Двоичный сумматор
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическии
Республик
Опубликовано О?.04.82. Бюллетень М 13 Дата опубликования описания 07.04. 82 (5! )М. Кл. G 06 F 7/50 еооударстееиный комитет СССР ао делан изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения Ф.Ф.Мингалеев и Н.Т.Пластун (71) Заявитель. (54 ) ДВОИЧ НЫИ СУММАТО Р Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-., зовано при проектировании цифровых вычислител ьных уст ройст в. Известен двоичный сумматор, со держащий два последовательно соединенных полусумматора (1 j .. Однако этот сумматор характеризуется большими затратами оборудования. Известны также двоичные сумматоры, содержащие семь троичных элементов М Данные сумматоры имеют сложную реализацию и невысокое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является двоичный сумматор, содержащий пять троичных элементов, причем вина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой . группы первого троичного элемента, выход которого соединен с первым и вторым .вхо2 дами первой группы второго троичного элемента, выход третьего троичного, элемента соединен с первым входом второй группы четвертого троичного элемента, выход которого соединен с выходом переноса двоичного сумма". тора, выход второго троичного элемента соединен с первым и вторым входами первой группы -пятого троичного элемента, выход которого является О выходом суммы двоичного сумматора, шина первого слагаемого .двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы третьего троичного элемента,.шина второго слагаемого т5 двоичного сумматора - с первым входом второй группы второго и с первым входом первой группы четвертого троичных элементов, выход четвертого 20 троичного элемента соединен с первым входом второй группы первого и со вторым входом первой группы третьего троичных элементов, шина тактового питания двоичного сумматора соедине 189 3 на с первым входом второй группы третьего троичного элемента, выход которого соединен со вторым входом первой группы четвертого троичного элемента (3j, Однако данный двоичный сумматор имеет невысокое быстродействие, поскольку выходной сигнал формируется за три фазы передачи информации по троичным элементам разряда сумматора ° 1О Цель изобретения — повышение быстродействия сумматора. Указанная цель достигается тем, что в двоичном сумматоре, содержащем пять троичных элементов, причем шйна первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы первого троичного элемента, выход которого соединен с первым и вторым входами первой группы второго троичного элемента, первый вход первой группы первого троичного элемента соединен с первым входом первой группы третьего троичного элемента, 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 двоичного сумматора, шина тактовых импульсов двоичного сумматора соединена с первым входом второй группы третьего троичного элемента, шина первого слагаемого двоичного î сумматора соединена с первым входом первой группы пятого троичного weмента, шина второго слагаемого двоичного сумматора соединена со вторым входом первой группы первого троичного элемента, со вторым входом первой группы третьего логического элемента, и с первым входом второй группы пятого троичного элемента, шина тактовых импульсов соединена со вторым 50 входом второй группы пятого троичного элемента, выход которого соединен со вторым входом второй группы второго троичного элемента „ выход последнего является выходом суммы двоично ro сумматора. Быстродействие сумматора увеличивается за счет того, что выходной 45 сигнал формируется за две фазы пере-: дачи информации по троичным элементам разряда сумматора. Разряд двоичного сумматора выполнен на пяти троичных элементах, каж дый 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.l 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 троичных элементов 1,2 и 5. Шина 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 4 (шина сигнала переноса) соединен со вторым входом первой группы третьего и вторым входом второй группы пятого троичного элемента 3 и 5. Система тактового питания двоичного сумматора-трехфазная, при этом .каждый следующий разряд слагаемого поступает на вход двоичного сумматора через три фазы (один такт) передачи информаций по троичным элементам (фиг.2). Тактовым импульсом второй фазы считывается информация с троичных элементов 1,3,5, третьей фазы - с троичных элементов 2,4. Разряды слагаемого поступают на вход двоичного сумматора по шинам Xl и Х2 во время тактового импульса первой фазы. Первая шина тактового питания (фиг.l) соединена со входами (Т) троичных элементов 3,5. Это означает, что на 5 9189 эти входы во время тактового импуль- са первой фазы каждого такта подается сигнал, т.