RU2023288C1 - Combination adder of structural codes - Google Patents
Combination adder of structural codes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2023288C1 RU2023288C1 SU5018600A RU2023288C1 RU 2023288 C1 RU2023288 C1 RU 2023288C1 SU 5018600 A SU5018600 A SU 5018600A RU 2023288 C1 RU2023288 C1 RU 2023288C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- category
- output
- discharge
- elements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для параллельного суммирования многоразрядных двоичных чисел. The invention relates to automation and computer technology and can be used for parallel summation of multi-bit binary numbers.
Известно устройство для сложения чисел, представленных в двоичной избыточной системе счисления, содержащее последовательно соединенные логические узлы и трехвходовые одноразрядные двоичные сумматоры (1). Недостаток данного устройства - низкое быстродействие. A device for adding numbers represented in a binary redundant number system containing a series-connected logical nodes and three-input single-digit binary adders (1) is known. The disadvantage of this device is its low performance.
Наиболее близким к изобретению является комбинационный сумматор (2), содержащий в каждом разряде трехвходовой одноразрядный двоичный сумматор, четыре элемента И, пять элементов ИЛИ, причем входные шины первого и второго операндов каждого i-го разряда (i = (i = , где n - разрядность операндов) подключены, соответственно, к первому и второму входам первого элемента ИЛИ и первого элемента И i-го разряда, выход первого элемента И данного разряда соединен с первым входом второго элемента ИЛИ i-го разряда, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И i-го разряда, первый вход которого соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ, третьего элемента И, пятого элемента ИЛИ данного разряда и выходом переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора (i+1)-го разряда, второй вход второго элемента И i-го разряда соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ i-го разряда и выходом переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора (i-2)-го разряда, выход третьего элемента ИЛИ i-го разряда подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ данного разряда, выходы первого и четвертого элементов ИЛИ i-го разряда соединены соответственно с первым и вторым информационными входами трехвходового одноразрядного двоичного сумматора данного разряда, вход переноса которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ i-го разряда, третий вход которого подключен к выходу третьего элемента И i-го разряда, второй вход которого соединен со вторым входом пятого элемента ИЛИ i-го разряда и выходом переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора (i-3)-го разряда, третий вход пятого элемента ИЛИ i-го разряда соединен с выходом переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора (i-5)-го разряда и третьим входом третьего элемента И данного разряда, четвертый вход которого соединен с входом разрешения суммирования в минимальной и оптимальной системах счисления и первым входом четвертого элемента И i-го разряда, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ i-го разряда, а выход - со вторым входом четвертого элемента ИЛИ данного разряда, третий вход второго элемента И i-го разряда соединен со входом разрешения суммирования в "Фибоначчиевой" системе счисления.Closest to the invention is a combinational adder (2) containing in each category a three-input single-bit binary adder, four AND elements, five OR elements, the input buses of the first and second operands of each i-th digit (i = (i = , where n is the length of the operands) are connected, respectively, to the first and second inputs of the first OR element and the first AND element of the i-th category, the output of the first AND element of this discharge is connected to the first input of the second OR element of the i-th category, the second input of which is connected with the output of the second AND element of the i-th category, the first input of which is connected to the first inputs of the third OR element, the third AND element, the fifth OR element of this category and the transfer output of the three-input single-bit binary adder of the (i + 1) -th discharge, the second input is second the AND element of the i-th discharge is connected to the second input of the third OR element of the i-th discharge and the transfer output of the three-input single-bit binary adder of the (i-2) th discharge, the output of the third OR element of the i-th discharge is connected to the first input of the fourth OR element of this discharge , the outputs of the first and fourth OR elements of the i-th category are connected respectively to the first and second information inputs of a three-input single-bit binary adder of this category, the transfer input of which is connected to the output of the second OR element of the i-th category, the third input of which is connected to the output of the third AND element of the i-th category, the second input of which is connected to the second input of the fifth OR element of the i-th category and the transfer output of the three-input single-bit binary adder (i-3) -th category, the third input of the fifth element OR i -th category is connected to the transfer output of a three-input single-bit binary adder of the (i-5) -th category and the third input of the third element AND of this category, the fourth input of which is connected to the input of the summation resolution in the minimum and optimal number systems and the first input of the fourth element AND of the i-th category, the second input of which is connected to the output of the fifth element OR of the i-th category, and the output - with the second input of the fourth element OR of this category, the third input of the second element AND of the i-th category is connected to the permission input summation in the "Fibonacci" number system.
