Комбинационный двоичный сумматор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ (») 520623 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву

I 1 (22) Заявлено28.12.73 (21) 1983051/24 (51) М; Кл .и

С 11С 1О/ОО с присоединением заявки №

Гооударотвакнмй комитет

Вомта !йиииотрав СССР ае долам изооретвиий е открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 07,76 юллетень ¹25 (4б) Дата опубликования опнсания06.08.76 (53) УДК 681.327.66 (088,8) (72) Авторы изобретения

В, В, Абрамов и Ю. Д. Розенталь

Институт электронных управляющих машин (71) Заявитель.(54) КОМБИНАТ!ИОННЫЙ ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к вычислительйой технике, может быть использовано при по-,,строении доменных запоминающих устройств.

Известен комбинационный двоичный сумматор, содержащий магнитоодноосную плас- Ь ,тину с цилиндрическими магнитными доменами (!.!МД), на поверхности которой располо.жены логические элементы, образованные пермаллоевыми аппликациями различных форм. !

О

Сумматор содержит восемь автономных" логических элементов HE/È, состоящих из замкнутых регистров сдвига.. Каждый эле, мент НЕ/И содержит определенное коли чество ЦМД, не переходящих из одного элемента в другой. Выходной канал продвижения БМД каждого логического элемента

HElH расположен в непосредственной бли-! зости от входного канала продвижения !!МД соседнего элемента HE/È», на расстоянии 0 взеимодейсствия ШйД.

Работа известного устройства основана на магнитостатическом отталкивании UMQ, . находящихся в смежных каналах продвижения .оседних элементов HE/И . Фб

Известный сумматор сложен, ему прису ,щи необходимость в предварительном синхронном вводе ЦМД в автономные" элементы

"HE/И, жесткая синхронизация продвижения

ШЧД для направл.нного взаимоде!йствия элементов НЕ/И .

Uesuь изобретения - упрощение и пс!Ьышэние надежности устройства.

Предлагаемый сумматор отличается тем, что он содержит два элемента ."И - исключающее ИЛИ, динамическую» ловушку. и аннигиляторы цилиндрических магнитных доменов; первый и второй выходы первого элемента И - исключающее ИЛИ соединены со входами второго элемента И исключающее ИЛИ, один из выходов второго эле мента "И - исключающее ИЛИ, соединен с динамической" ловушкой, а другие выходы

;элементов И - исключающее ИЛИ соединены с аннигиляторами цилиндрических мат нитных доменов, 1

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства. Пермаллоевые аппликации различных форм, образуют каналы продвижения БМД t UMl13

5о 0623 3 логические элементы И - иск цочающее

ИЛИ - каналы Ш, iV; динамическая ловушка - канал V; яннигнляторы ЦМД - канал

VI, Сумматор имеет два входных канада, об- разованных пермаллоевыми аппликациями 1, обозначу соответственно цифрами 1-7 . и 1 -7, определяющими позиции UMQ П, I

7 и 7 - входы первого логического эле-

I мента "И - исключающее ИЛИ Щ. Вход 7 первого элемента Р - исключающее HJIH» через позиции 7 - 12 соединен с выходом нсклочающее ИЛИ 12 первого элемента

И исключающее ИЛИ, а через позиции 7, Ю

»»

8,.9 - с одним иэ выходов «И» 9 первого элемента И вЂ” исключающее ИЛИ . .

Вход 7 первого элемента И - исключающее ИЛИ» через позиции 7, 8, 9, 10, н

»

11, 12 соединен с выходом иключающее

ИЛИ 12 первого элемента И - исключающее ИЛИ, а через позиции 7, 8, 9 со вторым выходом И" 9 перво1 о элемен- та И - исключающее ИЛИ Выход "исключающее ИЛИ" 12 первого элемента Иисключающее ИЛИ" через позиции 12-15 соединен с одним иэ входов 15 второго элемента И - исключающее ИЛИ". Один иэ выходов И 9 пеового "= емента И - исключающее ИЛИ" через позиции 9 -19 сс единен со вторым входом 19 второго алс-:мента И вЂ” исключающее ИЛИ, а,ругой ! а выход И 9 первого эл .мента И вЂ” исключающее ИЛИ через поэ щии 9 - 12 соединен с анннгилятор.) ЦМД Vl . Вход

