Устройство для сложения

(51) С 161 1151 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский государственный университет (ВУ)(72) Авторы Авгуль Леонид Болеславович Супрун Валерий Павлович (ВУ)(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет (ВУ)(57) Устройство для сложения, содержащее два элемента И, элемент ИЛИ, Четыре элемента сложения по модулю два, три элемента ЗАПРЕТ, два мажоритарных элемента с порогом два идва мажоритарных элемента с порогом Четыре, 1-й (1 1,5 ) вход первого из Которых соединенс входом старшего разряда 1-го операнда, 1-м входом первого мажоритарного элемента с порогом два и 1-м входом первого элемента сложения по модулю два, выход Которого соединен с первым входом первого элемента И, первым прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и первым входом второго элемента сложения по модулю два, выход Которого соединен с первымвыходом устройства, а второй вход соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с выходом второго мажоритарного элемента с порогом два, вторым прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ И вторым входом первого элемента И, а вход запрета соединен с выходом второго мажоритарного элемента с порогом Четыре, входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ, первым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента сложения по модулю два, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, третий вход соединен с выходом третьего элемента ЗАПРЕТ, а выход соединен со вторым выходом устройства, третий выход которого соединен с выходом Четвертого элемента сложения по модулю два, 1-й вход которого соединен с входом младшего разряда 1-го операнда,Четвертый выход устройства соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого мажоритарного элемента с порогом Четыре и входом запрета третьего элемента ЗАПРЕТ, второй вход соединен с выходом первого элемента И, третий вход соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого мажоритарного элемента с порогом два, третьим входом первого элемента И и прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ, отличающееся тем, Что дополнительно содержит элементы сложения по модулю два с пятого по девятый, при этом первый вход (1 4)-го элемента сложения по модулю два соединен с управляющим входом устройства и Четвертым входом третьего элемента сложения по модулю два, второй вход соединен с входом младшего разряда 1-го операнда, а выход соединен с 1-м входом второго мажоритарного элемента с порогом два и 1-м входом второго мажоритарного элемента с порогом Четыре.Изобретение относится К выЧислительной технике и микроэлектронике и предназнаЧено для построения арифметиЧеско-логиЧеских устройств высокопроизводительных ЭВМ и спецпроцессоров.Известно устройство для сложения двух ЧетвериЧных цифр (одноразрядный ЧетвериЧнь 1 й сумматор), содержащее два элемента сложения по модулю два, мажоритарный элемент с порогом два и мажоритарный элемент с порогом Четыре 1.Недостатком устройства являются ограниЧенные функциональные возможности, так как оно выполняет сложение только двух двухразрядных двоиЧных Чисел и одноразрядную цифру переноса.Наиболее близким по функциональным возможностям и конструкции техниЧеским решением к предлагаемому является устройство для сложения пяти двухразрядных двоиЧных Чисел (ЧетвериЧных цифр), содержащее Четыре элемента сложения по модулю два,два мажоритарных элемента с порогом два, два мажоритарных элемента с порогом Четь 1 ре, элемент И, Четыре элемента ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ 2.Недостатком известного устройства также являются ограниЧенные функциональные возможности, так как оно не выполняет сложение отрицательных Чисел, представленных в дополнительном коде.Изобретение направлено на решение задаЧи расширения функциональных возможностей устройства для сложения.Названный техниЧеский результат достигается путем введения в состав устройства дополнительно пяти элементов сложения по модулю два, а также изменением связей между элементами устройства.