Недостаток этого устройства - низкое быстродействие. The disadvantage of this device is its low performance.
Цель изобретения - повышение быстродействия сумматора за счет способности суммировать одновременно три числа, представленных в двоичной избыточной минимальной системе счисления. The purpose of the invention is to increase the speed of the adder due to the ability to summarize simultaneously three numbers represented in a binary redundant minimum number system.
Любое натуральное число А в двоичной минимальной системе счисления представляется в виде многочлена
A =(i) ,, где αi ∈ {0,1}
Ψ(i) = ,1
Значение Ψ(n+2) определяет мощность минимального n-разрядного кода.Any natural number A in the binary minimal number system is represented as a polynomial
A = (i) ,, where α i ∈ {0,1}
Ψ (i) = ,1
The value Ψ (n + 2) determines the power of the minimum n-bit code.
Минимальная система счисления предполагает наличие не менее четырех нулей после каждой единицы. The minimum number system assumes the presence of at least four zeros after each unit.
Метод сложения основан на выражениях, вытекающих из рекуррентного соотношения
+((-
Следовательно, правило сложения имеет вид
0 + 0 + 0 = 0
0 + 0 + 1 = 1
0 + 1 + 0 = 1
1 + 0 + 0 = 1
0 + 1 + 1 = 100001 при 3 ≅ i≅ 5
0 + 1 + 1 = 10000001 при i > 5
1 + 1 + 1 = 101001 при 3 ≅ i≅ 5
1 + 1 + 1 = 10100001 при i > 5
Анализ выражения позволяет предположить, что операция сложения будет протекать с появлением в ряде случаев промежуточных сумм. Это обусловлено приходом сигналов переноса в разряды, в которых есть единица. Однако, учитывая, что минимальная форма представления числе предполагает наличие не менее чем четырех нулей после каждой единицы, видно, что при наличии единицы в двух или трех слагаемых данного разряда возможен приход сигнала переноса только из (i+5)-го разряда, при одном слагаемом - из (i+5)-го и (i-2)-го разрядов.The addition method is based on expressions arising from the recurrence relation
+ ( ( -
Therefore, the addition rule has the form
0 + 0 + 0 = 0
0 + 0 + 1 = 1
0 + 1 + 0 = 1
1 + 0 + 0 = 1
0 + 1 + 1 = 100001 at 3 ≅ i≅ 5
0 + 1 + 1 = 10000001 for i> 5
1 + 1 + 1 = 101001 at 3 ≅ i≅ 5
1 + 1 + 1 = 10100001 for i> 5
An analysis of the expression suggests that the addition operation will proceed with the appearance in some cases of intermediate sums. This is due to the arrival of transfer signals in the discharges in which there is a unit. However, taking into account that the minimal form of representing a number implies the presence of at least four zeros after each unit, it is clear that if there is a unit in two or three terms of this category, the transfer signal can only come from the (i + 5) -th category, for one term - from the (i + 5) th and (i-2) th digits.