е. при отсутствии им" пульсов на шинах Х1 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 сис- 1О теме счисления представляется поло" жительными сигналами в первом и втором разрядах. Второе слагаемоечисло 6 представляется отсутствием сигнала в первом разряде и положи- !й тельными сигналами во втором и третьем разрядах. Во время тактового импульса пер" вой фазы первого такта положительный сигнал первого разряда первого сла- 20 гаемого подается на первый вход nep" вой группы троичных элементов 1,3 и 5, при этом передается сигнал на вход (Т) троичных элементов 3 и 5, (фиг.1, 2); импульсом второй фазы считывает- 2З ся 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 щ группы троичного элемента 2; импуль" сом третьей фазы положительный сигнал с троичного элемента 2 образует пер" вый разряд суммы. Ю Во время тактового импульса первой фазы второго такта положительный сигнал второго разряда первого слагае мого подается на первый вход первой группы троичных элементов 1,3 и 5, а сигнал второго слагаемого - на первый 4 ° вход второй группы троичных элементов 1;5 и на первый вход первой группы троичного элемента 4, при этом передается сигнал на вход (Т) троичных элементов 3 и 5; импульсом третьей фазы положительный сигнал с троичного элемента 4 (сигнал переноса) передается на вторые входы первых групп троичных элементов 1,3 .и 5. 45 6 Во время тактового имп. льса первой фазы третьего такта положительный сигнал третьего разряда второго слагаемого подается на первый вход второй группы троичных элементов 1,5 и на первый вход первой гр. ппы троичного элемента 4, при атом передается сигнал на вход (Т) троичных элементов 3 и 5; импульсом третьей фазы положительный сигнал с троичного злемента 4 (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 элементов 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 сигнал с троичного элемента 2 образует четвертый разряд суммы. Та ким образом, цифры соответствую" щих разрядов суммы появляются на выходе двоичного сумматора спустя две фазы с момента подачи их на вход двоичного сумматора, Предлагаемый двоичный сумматор позволяет также получить алгебраическую сумму положительных и отрицательных чисел, представленных в дополнительном или обратном коде. Выше была рассмотрена работа последовательного двоичного сумматора. При построении параллельного двоичного сумматора выход троичного элемента 4 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 (Х1 или Х2) ° Использование предлагаемого двоичного сумматора обеспечивает по срав" нению с известными техническими решениями увеличение быстродействия двоичного сумматора s 1,5 раза. Первая групп 918945 Продолжение таблицы 0 +1 0 0 О 1 -1 вх 0.0 вх вы.О вх Формула изобретения Двоичный сумматор, содержащий пят ь троичных элементов, причем шина первого слагаемого двоичного сумматор соединена с первым входом первой группы первого троичного элемента, выход которого. соединен с первым и 40 вторым входами первой группы второго троичного элемента, первый вход первой группы первого троичного элемента соединен с первым входом первой группы третьего троичного элемента, шина второго слагаемого двоичного 1сумматора соединена с первым входом первой группы четвертого троичного элемента, выход третьего троичного элемента соединен с вторым входом.первой группы и с первым входом второй группы четвертого троичного элемента, выход которого соединен с вторым входом первой группы третьего троичного элемента, с первым входом 34 второй группы первого троичного элемента и с выходом переноса двоичного сумматора, шина тактовых импульсов двоичного сумматора соединена с первым входом второй группы третьего . троичного элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыщения 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 Н 22!2952, кл. 0 06 F 7/00 1974. 9 9.18945 10 2.Соколов Т.Н.и Васильев Ф.А., Фер- 3. Авторское свидетельство CCCP ритовые логические элементы и узлы ин" по заявке Н 2869857/18" 24, формационных систем.,Л.,1970,c° . 115-117 кл. G 06 F 7/50, 16.01 ° 80.. х/ 4 Шика nr &ею пи Фиг. / 1ак и / Такт 2 7акт 3 7акк 4 Х1 Инауласи лфе Фаеиееа Jl «срочника авеаювю . Яаписэ„+/" —, Яалим„-1" ф(4) Ф "ф 4нмтвдакие„-/" y(a) 0 .Жза f Фаза 2 Фаза у ° в СчитнВакие„6" д 4читы3акие„ 1" Риг.Р ВНИИПИ Заказ 2142/32 Тираж 732 Подписное Филиал ййП "ПвтенТ", г.Ужгород, ул.Проектная, 4