Устройство для сложения содержит два элемента И, элемент ИЛИ, Четыре элемента сложения по модулю два, три элемента ЗАПРЕТ, два мажоритарных элемента с порогомдва и два мажоритарных элемента с порогом Четыре. В устройстве 1-й (1 1,5) вход перво ГО мажоритарного элемента С ПОрОГОМ ЧСТЫрС СОСДИНСН С ВХОДОМ старшего разряда 1-ГО операнда, 1-М ВХОДОМ ПСрВОГО мажоритарного элемента С ПОрОГОМ два И 1-М ВХОДОМ ПСрВОГО элемента СЛОЖСНИЯ ПО МОДУЛЮ два. ВЫХОД ПСрВОГО элемента СЛОЖСНИЯ ПО МОДуЛЮ два СОСДИНСН С ПСрВЫМ ВХОДОМ ПСрВОГО ЭЛСМСНТЗ И, ПСрВЫМ ПрЯМЫМ ВХОДОМ ПСрВОГО элементаЗАПРЕТ И первым входом второго элемента сложения по модулю два. Выход второго элемента сложения по модулю два соединен с первым выходом устройства, а второй вход соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ. Прямой вход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом второго мажоритарного элемента с порогом два, вторым прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и вторым входом первого элемента И. Вход запрета второго элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом второго мажоритарного элемента с порогом Четыре, входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ, первым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента сложения по модулю два. Второй вход третьего элемента сложения по модулю два соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, третий вход соединен с выходом третьего элемента ЗАПРЕТ, а выход соединен со вторым вь 1 ходом устройства. Третий выход устройства соединен с выходом Четвертого элемента сложения по модулю два, 1-й вход которого соединен с входом младшего разряда 1-го операнда. Четвертый выход устройства соединен с выходом элемента ИЛИ. Первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого мажоритарного элемента с порогом Четыре и входом запрета третьего элемента ЗАПРЕТ. Второй вход элемента ИЛИ соединен с вь 1 ходом первого элемента И. Третий вход элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И. Второй вход второго элемента И соединен с выходом первого мажоритарного элемента с порогом два, третьим входом первого элемента И и прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ.В отличие от прототипа в устройство дополнительно введены элементы сложения по модулю два с пятого по девятый. При этом первый вход (1 4)-го элемента сложения по модулю два соединен с управляющим входом устройства и Четвертым входом третьего элемента сложения по модулю два. Второй вход (1 4)-го элемента сложения по модулю два соединен с входом младшего разряда 1-го операнда. Выход (1 4)-го элемента сложения по модулю два соединен с 1-м входом второго мажоритарного элемента с порогом два и 1-м входом второго мажоритарного элемента с порогом Четыре.На Чертеже (фиг. 1) представлена схема устройства для сложения.Устройство содержит девять элементов сложения по модулю два 1-9, два мажоритарных элемента с порогом два 10 и 11, два мажоритарных элемента с порогом Четыре 12 и 13, два элемента И 14 и 15, три элемента ЗАПРЕТ 16, 17 и 18, элемент ИЛИ 19, входы старших разрядов операндов 20-24, входы младших разрядов операндов 25-29, вход управления 30, Четыре выхода результата 31-34.Устройство для сложения работает в двух режимах.В режиме выЧисления суммы пяти двухразряднь 1 х Чисел устройство выполняет сложение пяти двухразряднь 1 х двоиЧных Чисел (ЧетвериЧных цифр)где хд Е О,1 - старшие, а хд Е О,1 - младшие разряды суммируемых Чисел Х 1 2 Х 11 Х 21, 1,5 .На выходах устройства формируется Четырехразрядный двоиЧный код (51,52,53,54), соответствуюший представлению суммы (1) в видеВ рассматриваемом режиме устройство работает следуюшим образом.На вход управления 30 подается сигнал 11 0. На входы 20-24 подаются старшие разрядь 1 х 11-х 15 (в произвольном порядке), на входы 25-29 - младшие разряды х 21-х 25 (в произвольном порядке) суммируемых операндов Хд. На выходах 31, 32, 33, и 34 формируются двоиЧные сигналы 5152,53 и 54 соответственно, которые образуют двоиЧный код (2) суммы 5.В РСЖИМС ВЫЧИСЛНИЯ СУММЫ ПЯТИ ОДНОРЗЗРЯДНЫХ ЧИССЛ СО знаком УСТРОЙСТВО ВЬ 1 ПОЛНЯСТ СЛОЖСНИС ПЯТИ одноразрядных ДВОИЧНЫХ ЧИССЛ СО знаком, ПРСДСТЗВЛСННЫХ В ДОПОЛНИТСЛЬНОМ КОДСгде хд Е О,1 - знаковые (старшие), а х 2 д Е О,1 - Цифровые (младщие) разряды сумми руемЬ 1 х Чисел Хд -2 х 11 х 21, 1 1,5 .На выходах устройства формируется четЬ 1 рехразряднЬ 1 й двоичный код (51,52,53,54), соответствующий представлению суммы (3) в видеВ рассматриваемом режиме устройство работает следующим образом.На вход управления 30 подается сигнал 11 1. На входы 20-24 подаются знаковые(старшие) разряды х 11-х 15 (в произвольном порядке), на входы 25-29 - младщие (Цифровые) разряды х 21-х 25 (в произвольном порядке) суммируемых операндов Хд. На выходах 31, 32, 33, и 34 формируются двоичные сигналы 51,52,53 и 54 соответственно, которые образуют двоичный код (4) суммы 5.Работа устройства для сложения в двух рассмотренных режимах поясняется таблицейСхема устройства (фиг. 1) построена согласно следующим соотношениям 51 м 4(х,)/м,(х,)-м,(х)ум,(х,)-ь(х 1)-м 4(х) 52 иедм 2(х)еэцхд-мдхф-мдх)еэмдхд-мдхд э, М 2 Х-М 4 ХФЬХ 1 5 54 1(Х 2), 96 96 о Где Х 1(Х 11 Х 12 Х 15) Х 2 (Х 21 Х 22 Х 25) Х 2 (Х 21 Х 22 м-Х 25 ) Х 2 д 11933121, 1 1, 2 1(Х 1) Х 11 СВХ 12 СВСВХ 151(Х 2) Х 21 СВХ 22 СВСВХ 25.мажоритарными элементами с порогами 11, которые определяются следующим образом