Такой анализ показывает, что в сложении участвуют не более четырех сигналов. При этом правило сложения принимает следующий вид:
1 + 1 + 1 + 1 = 1 0 1 0 11 0 1
Перенос в (i-2)-ой разряд осуществляется беспрепятственно, при переносе в (i-3)-й разряд в него же может прийти сигнал переноса из (j+2)-го разряда (j = i-5).Such an analysis shows that no more than four signals participate in the addition. In this case, the addition rule takes the following form:
1 + 1 + 1 + 1 = 1 0 1 0 11 0 1
Transfer to the (i-2) -th discharge is carried out without hindrance, when transferring to the (i-3) -th discharge, a transfer signal from the (j + 2) -th discharge (j = i-5) can come into it.
В таблице представлены значения сигналов, поясняющие работу i-го одноразрядного сумматора
При составлении таблицы полагалось, что на входы трехвходового одноразрядного двоичного сумматора подаются сигналы суммируемых слагаемых в данном разряде а; b; c;
В таблице обозначено : S - сигнал суммы трехвходового одноразрядного двоичного сумматора, P - сигнал переноса трехвходового одноразрядного двоичного сумматора, Рi-2,i, Pi+5,i, Pi+2,i, Pi+3,i - сигналы переноса в i-й разряд сумматора соответственно из (i-2)-го, (i+5)-го, (i+2)-го, (i+3)-го разрядов, Si - сигнал суммы одноразрядного сумматора, Pi,i+2, Pi,i-5, Pi,i-2, Pi,i-3 - сигналы переноса из i-го разряда сумматора соответственно в (i+2)-й, (i-5)-й, (i-2)-й, (i-3)-й разряды.The table shows the signal values explaining the operation of the i-th single-bit adder
When compiling the table, it was assumed that the inputs of the three-input single-digit binary adder are fed signals of summable terms in this category a; b; c;
The table indicates: S is the signal of the sum of a three-input single-digit binary adder, P is the signal of the transfer of a three-input single-digit binary adder, Р i-2, i , Pi + 5, i , Pi + 2, i , Pi + 3, i - transfer signals to the i-th digit of the adder, respectively, from the (i-2) th, (i + 5) th, (i + 2) th, (i + 3) th digits, S i is the signal of the sum of a single-bit adder , Pi , i + 2 , Pi , i-5 , Pi , i-2 , Pi , i-3 are the transfer signals from the i-th digit of the adder, respectively, to the (i + 2) -th, (i- 5) th, (i-2) th, (i-3) th digits.
На основе данной логики строится комбинационный сумматор для трех слагаемых. Based on this logic, a combinational adder is constructed for three terms.
Рассмотрим пример сложения чисел A, B и C. Consider the example of adding the numbers A, B, and C.
B и C A = B = 00001000010000100001000
С = 00100000010000000100000
Для сложения чисел A, B и C и минимизации кода суммы потребовалось 11 тактов.B and CA = B = 00001000010000100001000
C = 00100000010000000100000
To add the numbers A, B, and C and minimize the sum code, 11 measures were required.
Сущность изобретения состоит в реализации выражений (2), (3) в соответствии с таблицей. The invention consists in the implementation of expressions (2), (3) in accordance with the table.
На фиг. 1 приведена структурная схема комбинационного сумматора для трех слагаемых; на фиг. 2 - функциональная схема p-го разряда сумматора (p = 1,3,5-n); на фиг. 3 - функциональная схема q-го разряда сумматора (q = 2,4). In FIG. 1 shows a block diagram of a combinational adder for three terms; in FIG. 2 is a functional diagram of the pth discharge of the adder (p = 1,3,5-n); in FIG. 3 is a functional diagram of the qth discharge of the adder (q = 2.4).
