Комбинационный двоичный сумматор Советский патент 1982 года по МПК H03K23/00 G11C11/14 

(54) КОМБИНАЦИОННЫЙ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР

,. . I . Изобретение относится к вычислител ной. технике и может быть использовано при построении арифметических устройсте на шшиндрических магнитных дометах (11МД), .По основному авт. св. Jsfe 744993 известен комбинационный двоичный сум матор, содержащий маглитоодноосную пленку, на поверхности котАрой расположены три логических элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, основной элемент считывания и аннигиляторы 11МД Недостатком известного сумматора является недостаточная достоверность р зультата суммирования, Цель изобретения - повышение надежности известного сумматора. Поставленная цель достигается тем, что он содержит дополнительйые элемен ты считывания 11МД, первый и второй из которых магнитосвязаны соответстве но с первым и вторым выходами первого логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ, третий и четвертьгй - соответственно с первым и вторым выходами второго логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а пятый дополнительный элемент считывания НМД магнитосвязан с вторым выходом третьего логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем, последовательно соединенные основной, первый и третий дополнительные элементы считывания НМД включены в одно плечо мостовой схемы, а последовательно соединенные второй, четвертый и пятый дополнительные элементы счичывания иМД в другое прилежащее плечо мостовой схемы. На чертеже изображена принципиальная схема комбинационного двоичного сумматора. Комбинационный двоичный сумматор содержит магнитоодноосную пленку 1 с иМД П , на поверхности которой расположены аннигиляторы ПМД III , лс гические элементы (ЛЭ) И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ IV , основной V и дополнительныеVI элементы считывания НМД

Цифры 1, 2, 3 и т. д. соответству- ют позициям, занимаемым ЦМД в процессе их перемещения вдоль сумматора. Буквами X, Y , S и Р обозначены со ответственно входные операнды, сигнал суммы и сигнал переноса в следующий разряд.

Работает сумматор следующим обра зом.

На входы суматора в позиции 1 и 1 первого ЛЭ И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ из регистров слагаемых X и Y последовательно поступают разряд за разрядом начиная с младших, операнды. Момент поступления одноименных разрядов в позиции 1 и 1 будем считать началом отсчета времени при описании работы сумматора. Череа 0,25 такта одноименные разряды операндов сближаются на раатояние, достаточное для возникновения сил магнитостатического отталкивания между иМД (позиции 2 и 2М. В результате такого взаимодействия через 0,5 тактй на первом и втором выходах первого ЛЭ. в позициях З и 3 , соответственно, появится сигнал конъюнкции содержимых разряд ОБ ХцУ на третьем выходе сигнал полусуммы K4V), который через 0,75 такта поступит на второй вход второго ЛЭ (позиция 4) по каналу 3-4. Сигнал коньюнкгши с второго выхода первого ЛЭ по каналу 3 - 4- 5- 6 поступает в аннигилятор доменов III , ас первого выхода первого ЛЭ через такт - на первый вход третьего ЛЭ (позихшя 5) по каналу 5, с третьего выхода которого (позиция б) через 1,25 такта снимается сигнал переноса в следующий, более старщий, разряд Р.,. Сигнал полусуммы, поступивщий на второй вход второго ЛЭ в позицию 4, взаимодействует с сигналом переноса от сло жения предыдущих разрядов операндов РК , поступившим к этому времени по каналу - 8 на первый вход второго ЛИ в позицию S. Результатом такого взаимодействия будут сигнал суммы S) , появившийся через такт на третьем выходе второго ЛЭ (позиция 5), и сигнал коньюнкции (Полусуммы и предьадушего переноса () Pj. . появившийся одновременно на втором и первом выходах второго ЛЭ, причём последний сигнал поступит на второй вход третьего . ЛЭ (позиция 9)f где участвует в образовании сигнала переноса Р в более

старший разряд, а по каналу 7 в аннигилятор доменов

Необходимо отметить, что-в соответствии с логикой работы логических эле-

ментов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входящих в схему рассматриваемого сумматора, иМД на функциональных выходах И любого из них либо присутствуют, либо отсутствуют одновременно. Поэтому при нормальной

работе вышеназванных логических элементов не возникает ситуаций, приводящих к появлению ЦМД только на одном из двух функциональных выходов И. Располагая на каждом функциональном выходе

5 И каждого логического элемента по элементу считывания 11МД и соединяя их по

мостовой схеме таким образом, чтобы считывающие элементы, магнитосвязанные с соответствующим логическим элементов И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, находились в соседних плечах мостовой схемы, получим схему сумматора, способную выявить все возможные сбои в его работе.

Сбой в работе любого логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ приведет к появлению только одного НМД на одном из функциональных выходов И, что, в свою очередь, вызывает разбаланс мостовой схемы детектирования доменов, сигнализирующей об ошибочности полученного результата суммирования.

Достоинством предлагаемого сумматора явлется возможность одновременного выявления любого сочетания отказов входящих в него логических элементов вследствие разнесения во времени моментов их контроля. Так, например, при нахождения вектора Ни в положении 1 (см. чертеж) контролируется правильность работы второго логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЁ ИЛИ, в положении 2 третьего логического элемента И-ИСКЛЮ-. ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а в положении 3 - первого логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Разнесение во времени моментов контроля позволяет обнаружить не только сам факт сбоя, но и место, где этот сбой произошел, а также вид отказа, исходя из полярности считываемого сигнала.

Формула изобретения

Комбинационный двоичный сумматор по авт. св. № 744993, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежности сумматора, он содержит до-

попнительные элементы считывания цилиндрических магнитных доменов, первы и второй из которых магнитосвязаны соответственно с первым и вторым выходами первого логического элемента Й-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий и четбертый - соответственно с первым и вторым выходами второго логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а пятый дополнительный элемент считывания цилиндрических магнитных домено магнитосвязан с вторым выходом третьего логического элемента И-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем, последовательно соединенные основной, пфвый и третий

дополнительные элементы считывания цилиндрических магнитных доменов включены в одно плечо мостовой схемы, а последовательно соединенные второй, четвертый и пятый дополнительные элементы считывания цилиндрических магнитных доменов - в другое прилежащее плечо мостовой схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 744993, кл. Н ОЗ К 23/00, & 11 С 11/14, (заявка № 25916О6/ /18-24) .17.03.78 (прототип).