - повышение быст родействия сумматора. Указанная цель достигается тем, что в двоичном сумматоре, содержащем пять троичных элементов, причем шина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы первого троичного элемента, выход которого соединен с пер вым и вторым входами первой группы второго троичного элемента, первый вход первой группы первого троичного элемента соединен с- первым входом первой группы третьего троичного эле мента, шина второго слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы четвертого троичного элемента, выход третьего троичного элемента соединен со вторым входом первой группы и с первым входом второй группы четвертого троичного элемента, выход последнего соединен со вторым входом первой группы Третьего троичного элемента, с первым входом второй группы первого троичного элемента и с выходом переноса дроичного сумматора, шина такто вых импульсов двоичного сумматора соединена с первым входом второй группы третьего троичного элемента, шина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы пятого троичного элемента, шина второго слагаемого двоичного сумматора соединена со вторым входом первой группы первого троично го элемента, со вторым входом первой группы третьего логического элемента, и с первым входом второй группы пятого троичного элемента, шина тактовых импульсов соединена со вторым входом второй группы пятого троичного элемента, выход которого соединен со вторым входом второй группы второ го троичного элемента, выход последнего является выходом суммы двоичного сумматора. Быстродействие сумматора увеличивается за счет того, что выходной D S4 сигнал формируется за две фазы передами информации по троичным элементам разряда сумматора. Разряд двоичного сумматора выполнен на пяти троичных элементах, каждый из которых выполняет троичные операции,описываемые в таблице.Указанные операции образуют функционально полную систему и могут быть реализованы, например,на основе ферритовых троичных элементов, На фиг.1 дана функциональная схема двоичного сумматора; на фиг.2 временная диаграмма работы двоичного сумматора при сложении двух положительных чисел 3 и 6. Шина первого слагаемого XI соединена с первыми входами первых групп первого, третьего и пятого троЛных элементов 1,2 и 5. 1Уина второго слагаемого Х2 соединена со вторым входом первой группы и первым входом второй группы первого и с первым входом второй группы пятого троичных элементов 1 и.5- Выход первого троичного элемента 1 соединен с первым и вторым входами первой группы второго троичного элемента формирующего сигнал окончательной суммы С. Выход третьего троичного элемента 3 соединен со вторым входом первой группы и первым входом второй группы троичного элемента 4, формирующего сигнал окончательного переноса П. Выход пятого троичного элемента 5 соединен со вторым входом второй группы второго троичного элемента 2. Выход четвертого троичного элемента k (шина сигнала переноса) соединен со вторым входом первой группы третьего и вторым входом второй группы пятого троичного элемента 3 и 5. Система тактового питания лвоичного сумматора-трехфазная, при этом .каждый следующий разряд слагаемого поступает на вход двоичного сумматора через три фазы (один такт) передачи информации по троичным элементам (.фиг.2), Тактовым импульсом второй фазы считывается информация с троичных элементов 1, третьей фазы - с троичных элементов 2,А, Разряды слагаемого поступаю на вход двоичного сумматора по шинам XI и Х2 во время тактового импульса первой фазы. Первая шина тактового питания (фиг.1) соединена со входами (Т) троичных элементов 3,5« Это означает, что на 5 эти входы во время тактового импульса первой фазы ка)хдого такта подается сигнал, т.е. при отсутствии импульсов на шинах XI и Х2 троичные элементы 3 и 5 являются генераторами сигналов отрицательной полярности. Рассмотрим работу двоичного сумматора на примере суммирования двух положительных чисел 3 и 6. Первое слагаемое - число 3 в двоичной сиетеме счисления представляется положительными сигналами в первом и втором разрядах. Второе слагаемое число 6 представляется отсутствием сигнала в первом разряде и положительными сигналами во втором и треть ем разрядах. Во время тактового импульса первой фазы первого такта положительный сигнал первого разряда первого елагаемого подается на первый вход первой группы троичных элементов 1,3 и 5, при этом передается сигнал на вхо (т) троичных элементов 3 и 5. (фиг.1, 2); импульсом второй фазы считывается информация с троичного Элемента 1 и согласно логике работы троичного элемента указанный в табл.1 положительный сигнал с троичного элемента 1 передается на первый вход первой группы троичного элемента 2; импуль.сом третьей фазы положительный сигнал с троичного элемента 2 образует первый разряд суммы. Во время тактового импульса первой фазы второго такта положительнь1Й сигнал второго разряда первого слага мого подается на первый вход первой группы троичных элементов 1,3 и 5 а сигнал второго слагаемого - на первый вход второй группы троичных элементов 1,5 и на первый вход первой группы троичного элемента t, при этом передается сигнал на вход (Т) троичных элементов 3 и St импульсом третьей фазы положительный сигнал с троичного элемента k (сигнал переноса) передается на вторые входы первых групп троичных элементов 1,3 и 5

