Сумматор по модулю три

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для выполнения операции (A+B)mod3, где А, В∈{00, 01, 10} есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами. Техническим результатом является упрощение устройства за счет уменьшения его цены по Квайну и сокращения количества типов логических элементов аппаратурного состава при сохранении функциональных возможностей прототипа. Устройство содержит пять элементов ИЛИ-НЕ и два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны сумматоры по модулю три (см., например, авт. св. СССР 1654812, кл. G06F 7/49, 1991 г.), которые суммируют два двухразрядных двоичных числа, задаваемых двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных сумматоров по модулю три, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы, в частности, упомянутого аналога равна 18 и он содержит логические элементы четырех типов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип сумматор по модулю три (авт. св. СССР 1381488, кл. G06F 7/49, 1988 г.), который содержит логические элементы и реализует операцию (А+В)mod3, где A, B∈{00,01,10} есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы прототипа равна 24 и он содержит логические элементы четырех типов.

Техническим результатом изобретения является упрощение схемы сумматора по модулю три за счет уменьшения ее цены по Квайну и сокращения количества типов логических элементов аппаратурного состава при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в сумматоре по модулю три, содержащем два элемента ИЛИ-НЕ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены три элемента ИЛИ-НЕ и два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, причем первый, второй входы j-го элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с j-ми входами третьего, четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выходы третьего, четвертого, пятого и j-го элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первым, вторым входами пятого элемента ИЛИ-НЕ, вторым и первым входами j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, а первый, второй входы j-го элемента ИЛИ-НЕ и выход j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ соединены соответственно с (2×j-1)-ым, (2×j)-ым входами и j-ым выходом сумматора по модулю три.

На чертеже представлена схема предлагаемого сумматора по модулю три.

Сумматор по модулю три содержит элементы ИЛИ-НЕ 1₁, …, 1₅ и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 2₁, 2₂, причем первый, второй входы элемента 1_j соединены соответственно с j-ми входами элементов 1₃, 1₄, выходы элементов 1₃, 1₄, 1₅ и 1_j соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 1₅, вторым и первым входами элемента 2_j, а первый, второй входы элемента 1_j и выход элемента 2_j соединены соответственно с (2×j-1)-ым, (2×j)-ым входами и j-ым выходом сумматора по модулю три.

Работа предлагаемого сумматора по модулю три осуществляется следующим образом. На его первый, третий и второй, четвертый входы подаются соответственно двоичные сигналы а₀,a₁∈{0,1} и b₀, b₁∈{0,1}, которые задают подлежащие обработке двухразрядные двоичные числа А=а₁а₀, B=b₁b₀, причем a₁,b₁ и а₀,b₀ определяют значения старших и младших разрядов соответственно, А,В∈{00,01,10}. В представленной ниже таблице приведены значения выходных сигналов y₀,y₁ предлагаемого сумматора, полученные с учетом работы элементов 1₁,…,1₅, 2₁, 2₂ для всех возможных наборов значений сигналов а₀,а_1,b₀,b₁.

Согласно представленной таблицы имеем Y=(A+B)mod3, где Y=y₁y₀ - двухразрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами y₀,y₁∈{0,1} {y₁ и y₀ определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый сумматор по модулю три реализует операцию {А+В)mod3, где А,В∈{00,01,10} есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами. При этом схема предлагаемого сумматора проще чем у прототипа, поскольку ее цена по Квайну равна 14 и аппаратурный состав образован из логических элементов двух типов.

Сумматор по модулю три, содержащий два элемента ИЛИ-НЕ, отличающийся тем, что в него дополнительно введены три элемента ИЛИ-НЕ и два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, причем первый, второй входы j-го элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с j-ми входами третьего, четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выходы третьего, четвертого, пятого и j-го элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с первым, вторым входами пятого элемента ИЛИ-НЕ, вторым и первым входами j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, а первый, второй входы j-го элемента ИЛИ-НЕ и выход j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ соединены соответственно с (2×j-1)-м, (2×j)-м входами и j-м выходом сумматора по модулю три.