Сумматор по модулю три

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬСУММАТОР ПО МОДУЛЮ ТРИ(71) Заявитель Белорусский государственный университет (ВУ)(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет (ВЧ)Сумматор по модулю три, содержащий элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА и два элемента И, инверсный вход первого и прямой вход второю из которых соединены с входом первою разряда первого операнда, вход второю разряда которою соединен с прямым входом первою элемента И и инверсным входом второго элемента И, отличающийся тем, что содержит третий и четвертый элементы И и четыре элемента РАВНОЗНАЧНОСТИ, выходы первою и второю из которых соединены соответственно с выходами первых разрядов разности и суммы, выходы третьего и четвертою элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ соединены соответственно с выходами вторых разрядов разности и суьшы, входы первою и второю разрядов первою операнда соединены с первым н вторым входами элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, вход первою разряда второю операнда соединен с инверсным входом третьею элемента И, прямым входом четвертою элемента И и третьим входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, вход второю разряда второю операнда соединен с прямым входом третьего элемента И, инверсным входом четвертого элемента И и четвертым входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, инверсный выход которою соединен с первыми входами с первою по четвертый элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ, выход первою элемента И соединен со вторыми входами первого и второго элементов РАВНОЗНАЧНО СТИ, выход второю элемента И соединен со вторыми входами третьею и четвертою элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ, выход третьею элемента И соединен с третьими входами второю и третьею элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ, выход четвертою элемента И соединенс третьими входами первою и четвертою элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ.Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики и может быть использовано для построения систем передачи и переработки дискретной информации.Известен сумматор по модулю три, содержащий четыре элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, мажоритарный элемент с порогом два,четыре входа и четыре выхода 1. Сумматор выполняет операции сложения и вычитания по модулю три двух приведенных входных операндов.Недостатком сумматора по модулю три являются низкие функциональные возможности,так как он не позволяет осуществлять операции сложения и вычитания неприведенных входных операндов.Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является сумматор по модулю три, содержащий два элемента И, два элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА,мажоритарный элемент с пороюм два, четыре входа и два выхода 2. Сумматор позволяет выполнять операцию сложения по модулю три двух неприведенных операндов.Недостатком известною сумматора по модулю три являются низкие функциональные возможности, так как он не позволяет выполнять операцию вычитания по модулю три неприведенных операндов.Изобретение направлено на решение технической задачи расширения функциональных возможностей сумматора по модулю три. Названный технический результат достигается путем использования новых лоптческих элементов (элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ), а также изменением межсоединений элементов в логической схеме сумматора.Сумматор по модулю три содержит четыре элемента И, элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, четыре элсмснта РАВНОЗНАЧНОСТИ, входы первых и вторых разрядов первою и второго операндов, выходы первых и вторых разрядов операндов разности и суммы. Инверсный вход первою элемента И и прямой вход второю элемента И соединены с входом первого разряда первою операнда, вход второго разряда которого соединен с прямым входом первого элемента И и инверсным входом второю элемента И. Выходы первого и второю элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ соединены соответственно с выходами первых разрядов разности и суммы, выходы третьего и четвертого элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ соединены соответственно с выходами вторых разрядов разности и суммы. Входы первого и второю разрядов первою операнда соединены соответственно с первым и вторым входами элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА. Вход первою разряда второю операнда соеди 10нен с инверсным входом третьею элемента И,прямым входом четвертого элемента И и третьим входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА. Вход второю разряда второю операнда соединен с прямым входом третьего элемента И, инверсным входом четвертою элемента И и четвертым входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА. Инверсный выход элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА соединен с первыми входами с первою по четвертый элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ. Выход первою элемента И соединен со вторыми входами первою и второю элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ. Выход второю элемента И соединен со вторыми входами третьего и четвертого элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ. Выход третьего элемента И соединен с третьими входами второю и третьею элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ. Выход четвертого элемента И соединен с третьими входами первою и четвертою элементов РАВНОЗНАЧНОСТИ.На чертеже (фиг. 1) представлена логическая схема сумматора по модулю три.Сумматор по модулю три содержит четыре элемента И 1, 2, 3 и 4, элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 5, четыре элемента РАВНОЗНАЧНОСТИ б, 7, 8 и 9, четыре входа 10, 11, 12 и 13 и четыре выхода 14, 15, 16 и 17.В соответствии с выбранным модулем р З входные неприведенные операнды Х, У могут принимать значения 0 (00), 1 (01), 2 (10) и-3 (11), а выходные приведенные операнды КВходные операнды сумматора Х и У задаются двухразрядными двоичными кодами Х х 2 х 1 и У угуа, где х 1, у - первые (младшие) разряды операндов, а х 2, у - вторые (старшие) разряды операндов Х и У, соответственно, т.е. Х 2 х 2 х 1 иУ 2 у 2 уьРезультатом работы сумматора по модулю три являются операнды К и 8, которые задаются двухразрядными двоичными кодами К г 2 г 1 и 5 5251 гдеСумматор работает следующим образом. На входы 10, 11 подаются значения младших разрядов х 1, у 1 операндов Х и К соответственно на входы 12, 13 - значения старших разрядов х 2, у 2 операндов Х и У соответственно на выходах 14, 15 реализуются значения младших разрядов п, 51 операндов К и 5 соответственно а на выходах 16, 17 реализуются значения старших разрядов г 2, 52 операндов К и 5 соответственно, где К Х - У (шос 13) и 3 Х Т (моб 3).Логические функции п, п, 1, 2, значения которых представлены в таблице (фиг. 2), реализуются сумматором согласно следующим аналитическим выражениямДостоинством сумматора по модулю три являются высокие функциональные возможно СТИ, ПОСКОЛЬКУ ОН ПОЗВОЛЯЕТ ОДНОВРЕМЕННО ВЫПОЛНЯТЬ операции ВЫЧИТЗНИЯ И СЛОЖЕНИЯ ПОмодулю три двух иеприведенных входных операндов. При этом на выходах сумматора реализуются приведенные операнды разности и суммы. Сложность сумматора (по числу входов логических элементов) равна 24, а быстродействие, определяемое глубиной схемы, равно Зг,где т - задержка на вентиль. Отметим, что быстродействие сумматора совпадает с быстро действием устройствшпрототипа.Государственное патентное ведомство Республики Беларусь.