Устройство для сложения четверичных цифр

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ ЧЕТВЕРИЧНЫХ ЦИФР(71) Заявитель Белорусский государственный университет(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для сложения четверичных цифр, содержащее первый мажоритарный элемент с порогом два, первый мажоритарный элемент с порогом четыре, первый и второй элементы сложения по модулю два, выходы которых соединены соответственно с выходами младшего и старшего разрядов суммы, входы младших разрядов первого и второго операндов и младшего переноса соединены с первого по третий входами первого мажоритарного элемента с порогом два, первого мажоритарного элемента с порогом четыре и первого элемента сложения по модулю два, отличающееся 2629 1 тем, что дополнительно введены второй мажоритарный элемент с порогом два, второй мажоритарный элемент с порогом четыре, третий и четвертый элементы сложения по модулю два, элемент И, четыре элемента ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ, при этом входы младших разрядов третьего и четвертого операндов соединены соответственно с четвертым и пятым входами первого мажоритарного элемента с порогом два, четвертым и пятым входами первого мажоритарного элемента с порогом четыре и четвертым и пятым входами первого элемента сложения по модулю два, входы старших разрядов первого, второго, третьего и четвертого операндов и вход старшего переноса соединены соответственно с первого по пятый входами второго мажоритарного элемента с порогом два, второго мажоритарного элемента с порогом четыре и третьего элемента сложения по модулю два, выход которого соединен с первым прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, первым входом второго элемента сложения по модулю два и первым прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, второй прямой вход которого соединен с выходом первого мажоритарного элемента с порогом два, прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ и вторым прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, третий прямой вход которого соединен с прямым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ, выходом второго мажоритарного элемента с порогом два и первым входом элемента И, второй вход которого соединен со входом запрета второго элемента ЗАПРЕТ, входом запрета третьего элемента ЗАПРЕТ, выходом первого мажоритарного элемента с порогом четыре и первым входом четвертого элемента сложения по модулю два, выход которого соединен с выходом младшего переноса, его второй вход - с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, а третий вход - с выходом четвертого элемента ЗАПРЕТ, вход запрета которого соединен с выходом второго мажоритарного элемента с порогом четыре, входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом старшего переноса, его второй вход - с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, а третий вход - с выходом элемента И, выход третьего элемента ЗАПРЕТ соединен со вторым входом второго элемента сложения по модулю два. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и предназначено для построения арифметическо-логических устройств высокопроизводительных ЭВМ и спецпроцессоров. Известен одноразрядный четверичный сумматор (устройство для сложения двух четверичных цифр), содержащий два элемента сложения по модулю два и четыре элемента равнозначности 1. Недостатками сумматора являются низкое быстродействие и ограниченные функциональные возможности, так как он не выполняет сложение четырех четверичных цифр. Наиболее близким по функциональным возможностям и конструкции техническим решением к предлагаемому является одноразрядный четверичный сумматор, содержащий два элемента сложения по модулю два, мажоритарный элемент с порогом два и мажоритарный элемент с порогом четыре 2. Недостатками известного одноразрядного четверичного сумматора также являются ограниченные функциональные возможности, так как он не выполняет сложение четырех четверичных цифр. Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей одноразрядного четверичного сумматора. Поставленная задача решается тем, что в устройство для сложения четверичных цифр, содержащее первый мажоритарный элемент с порогом два, первый мажоритарный элемент с порогом четыре, первый и второй элементы сложения по модулю два, выходы которых соединены соответственно с выходами младшего и старшего разрядов суммы, входы младших разрядов первого и второго операндов и младшего переноса соединены с входами с первого по третий первого мажоритарного элемента с порогом два, первого мажоритарного элемента с порогом четыре и первого элемента сложения по модулю два, согласно изобретению дополнительно введены второй мажоритарный элемент с порогом два, второй мажоритарный элемент с порогом четыре, третий и четвертый элементы сложения по модулю два. элемент И, четыре элемента ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ, при этом входы младших разрядов третьего и четвертого операндов соединены соответственно с четвертым и пятым входами первого мажоритарного элемента с порогом два, четвертым и пятым входами первого мажоритарного элемента с порогом четыре и четвертым и пятым входами первого элемента сложения по модулю два, входы старших разрядов первого, второго, третьего и четвертого операндов и вход старшего переноса соединены соответственно с входами с первого по пятый второго мажоритарного элемента с порогом два, второго мажоритарного элемента с порогом четыре и третьего элемента сложения по модулю два, выход которого соединен с первым прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ,первым входом второго элемента сложения по модулю два и первым прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, второй прямой вход которого соединен с выходом первого мажоритарного элемента с порогом два, прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ и вторым прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, третий прямой вход которого соединен с прямым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ, выходом второго мажоритарного элемента с порогом два и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с входом 2 2629 1 запрета второго элемента ЗАПРЕТ, входом запрета третьего элемента ЗАПРЕТ, выходом первого мажоритарного элемента с порогом четыре и первым входом четвертого элемента сложения по модулю два, выход которого соединен с выходом младшего переноса, его второй вход - с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, а третий вход - с выходом четвертого элемента ЗАП, вход запрета которого соединен с выходом второго мажоритарного элемента с порогом четыре, входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом старшего переноса, его второй вход - с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, а третий вход - с выходом элемента И, выход третьего элемента ЗАПРЕТ соединен со вторым входом второго элемента сложения по модулю два. На чертеже (фиг. 1) представлена функциональная схема устройства для сложения четверичных цифр. Устройство содержит два мажоритарных элемента с порогом два 1 и 2, два мажоритарных элемента с порогом четыре 3 и 4, четыре элемента сложения по модулю два 5, 6, 7 и 8, элемент И 9, четыре элемента ЗАПРЕТ 10, 11, 12 и 13, элемент ИЛИ 14, входы младших разрядов первого, второго, третьего и четвертого операндов и младшего переноса 15, 16, 17, 18 и 19, входы старших разрядов первого, второго, третьего и четвертого операндов и старшего переноса 20, 21, 22, 23 и 24, выходы старшего 25 и младшего 26 переносов, выход старшего 27 и младшего 28 разрядов суммы. Устройство для сложения четверичных цифр работает следующим образом. На входы 15, 16, 17, 18 и 19 поступают (в произвольном порядке) младшие разряды 2, 2, 2 и 2 операндов и младший перенос р 2 из соседнего младшего четверичного разряда, на входы 20, 21, 22, 23 и 24 поступают (в произвольном порядке) старшие разряды 1, 1, с 1 и 1 операндов и старший перенос 2 из соседнего младшего четверичного разряда. На выходе 25 реализуется значение старшего переноса 1 в соседний старший четверичный разряд, на выходе 26 - значение младшего переноса 2 в соседний старший четверичный разряд, на выходе 27 - значение старшего разряда 1 суммы, на выходе 28 -значение младшего разряда 2 суммы. Таким образом, устройство выполняет сложение четырех четверичных цифр с учетом четверичной цифры переноса из соседнего младшего четверичного разрядаР 2 а 1 а 2212212212221244(212)212,где 2 а 12, В 212, С 2 с 1 с 2,212 - четверичные цифры операндов Р 212 - четверичная цифра входного переноса из соседнего младшего разряда 212- четверичная цифра суммы 212 - четверичная цифра переноса в соседний старший четверичный разряд. Работа устройства для сложения четверичных цифр описывается приводимой ниже таблицей (фиг. 2) . Достоинством устройства являются широкие функциональные возможности и высокое быстродействие,которое определяется глубиной схемы и равно З, где- задержка на вентиль. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4