Устройство для сложения чисел в последовательном коде

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ ЧИСЕЛ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ КОДЕ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Авгуль Леонид Болеславович Булаш Юрий Леонидович Петроченко Андрей Сергеевич Супрун Валерий Павлович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для сложения чисел в последовательном коде, содержащее первый и второй-триггеры, входы установки в ноль которых соединены со входом начальной установки устройства, а входы синхронизации соединены со входом синхронизации устройства, отличающееся тем, что дополнительно содержит третий и четвертый -триггеры, два элемента 5472 1 сложения по модулю два, мажоритарный элемент с порогом два, мажоритарный элемент с порогом четыре, мажоритарный элемент с порогом шесть и мажоритарный элемент с порогом восемь, -й (1,8 ) вход которого соединен с -м информационным входом устройства, -м входом мажоритарного элемента с порогом два, -м входом мажоритарного элемента с порогом четыре, -м входом мажоритарного элемента с порогом шесть и -м входом первого элемента сложения по модулю два, (8)-й (1,3 ) вход которого соединен с выходом -го -триггера, (8)-м входом мажоритарного элемента с порогом два,(8)-м входом мажоритарного элемента с порогом четыре, (8)-м входом мажоритарного элемента с порогом шесть и (8)-м входом мажоритарного элемента с порогом восемь, выход которого соединен с первым входом второго элемента сложения по модулю два, второй вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом четыре, третий вход соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом шесть и информационным входом четвертого -триггера, а выход соединен с информационным входом первого -триггера, выход мажоритарного элемента с порогом два соединен с информационным входом второго -триггера, информационный вход третьего -триггера соединен с выходом четвертого -триггера, вход установки в ноль которого соединен со входом установки в ноль третьего -триггера и входом начальной установки устройства,вход синхронизации соединен со входом синхронизации третьего -триггера и входом синхронизации устройства.(56)1714589 1, 1992.2047216 1, 1995.1783516 1, 1992.5548546 , 1996.04128922 , 1992. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано для построения быстродействующих арифметических устройств ЭВМ и специализированных процессоров. Известно устройство для сложения четырех двоичных чисел в последовательном коде,содержащее три одноразрядных двоичных сумматора и два триггера 1. Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не выполняет сложение более четырех двоичных чисел, представленных в последовательном коде. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для сложениядвоичных чисел в последовательном коде (многовходовое последовательное суммирующее устройство), содержащее (-1)-разрядный параллельный (буферный) регистр и дерево одноразрядных двоичных сумматоров 2. Недостатком известного устройства является высокая конструктивная сложность. Так,например, при 6 известное устройство содержит пять триггеров, образующих буферный регистр, и шесть одноразрядных двоичных сумматоров. Изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции устройства для сложения чисел в последовательном коде. Названный технический результат достигается путем введения в состав устройства дополнительно двух элементов сложения по модулю два и четырех мажоритарных элементов, а также изменением связей между элементами устройства. Устройство для сложения чисел в последовательном коде содержит первый и второй-триггеры, входы установки в ноль которых соединены с входом начальной установки устройства, а входы синхронизации соединены с входом синхронизации устройства. 