Сумматор унитарных кодов по модулю семь

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СУММАТОР УНИТАРНЫХ КОДОВ ПО МОДУЛЮ СЕМЬ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Супрун Валерий Павлович Козлов Евгений Олегович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Сумматор унитарных кодов по модулю семь, характеризующийся тем, что содержит семь элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, выход -го из которых, где 1, 2 7, соединен с выходом сумматора равно 1 результата суммы, причем первый,второй и третий инверсные входы -го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать соединены со входом сумматора равно нулю первого операнда, четвертый и пятый инверсные входы - со входом сумматора равно единице первого операнда, шестой инверсный вход - со входом сумматора равно двум первого операнда, первый вход - со входом сумматора равно четырем первого операнда, второй и третий входы - со входом сумматора равно пяти первого операнда, четвертый, пятый и шестой входы - со входом сумматора равно шести первого операнда, вход сумматора равно нулю второго операнда соединен с седьмым, восьмым и девятым входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым и восьмым входами второго элемента 16837 1 2013.02.28 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым инверсным входом пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым и восьмым инверсными входами шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с седьмым,восьмым и девятым инверсными входами седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, вход сумматора равно единице второго операнда соединен с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с девятым, десятым и одиннадцатым входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым и девятым входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым входом четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с девятым инверсным входом шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с десятым и одиннадцатым инверсными входами седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, вход сумматора равно двум второго операнда соединен с десятым и одиннадцатым инверсными входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым и девятым входами четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым входом пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с двенадцатым инверсным входом седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, вход сумматора равно трем второго операнда соединен с двенадцатым инверсным входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым и одиннадцатым инверсными входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым и девятым входами пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с седьмым входом шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, вход сумматора равно четырем второго операнда соединен с двенадцатым инверсным входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым и одиннадцатым инверсными входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым и девятым входами шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с седьмым входом седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, вход сумматора равно пяти второго операнда соединен с десятым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с двенадцатым инверсным входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым и одиннадцатым инверсными входами четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым, девятым и десятым инверсными входами пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с восьмым и девятым входами седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, вход сумматора равно шести второго операнда соединен с одиннадцатым и двенадцатымвходами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с двенадцатым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с двенадцатым инверсным входом четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с одиннадцатым и двенадцатым инверсными входами пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым инверсными входа 2 16837 1 2013.02.28 ми шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать. Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения цифровых устройств, реализующих вычислительные операции модулярной арифметики. Известен сумматор унитарных кодов по модулю семь, который содержит семь элементов ИЛИ, двадцать один элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ, семь элементов И, четырнадцать входов и семь выходов 1. Сложность сумматора (по числу входов логических элементов) равна 77, а быстродействие, определяемое глубиной схемы, составляет 3, где- задержка на один логический элемент. Недостатком известного сумматора является низкое быстродействие, определяемое глубиной схемы. Наиболее близким по функциональным возможностям и конструкции техническим решением к заявляемому сумматору является сумматор унитарных кодов по модулю семь,который содержит двадцать один элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом два, семь элементов И, четырнадцать входов и семь выходов 2. Сложность сумматора равна 105, а быстродействие, определяемое глубиной схемы, составляет 2. Число внешних выводов сумматора равно 21. Недостатком сумматора-прототипа является низкое быстродействие, определяемое глубиной схемы. Изобретение направлено на повышение быстродействия (уменьшение глубины логической схемы) сумматора-прототипа. Сумматор унитарных кодов по модулю семь характеризуется тем, что содержит семь элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, выход -го из которых, где 1, 2 7, соединен с выходом сумматора равно 1 результата суммы. Первый, второй и третий инверсные входы -го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать соединены со входом сумматора равно нулю первого операнда,четвертый и пятый инверсные входы - со входом сумматора равно единице первого операнда, шестой инверсный вход - со входом сумматора равно двум первого операнда,первый вход - со входом сумматора равно четырем первого операнда, второй и третий входы - со входом сумматора равно пяти первого операнда, четвертый, пятый и шестой входы - со входом сумматора равно шести первого операнда. Вход сумматора равно нулю второго