15 второго элемента "И - исключающее ИЛИ через позиция 15-20 соединен с выходом

"исключающее ИЛИ 20 второго элемента И - исключающее ИЛИ", а черег позиции

II

»»

15, 16, 17 — с одним из выходов "И» 17 второго элемента И вЂ” исключающее ИЛИ". ! Вход 19 второго эпе .энга И вЂ” исключаю-- щее ИЛИ через позиции 19 -23 и 20 соединен с вь ходом "исключающее ИЛИ" 20 второго элемента И вЂ” нскшочающее ИЛИ" „ а через позиции 19, 20, 21 — с> вто, ) и рым .выходом И 21" второго элемента И вЂ” исключающее ИЛИ". Один из выходов

r r Н

»

И 21 вюрого элемента И вЂ” исключавшее 1ЛИ нагружен на динамическую ловушку, обраэозанную позициями 21 ф

» и

23 и 20,; другой выход "И" 17 второго элемента И вЂ” исключающее ИЛИ" чеII П рез позиции 17 -20 соединен с анпигнлятором UMQ VI . Выход "исключающее ИЛИ»

2с;,, второго элемента "И - исключающее

ИЛИ" через позиции 20, 21 срединен с выходным каналом сумматора, обозначенного поэициямь 21-23.

В основе работы сумматора лежит известный метод перемещения ЦМД с помо . ью ферромагнитнь.: аппликеций и вращающегося в плоскости монокристаллической пласт чы j управляющего магнитного поля. После начала отсчета на входы сумматора 1 и 1 подаются последовательности ЦМД, отображающие последовательное поступление разрядов складываемых чисел, начиная от младших и кончая старшими, в коде которых единицы изображаются наличием UMQ, а.нули - от сутствием Uh,Q. Последовательность UMQ, f0 отображающая значения разрядов суммы чисел, образуется на выходе сумматора 21 через пять тактов работы схемы. Такт работы схемы определяется одним оборотом ьактора управляющего поля и (или1 переме-. щением UMQ на четыре позиции.

16

При отсутствии UMQ на обоих входах сум-. матора, что означает, что разряды скл аываемых чисел равны нулю, состояние сум:4атора не изменяется, и на его выходе 21 также нет ЦМД, т.е. разряд суммы равен нулю.

При поступлении UMQ в позицию 1 (раз- ряд первого слагаемого равен единице) и отсутствии ЦМД в,юзиции 1 (разряд втоI рого слагаемого равен нулю) UMQ нэ позиции 1, последовательно пройдя позиции 1-, И 20, через лять тактов работы схемы появляется на выходе сумматора в позиции 21, что означает, что разряд суммы разрядов чисел, поданных на входе сумматора, равен единице. Аналогично, при поступлении UMQ а

_#_ в позицию 1 (разряд второго слагаемого равен нулю) и отсутствии UMQ в позиции 1 (разряд первого слагаемого равен нулю)

UMQ иэ позиции 1, последовательно прой° I » Р дя позиции 1 -8, 9 -11, 12-20, через

"б пять тактов работы схемы появляется в выходной позиции 21 (разряд суммы равен единице).

При одновременном поступлении ЦМД на входы сумматора в позиции 1 и 1, чю.оз40 начает, что разряды обоих слагаемых равны единице, оба UMQ, синхронно пройдя позиI 1 цни 1-7 и 1-7, попаде от в позиции 8 и 8.

Вследствие взаимного отталкивания UMQ, одновременно достигшие позиций 8 и 8, не !

45 могут попасть соответственно в позиции 9

f и 9 . UMQ из позиции 8 переходит в поэиIII Э Е цию 9 и далее через поэгцин 10 -12 поступает в анннгиляюр UMQ, а ЬМД нэ по-! I зицнн 8 переходит в позицию 9 н далее

I ( бО через позиции 10 23, 20 попадает на выход сумматора. Прн этом UMQ в выходной лоз-ции 21 появляется через шесть тактов работы схемы с момента его поступления на выход су1п .егора, то означает переИ нос единицы в следующий старший разряд суммы.