Комбинационный сумматор для трех слагаемых содержит n (где n - разрядность операндов) разрядов 1, имеющих выходы 2, 3 переносов, входные шины первого 4, второго 5 и третьего 6 слагаемых, шину суммы 7. The combinational adder for three terms contains n (where n is the length of the operands) of
Каждый p-n разряд 1, имеющий входы 8-11 переносов, содержит трехвходовый одноразрядный двоичный сумматор 12 с выходами 13, 14 суммы и переноса, мажоритарный элемент 15, четыре элемента или 16-19, четыре элемента И 20-23, два элемента ИМПЛИКАЦИЯ 24, 25, элемент ЗАПРЕТ 26. Each
Каждый q-й разряд содержит, кроме того, элемент ИЛИ 27 и входы 28, 29, 30 переносов. Each qth discharge contains, in addition, an
Разряд 1 предназначен для суммирования разрядов слагаемых и сигналов переноса, поступающих в данный разряд и выдачи значения суммы данного разряда на выходную шину 7 и сигналов переноса из данного разряда в соседние.
Элемент ИЛИ 27 предназначен для формирования сигнала переноса соответственно из пятого, шестого и седьмого разрядов во второй и из восьмого и девятого разрядов в четвертый. The
Трехвходовый одноразрядный двоичный сумматор 12 предназначен для суммирования разрядов слагаемых и выдачи значений для дальнейшего суммирования с сигналами переноса. Three-input single-bit
Элементы ИЛИ 16, ИЛИ 17 предназначены для выдачи сигнала о наличии переноса в данный разряд. Elements OR 16, OR 17 are designed to give a signal of the presence of transfer to this category.
Мажоритарный элемент 15 предназначен для выдачи сигнала при наличии двух сигналов переноса в данный разряд. The
Элементы ИМПЛИКАЦИЯ 24, 25, ЗАПРЕТ 26, элементы И 21, И 22 и элемент ИЛИ 18 предназначены для суммирования сигналов, поступающих с трехвходового одноразрядного двоичного сумматора 14 и сигналов переноса в данный разряд и выдачи значения суммы данного разряда на шину суммы Г. The
Элементы И 20 и ИЛИ 19 предназначены для формирования сигналов переноса из данного разряда в (i+2)-ой и (i-5)-й разряды. Elements AND 20 and OR 19 are intended for generating transfer signals from a given discharge to the (i + 2) th and (i-5) th digits.
Элемент И 23 предназначен для формирования сигналов переноса из данного разряда в (i-2)-й и (i-3)-й разряды. Element I 23 is intended for generating transfer signals from a given discharge to the (i-2) th and (i-3) th digits.
Устройство работает следующим образом:
Сигналы разрядов слагаемых поступают на входы трехвходового одноразрядного двоичного сумматора 12. В зависимости от значений разрядов формируются сигналы для дальнейшего суммирования с сигналами переноса или выдачи сигнала через элементы ИМПЛИКАЦИЯ 24, И 21, 22, ИЛИ 18 на шину суммы 7.The device operates as follows:
Signals of the bits of the terms are fed to the inputs of a three-input single-bit
При наличии в данном разряде "1" в одном из слагаемых на выходе 13 трехвходового одноразрядного двоичного сумматора 12 формируется единичный сигнал, поступающий на входы элемента И 20 и элемента И 22, на второй вход которого поступает сигнал с элемента ИМПЛИКАЦИЯ 24, свидетельствующий об отсутствии сигналов переноса в данный разряд. С выхода элемента И 22 сигнал через элемент ИЛИ 18 проходит на шину суммы 7. Если сигнал переноса в данный разряд есть, он через элемент ИЛИ 17 и ЗАПРЕТ 26 поступает на инверсный вход элемента ИМПЛИКАЦИЯ 25 и запирает его - сигнал суммы данного разряда не формируется. Одновременно сигнал переноса в данный разряд через элементы И 20 и ИЛИ 19 проходит на выход переноса 13 в (i+2)-ой и (i-5)-й разряды. При помощи "1" в одном из слагаемых и двух сигналов переноса в данный разряд элемент ЗАПРЕТ 26 запирается, открывается элемент ИМПЛИКАЦИЯ 25, формируется сигнал суммы данного разряда и сигнал переноса в (i+2)-ой и (i-5)-й разряды. If there is “1” in this category, a single signal is generated in one of the terms at the
При наличии "1" в двух слагаемых в данном разряде сигнал с выхода 14 трехвходового одноразрядного двоичного сумматора 12 через элемент ИЛИ 19 проходит на выход переноса 3 в (i+2)-й и (i-5)-й разряды. If there is “1” in the two terms in this category, the signal from the
