Устройство для сложения N чисел в последовательном коде

(51) 6 061 7150 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ 11 ЧИСЕЛ(71) Заявитель Белорусский государственный университет (ВУ)(72) Авторы Авгуль Леонид Болеславович Булаш Юрий Леонидович Петроченко Андрей Сергеевич Супрун Валерий Павлович (ВУ)(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет (ВУ)Устройство для сложения Ы чисел в последовательном Коде, содержащее (1 Т-1)разрядный параллельный регистр, вход синхронизации Которого соединен с входом синхронизации устройства, а вход обнуления соединен с входом начальной установки устройства, отличающееся тем, что содержит элемент сложения по модулю два и 11-1 мажоритар ных элементов, 1-й (1 1, 1 Т 1) из Которых имеет порог, равный 21, при этом выход 1-го ма жоритарного элемента соединен с входом 1-го разряда регистра, -й ( 1 1, М) вход соединен с Д-м входом элемента сложения по модулю два и Д-м информационным входом устройства,( 1 Т)-й (г 1,111) вход соединен с выходом г-го разряда регистра и (г 1 Т)-м входом элемента сложения по модулю два, выход Которого соединен с выходом устройства.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 сложения Ы двоичных чисел в последовательном коде (многовходовое последовательное суммируюшее устройство) содержашее (Ы-1)-разрядный параллельный (буферный) регистр и дерево одноразрядных двоичных сумматоров 2.Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное большой глубиной схемы (2 Ы-1)-входового одноразрядного сумматора, построенного по древовидной структуре из одноразрядных двоичных сумматоров.Изобретение направлено на решение задачи повышения быстродействия устройства для сложения Ы чисел в последовательном коде.Названный технический результат достигается путем введения в состав устройства элемента сложения по модулю два и Ы-1 мажоритарных элементов, а также изменением связей между элементами устройства.Устройство для сложения Ы чисел в последовательном коде содержит (Ы-1)разрядный параллельный регистр, вход синхронизации которого соединен с входом синхронизации устройства, а вход обнуления соединен с входом начальной установки устройства.В отличие от прототипа устройство содержит элемент сложения по модулю два и Ы-1мажоритарных элементов, 1-й (1 1,Ы 1) из которых имеет порог, равный 21. При этомвыход 1-го мажоритарного элемента соединен с входом 1-го разряда регистра 3-й (1 1, Ы) вход соединен с -м входом элемента сложения по модулю два и Д-м информационным(г Ы)-м входом элемента сложения по модулю два. Выход элемента сложения по модулю два соединен с выходом устройства.На фиг. 1 представлена схема устройства для сложения Ы чисел в последовательном коде.Устройство содержит элемент сложения по модулю два 1, Ы-1 мажоритарных элементов 21-2 ы, параллельный (Ы-1)-разрядный регистр 3, ТУ информационных входов 41-4 ы,вход начальной установки 5, вход синхронизации 6 и выход 7. При этом мажоритарный элемент 21 имеет порог, равный 21.функцию М М (21,22,,2 р), которая определяется следуюшим образомр О,если 21222 Рш, где 21 ЕО,1,11,2,,р. Устройство выполняет сложение Ы п-разряднь 1 х двоичных чиселРазрядность суммы 5 равна п ш бит, И сложение выполняется за п ш тактов(Ш 1102 Ы) Принцип работы устройства заключается в потактном сложении одноразрядных двоичнь 1 х чисел с одинаковыми весами и формировании на каждом такте очередного разряда суммы и двоичного вектора переносов. При этом в каждом такте сложения участвуют 2 Ы-1 одноразрядных двоичных чисел - Ы одноименных разрядов операндов, поступающих на информационные входы 41-4 ы, и Ы-1 одноразрядных переносов, хранящихся в регистре 3 и сформированных на предыдущем такте работы. Особенностью устройства является то что все переносы имеют одинаковые веса, равные 21 (вес очередного разряда суммы равен 20).Для формирования (Ы-1)-разрядного вектора переносов используются Ы-1 мажоритарных элементов с порогами 2,4,. . .,2(Ы-1). Причем каждый сигнал переноса формируется на выходе соответствующего мажоритарного элемента. Регистр 3 необходим для задержки переносов на один такт (на следующем такте переносы будут иметь веса, равные весам очередных разрядов операндов).Устройство для сложения Ы чисел в последовательном коде работает следующим образом.На вход начальной установки 5 подается импульс, обнуляющий регистр 3. На информационные входы 41-4 ы подаются последовательно во времени разряды х 0 д,х 1 д,,х 1 д суммируемых чисел Хд-Хы (ход - младщий разряд), сопровождаемые серией из п тактовых импульсов, поступающих на вход синхронизации 6 устройства. После этого поступление данных на информационные входы 41-4 ы блокируется, а на вход синхронизации 6 подаются дополнительно ш 1 о 32 Ы тактовых импульсов.На выходе 7 устройства последовательно во времени формируются разряды 50, 51,, 5 т 1 суммы 5, начиная с младшего 50.После (п ш)-го тактового импульса устройство готово к выполнению сложения очередных Ы чисел без предварительного обнуления регистра 3.Работа устройства иллюстрируется таблицей (фиг. 2), в которой представлены входные и выходные сигналы устройства, а также содержимое внутреннего регистра 3 при сложении восьми четырехразрядных чисел (Ы 8, п 4) Х 1 1111, Х 2 1100, Х 3 1011,Х 4 1000, Х 5 1010, Ха 0101, Х 7 1101, ХЗ 1110101 1 1000 1010 010111011110 1011000. Достоинствами устройства для сложения Ы чисел в последовательном коде являютсящирокие функциональные возможности, высокое быстродействие и отсутствие латентности при формировании результата. Быстродействие устройства (период следования тактовых импульсов) не зависит отзначения Ы и определяется формулой Т КО Т,где но - быстродействие регистра, т - задержка на вентиль (быстродействие мажориТарНЫХ ЭЛМНТОВ).Национальный центр Интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.