Если после одновременнои подачи ЦМД

1 на входы сумматора (разряды обоих слагге„ ых равны единице) в счедующий такт ра

60 боты схемы ЦМД поступает юлько на один I

520623 иэ входов, например в позицию 1 (следующий разряд первого слагаемого равен единице э второе слагаемое - нулю), суммагор действует следующим образом. ЦМД, отображающий единицу переноса в следующий разряд суммы, последовательно npoxot I дит позиции 1 -19 и поцарюет в позицию

20 . В этот же момент UMQt отображающий единицу следуншего разряда первого.. слагаемого, последовательно пройдя позиции 1-15, попадает и позицию 16. Вследствие взаимЮ ного отталкивания LLMQ, одновременно достиг-! нувшие позиций 16 и 20, не могут далее

t перейти соответственно в позиции 17 и 21 .

БМД иэ позиции 16 переходит в позицию

lI 35 17 и далее через позиции 18 -20 поступает в аннигилятор ЦМД, а ЦМД из позиции

И .20 переходит в позицию 21 и через такт работы схемы по позициям 20, 21"-23"

1 снова попадает в позицию 20 . Если в позиции 16 нет нового 11МД, домен из позиции

t I

20 через позиции 21 -23, 20 переходит в выходную позицию 2 1.. ледовагельно, в атом случае 0МД с момента своего поступления на вход сумматора подавляется в позиции 21 лишь через семь тактов работы схемы, что означает перенос единицы во второй по счету старший разряд суммы. Если же в позиции 16 находигся вновь пришедший

ЦМД, что означает, ч о и в третий такт рабг гы схемы LIMQ поступает только на один из входов суммагора, го ИМД из позиjl ции 20 вновь отталкивается в "динамическую" ловушку, позиции 20, 21 -23, 20, и пс . является на выходе сумматора с задержкой еще на один гакт работы схемы, Эго означает перенос единицы в следующий по счету разряд суммы.

Если на оба входа сумматора поданы последовательности единиц, то в каждом такте работы устройства, начиная с момента подачи на его входы КМД младших азрядов ! слагаемых, с позиций 1 и 1 11МД синхронно проходят соответственно позиции 1-7 и

1 -7 и попадает в позиции 8 и 8 . ВследГ твие взаимного отталкивания UMQ нз nott( зиции 8 переходит в позицию 9 и далее чеи д рез позиции 10 -12 поступает и аннигилятор LtMQ, а ЦМД иэ позиции 8 переходит в

6 озицию 9 и далее через позиции 10 -23

l t

0 попадает в выходную позицию 21 сумма° ° ра. При этом в выходной позиции суммагоа I1MQ появляется через шесть тактов работы схемы с момента поступления на вход, При одновременном поступлении íà оба входа сумматора UMQ, отображающих значения последующих разрядов слагаемых, устройство работает аналогична Следовательно, при годаче на оба .входа сумматора" последовагель.Э носгей единиц на, его выходе через шесть тактов, начиная с момента подачи в позиции

) э

1 и 1 L|NQ младших разрядов слагаемых также образуется последовательность единиц. Это значит, что лгладший разряд суммы равен нулю, а последующие разряды суммы равныединице, гак как значения разрядов суммы фиксируются на выходе сумматор& ч<3 .р з пять тактов работы схемы с моменга подачи на ее входы первых разрядов слагаемых.

Описанный сумматор проще извес;"ного, занимает меньшую плошадь монокрисгаллической пластины и надежнее, так как не требуется жесткая синхронизация движения доменов и нет необходимости в предварительном вводе ЦМД.

Формуле изобретения

Комбинационный двоичный сумматор, содержащий магнигоодноосную пластину с цилиндрическими магнитными доменами, на поверхности когорой расположены логические элементы, образованные пермаллоевыми аппликациями, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью его упрощения и повышения надежносги, он содержит два элемента

"И - исключаюгцее ИЛИ, динамическую" ловушку и аннигилягоры цилиндрических магнитных доменов, первый и второй выходы первого элеменга "И - исключоюшее ИЛИ соединены со входами второго элемента

И вЂ” исключающее ИЛИ, один из выходов второго элеменга И вЂ” исключающее ИЛИ" соединен с "дннимиче. кой" ловушкой, е другие выходы обоих знамен 70В "И вЂ” исключающее ИЛИ" соецинень. с «ннигиляторами цилиндрическ х магннгн:1х. доменов.

520823

Составитель 8. Абрамов

Редактор Б. Федотов Техред И. Ковач Корректор В. Мвкита

Заказ 4368/192 ° Тираж 723 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/6

Филиал.ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4