4-1

± 1

+ 1

+ 1 5 Во время тактового импульса первой фазы третьего такта положительный сигнал третьего разряда второго слагаемого подается на первый вход вто рой группы троичных элементов 1,5 и на первый вход первой группы троичного элемента А, при этом передается сигнал на вход (Т) троичных элементов 3 и 5; импульсом третьей фазы положительный сигнал с троичного элемента (сигнал переноса) передается на вторые входы первых групп троичных элементов 1,3 и 5 Во время тактового импульса первой фазы четвертого такта передается сигнал на вход (Т) троичных элeмeнtoв 3 и 5 импульсом второй фазы положительный сигнал с троичного элемента 1 передается на первый вход первой группы троичного элемента 2; импульсом третьей фазы положительный си|- нал с троичного элемента 2 образует четвертый разряд суммы. Таким образом, цифры соответствующих разрядов суммы появляются на выходе двоичного сумматора спустя две фазы с момента подачи их на вход двоичного сумматора. Предлагаемый дв оичный сумматор позволяет также получить алгебраическую сумму положительных и отрицательных чисел, представленных в дополнительном или обр атном коде. Выше была рассмотрена работа последовательного двоичного сумматора. При построении параллельного двоичного сумматора выход троичного элемента младшего разряда сумматора соединяется со вторыми входами первых Групп первого, второго и третьего троичных элементов старшего разряда двоичного сумматора, а выход троичного элемента 2 с одним из входов двоичного сумматора (XI или Х2). Использование предлагаемого двоичного сумматора обеспечивает по сравнению с известными техническими решениями увеличение быстродействия двоичного сумматора в 1,5 раза. Формула изобретения Двоичный сумматср, содержащий пят троичных элементов, причем шина первого слагаемого двоичного сумматоре соединена с первым входом первой группы первого троичного элемента, выход которого соединен с первым и вторым входами первой группы второго троичного элемента, г1ервый вход первой группы первого троичного элемента соединен с первым входом первой г-руппы третьего троичного элемента, шина второго слагаемого двоичного |сумматора соединена с первым входом первой группы четвертого троичного элемента, выход третьего троичного элемента соединен с вторым вхо/цом первой группы и с первым входом второй группы четв|ертого троичного элемента, выход которого соединен с вто рым входом первой группы третьего троичного элемента, с первым входом торой группы первого троичного элемента и с выходом переноса двоичного сумматора, шина тактовых импульсов двоичного сумматора соединена с первым входом второй группы третьего . троичного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия двоичного сумматора , шина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы пятого троичного элемента, шина второго слагаемого двоичного сумматора соединена с вторым входом первой группы первого троичного элемента, с вторым входом первой группы третьего троичного элемента и с первым входом второй группы пятого троичного элемента, шина тактовых импульсов соединена с вторым входом второй группы пятого троичного элемента, выход которого соединен с вторым входом второй группы второго троичного элемента, выход которого является выходом суммы двоичного сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Франции № 2212952, кл. G 06 F 7/00, 197.

99189 510

ритовые логические элементы и узлы ин- по заявке f 2869857/18-2, формационныхсистем.,Л.,1970,с,115-117 кл. G Об F 7/50, 1б.01.80.

иг./