2 5472 1 В отличие от прототипа, устройство дополнительно содержит третий и четвертый триггеры, два элемента сложения по модулю два, мажоритарный элемент с порогом два,мажоритарный элемент с порогом четыре, мажоритарный элемент с порогом шесть и мажоритарный элемент с порогом восемь. При этом -й (1,8 ) вход мажоритарного элемента с порогом восемь соединен с -м информационным входом устройства, -м входом мажоритарного элемента с порогом два, -м входом мажоритарного элемента с порогом четыре, -м входом мажоритарного элемента с порогом шесть и -м входом первого элемента сложения по модулю два. В устройстве (8)-й (1,3 ) вход первого элемента сложения по модулю два соединен с выходом -го -триггера, (8)-м входом мажоритарного элемента с порогом два, (8)-м входом мажоритарного элемента с порогом четыре, (8)-м входом мажоритарного элемента с порогом шесть и (8)-м входом мажоритарного элемента с порогом восемь. Выход мажоритарного элемента с порогом восемь соединен с первым входом второго элемента сложения по модулю два, второй вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом четыре, третий вход соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом шесть и информационным входом четвертого -триггера, а выход соединен с информационным входом первого триггера. Выход мажоритарного элемента с порогом два соединен с информационным входом второго -триггера. Информационный вход третьего -триггера соединен с выходом четвертого -триггера, вход установки в ноль которого соединен с входом установки в ноль третьего -триггера и входом начальной установки устройства, вход синхронизации соединен с входом синхронизации третьего -триггера и входом синхронизации устройства. На фиг. 1 представлена схема устройства для сложения чисел в последовательном коде. Устройство содержит два элемента сложения по модулю два 1 и 2, мажоритарный элемент с порогом два 3, мажоритарный элемент с порогом четыре 4, мажоритарный элемент с порогом шесть 5, мажоритарный элемент с порогом восемь 6, четыре -триггера 710, шесть информационных входов 11-16, вход начальной установки 17, вход синхронизации 18 и выход 19. Отметим, что -входовый мажоритарный элемент с порогом(1) реализует функцию М(,2), которая определяется следующим образом 1, если 120, если 12, где 10,1,1,2 р. Устройство выполняет сложение шести -разрядных двоичных чисел 02422-1-,1,6 , представленных в последовательном коде где , 0,1,0,1 ,0,2 . Разрядность суммыравна 3 бит, и сложение выполняется за 3 тактов. Принцип работы устройства заключается в потактном сложении одноразрядных двоичных чисел с одинаковыми весами и формировании на каждом такте очередного разряда суммы и двоичного вектора переносов. При этом в каждом такте сложения участвуют девять одноразрядных двоичных чисел - шесть одноименных разрядов операндов, поступающих на информационные входы 11-16, и три одноразрядных переноса, хранящихся в триггерах 8, 9 и 10 и сформированных на предыдущих тактах работы. Особенностью уст 3 5472 1 ройства является то, что два переноса С 1 и С 2 имеют одинаковые веса, равные 21, а третий перенос С 3 имеет вес, равный 22 (вес очередного разряда суммы равен 20). Перенос С 1 формируется на выходе мажоритарного элемента с порогом два 3, перенос С 2 - на выходе элемента сложения по модулю два 2, перенос С 3 - на выходе мажоритарного элемента с порогом шесть 5. Переносы С 1 и С 2 задерживаются на один такт с помощью триггеров 8 и 9 соответственно, а перенос С 3 - на два такта с помощью триггеров 7 и 10 (при сложении переносы должны иметь одинаковые веса с очередными разрядами операндов). Устройство для сложения чисел в последовательном коде работает следующим образом. На вход начальной установки 17 подается импульс, обнуляющий триггеры 7-10. На информационные входы 11-16 подаются последовательно во времени разряды 0,1-, (1,6 ) суммируемых чисел Х 1-Х 6 (х 0 -младший разряд), сопровождаемые серией изтактовых импульсов, поступающих на вход синхронизации 18 устройства. После этого поступление данных на информационные входы 11-16 блокируется, а на вход синхронизации 18 подаются дополнительно три тактовых импульса. На выходе 19 устройства последовательно во времени формируются разряды 0,12 суммы , начиная с младшего 0. После (3)-го тактового импульса устройство готово к выполнению сложения очередных шести чисел без предварительного обнуления триггеров 7-10. Работа устройства иллюстрируется таблицей (фиг. 2), в которой представлены сигналы на входах и выходе устройства, а также содержимое триггеров 8-10 при сложении шести четырехразрядных двоичных чисел (4) 11101, 21011, 31001, 41111,51100, 61111 6 Достоинствами устройства для сложения чисел в последовательном коде являются простая конструкция, высокое быстродействие и отсутствие латентности при формировании результата. Источники информации 1. А.с. СССР 1783516, 1992. 2. А.с. СССР 1714589, 1992. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4