операнда соединен с седьмым, восьмым и девятым входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым и восьмым входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым инверсным входом пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым и восьмым инверсными входами шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать. Вход сумматора равно единице второго операнда соединен с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с девятым, десятым и одиннадцатым входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым и девятым входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым входом четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с девятым инверсным входом шестого 16837 1 2013.02.28 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с десятым и одиннадцатым инверсными входами седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать. Вход сумматора равно двум второго операнда соединен с десятым и одиннадцатым инверсными входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым и девятым входами четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым входом пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с двенадцатым инверсным входом седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать. Вход сумматора равно трем второго операнда соединен с двенадцатым инверсным входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым и одиннадцатым инверсными входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым и девятым входами пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с седьмым входом шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать. Вход сумматора равно четырем второго операнда соединен с двенадцатым инверсным входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым и одиннадцатым инверсными входами третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с седьмым, восьмым и девятым инверсными входами четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым и девятым входами шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с седьмым входом седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать. Вход сумматора равно пяти второго операнда соединен с десятым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с двенадцатым инверсным входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым и одиннадцатым инверсными входами четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с восьмым, девятым и десятым инверсными входами пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с восьмым и девятым входами седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать. Вход сумматора равно шести второго операнда соединен с одиннадцатым и двенадцатым входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с двенадцатым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с двенадцатым инверсным входом четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с одиннадцатым и двенадцатым инверсными входами пятого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать, с десятым, одиннадцатым и двенадцатым инверсными входами шестого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать и с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать. Основной технический результат изобретения заключается в повышении быстродействия сумматора-прототипа. Названный эффект достигается путем введения в логическую схему сумматора новых элементов (элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать) с последующим изменением соединений между элементами логической схемы. На фигуре представлена схема сумматора унитарных кодов по модулю семь. Сумматор содержит семь элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом двенадцать 1, 2 7,тринадцать входов 8, 9 20 и семь выходов 21, 22 27. 16837 1 2013.02.28 Сумматор унитарных кодов по модулю семь работает следующим образом. На входы сумматора 8, 9 13 поступают значения разрядов 0, 1, 2, 4, 5, 6 унитарного двоичного кода первого операнда(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6), а на входы сумматора 14, 15 20 значения разрядов 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 унитарного двоичного кода второго операнда(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6,где 0, 1, 2, 3, 4, 5, 60, 1 и 0, 1, 2, 3, 4, 5, 60, 1 . При этом 1 и 1 тогда и только тогда, когда А( 7) и( 7), где 0, 1, 2 6. На выходах сумматора 21, 2227 формируется унитарный двоичный код результата выполнения операции сложения( 7), где(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) и 0, 1, 2,3, 4, 5, 60, 1 . Здесь 1 тогда и только тогда, когда( 7) и 0, 1, 2 6. Логические функции 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, реализуемые на выходах сумматора унитарных кодов по модулю семь, представлены посредством таблицы истинности (таблица). входы выходы Унитарный двоичный код Унитарный двоичный код вто- Унитарный двоичный код первого операнда рого операнда результата сложения(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)(1, 2, 3, 4, 5, 6) а 0 а 1 а 2 3 4 а 5 6 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 - 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 5 16837 1 2013.02.28 Продолжение таблицы входы выходы Унитарный двоичный код Унитарный двоичный код вто- Унитарный двоичный код первого операнда рого операнда результата сложения(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)(1, 2, 3, 4, 5, 6) а 0 а 1 а 2 3 4 а 5 6 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 - 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 Логическая схема сумматора (фигура) синтезирована на основе применения следующих аналитических представлений функций 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 1, если 3 021242 53 63 0312 2352 612 Основным достоинством заявляемого сумматора унитарных кодов по модулю семь является высокое быстродействие, определяемое глубиной схемы и равное , где- задержка на логический элемент (быстродействие сумматора-прототипа составляет 2). Кроме того, заявляемый сумматор имеет 20 внешних выводов (13 входов и 7 выходов), а сумматор-прототип - 21 вывод (14 входов и 7 выходов). Источники информации 1. 3704, МПК 06 7/49, 2000. 2. Заявка на патент РБ 20101282, МПК 06 7/00, 7/38, 2011 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7