При одном сигнале переноса в данный разряд он через элементы ИЛИ 17 и ЗАПРЕТ 26 проходит на вход элемента И 21, на втором входе которого "1" с выхода элемента ИМПЛИКАЦИЯ 24. With one transfer signal to a given discharge, it passes through the elements OR 17 and PROHIBIT 26 to the input of the element And 21, at the second input of which "1" from the output of the
При двух сигналах переноса в данный разряд они через мажоритарный элемент и элемент ИЛИ 19 поступают на выход переноса 3 в (i+2)-й, (i-5)-й разряды. With two transfer signals to this category, they are transferred through the majority element and
Наличие "1" в трех слагаемых приводит к формированию сигнала суммы данного разряда и сигналов переноса в (i+2)-ой, (i-5)-й разряды. Приход в это время в данный разряд сигнала переноса из (i+5)-го разряда вызывает формирование в элементе И 23 сигналов переноса в (i-2)-й и (i-3)-й разряды с выхода переноса 2. The presence of “1” in three terms leads to the formation of a signal of the sum of this discharge and transfer signals in the (i + 2) -th, (i-5) -th bits. The arrival at this time at a given bit of the transfer signal from the (i + 5) th discharge causes the formation of 23 transfer signals in the (i-2) th and (i-3) th bits from the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018600 RU2023288C1 (en) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Combination adder of structural codes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018600 RU2023288C1 (en) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Combination adder of structural codes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2023288C1 true RU2023288C1 (en) | 1994-11-15 |
Family
ID=21592587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5018600 RU2023288C1 (en) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Combination adder of structural codes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2023288C1 (en) |
-
1991
- 1991-07-01 RU SU5018600 patent/RU2023288C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1310808, кл. G 06F 7/49, опублик.1987. * |
Авторское свидетельство СССР N 1442988, кл. G 06F 7/49, опублик.1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4507746A (en) | Programmable matched filter for binary phase-coded signals | |
KR19980064395A (en) | Operation method of arithmetic unit, storage medium and arithmetic unit | |
US5122982A (en) | Carry generation method and apparatus | |
US3938087A (en) | High speed binary comparator | |
RU2023288C1 (en) | Combination adder of structural codes | |
Awwal et al. | fast carry free adder design using QSD number system | |
KR970002596A (en) | Carry-Up Adder Using Clock Phase | |
WO1991000568A1 (en) | Conditional-sum carry structure compiler | |
RU2030783C1 (en) | Device for determination of number of units in binary eight-digit code | |
SU1667052A1 (en) | Combination adder of fibonacci codes | |
RU2022337C1 (en) | Parallel sign-digit code/additional binary code converter | |
SU991409A1 (en) | Device for determination of number of ones in a binary number | |
SU1310808A1 (en) | Combined adder | |
SU1667059A2 (en) | Device for multiplying two numbers | |
SU752329A1 (en) | Number comparing device | |
RU2251144C1 (en) | Device for multiplication of numbers in "1 of 4" code | |
KR970005599B1 (en) | A circuit for getting digital correlation values | |
RU2006912C1 (en) | Comparison device | |
RU2020556C1 (en) | Device for forming overflow signal | |
RU2251143C1 (en) | Method for adding numbers in "1 of 4" code and adder for this code | |
SU1244662A1 (en) | Device for multiplying binary numbers | |
RU2037268C1 (en) | Binary-coded-decimal-code-8-4-2-1-to-code-5-4-2-1 converter | |
SU1442988A1 (en) | Combination adder | |
SU645151A1 (en) | Binary-decimal-to-binary code converter | |
RU2190928C2 (en) | Code configuration converter |