DE1449528C - Circuit arrangement for generating a Ubetttagsetgebmsses in a. Parallel adder - Google Patents

Circuit arrangement for generating a Ubetttagsetgebmsses in a. Parallel adder

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DE1449528C
DE1449528C DE1449528C DE 1449528 C DE1449528 C DE 1449528C DE 1449528 C DE1449528 C DE 1449528C
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German (de)
Inventor
Eugene Thomas Phila delphia Pa Walendziewicz (V St A)
Original Assignee
Burroughs Corp , Detroit, Mich (V St A)
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Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung _ Der Hauptnachteil dieser bekannten Schaltungs-The invention relates to a circuit arrangement _ The main disadvantage of this known circuit

zur parallelen Erzeugung eines aus mehreren Bits (C<) anordnung liegt darin, daß man zu ihrem Aufbau viel bestehenden Übertragungsergebnisses (C) nach der zu viele Bauelemente benötigt. Aus den Gleichungenfor the parallel generation of one from several bits (C <) arrangement is that one has to deal with their structure existing transfer result (C) according to which too many components are required. From the equations

Funktion (10 bis 36) der erwähnten Veröffentlichung geht hervor,Function (10 to 36) of the mentioned publication shows

5 daß die Anzahl der UND- und ODER-Glieder sehr5 that the number of AND and OR gates is very high

C1 = K0 · R1 · R2 ... Aj-! 8r°ß wird, wenn die Anzahl der Ausdrücke wächst.C 1 = K 0 · R 1 · R 2 ... Aj-! 8 becomes r ° ß as the number of expressions increases.

Man muß ζ. Β. sieben logische Produkte einer ODER-You have to ζ. Β. seven logical products of an OR

+ K1 · R2 · R3 ... Ri-x + . ·. + Kt-X Operation unterziehen, um das Ergebnis W3 zu erzeugen. + K 1 * R 2 * R 3 ... Ri-x +. ·. + Kt-X Operate to produce the result W 3 .

bei einem Paralleladdierer, wobei Rt das Ergebnis der io Bei einer anderen bekannten Schaltungsanordnung Exklusiv-ODER-Verknüpfung derjenigen Operanden- der obenerwähnten Art (Arithmetic Operation in bits (Au Bi) ist" für die das Übertragsbit d erzeugt Digital Computers, R. K. Richards, Ph.D., wird, Kt das Ergebnis der UND-Verknüpfung des D. van Nostrand Company, Inc., 1955, S. 113 und Augendenbits At und des Addendenbits Bt und K0 ein 114) wird die Zahl für den gleichzeitigen Übertrag Bit ist, das dem Addierer von der nächstniedrigen 15 eines bestimmten Ausdrucks der Halbsummen er-Paralleladdierstufe zugeführt wird, und wobei das zeugt, indem man die Übertragszahl aus vorher-Zeichen »+« die inklusive ODER-Funktion und das gehenden Stufen an UND-Glieder legt, und zwar zuZeichen »·« die UND-Verknüpfung bedeuten. sammen mit den Halbsummen, so daß das UND-in a parallel adder, where Rt is the result of the io. In another known circuit arrangement, exclusive-OR operation of those operands of the above-mentioned type (arithmetic operation in bits (Au Bi) is "for which the carry bit d is generated by Digital Computers, RK Richards, Ph .D., Will, Kt is the result of the AND operation of the D. van Nostrand Company, Inc., 1955, p. 113 and the end bits At and the addend bits Bt and K 0 a 114) will be the number for the simultaneous carry bit , which is fed to the adder from the next lower 15 of a certain expression of the half-sum he parallel adder stage, and where this testifies by attaching the carry number from the previous sign "+" the inclusive OR function and the going stages to AND elements, and to be precise with the sign »·« mean the AND connection. together with the half-sums, so that the AND-

Der Betrieb datenverarbeitender Anlagen hängt ab Glied jedesmal dann eine binäre Eins erzeugt, wenn von der Durchführung einer Vielzahl logischer Ope- ao ein Übertrag bei einem Bit auftritt, das von dem berationen. Die Erfordernisse für derartige Anlagen trachteten Ausdruck durch lauter binäre Einsen gelegen allgemein besondere Betonung auf große Zuver- trennt ist.The operation of data processing systems depends on the link every time a binary one is generated from the execution of a large number of logical operations, a carry occurs on a bit that is determined by the berations. The requirements for such systems sought expression by means of nothing but binary ones in general, special emphasis on large zuverdistrennt is.

lässigkeit, geringe Größe und Gewicht und geringe Der Nachteil dieser bekannten SchaltungsanordnungThe disadvantage of this known circuit arrangement

Leistungsaufnahme bei gleichzeitiger großer Verarbei- liegt darin, daß das Ubertragssignal jedes vorher-Power consumption with simultaneous large processing lies in the fact that the transmission signal

tungsgeschwindigkeit. as gehenden Ausdrucks erzeugt werden muß, ehe dieprocessing speed. The going expression must be generated before the

Vom Standpunkt der Zuverlässigkeit stehen magne- Zahl für den gleichzeitigen Übertrag für einen Austische Bauelemente in dem Ruf, bedeutende Vorteile druck erhalten werden kann. Der Übertrag aus dem gegenüber anderen elektronischen Bauelementen zu einen Ausdruck wird zur Halbsumme des nächsten haben. Tatsächlich haben sich magnetische Bau- Ausdrucks addiert und gleichzeitig an die UND-elemente als durchweg zuverlässiger als Halbleiter- 30 Glieder des nächsten Ausdrucks gelegt, so daß ein elemente erwiesen und haben Ausfallziffern, die Übertrag erzeugt wird, wenn dies erforderlich ist. wesentlich niedriger als die von Halbleiterelementen Obwohl dieses System schneller arbeitet als die Serienliegen. Gewichtige Nachteile, die bisher mit der Ver- addition, ist es verhältnismäßig langsam. Die bekannte Wendung magnetischer Bauelemente in Rechnern ver- Schaltungsanordnung benötigt außerdem eine verbunden waren, waren die, daß derartige Systeme 35 hältnismäßig sehr große Anzahl von Schaltkreisen, sämtlich geringe Rechengeschwindigkeit und verhält- Ein weiterer Nachteil ist der, daß die bekannte Schalnismäßig hohe Leistungsaufnahme besaßen. tungsanordnung nicht mit magnetischen Bauelementen ■ Es ist bekannt, daß die Addition die in Rechnern realisiert werden kann. Magnetische Bauelemente am häufigsten vorkommende Rechenoperation und müssen taktweise betrieben werden, weil sie vom Eindie Grundlage für die anderen Rechenoperationen, 4° steilen und Rückstellen durch Taktimpulse abhängig also Subtraktion, Multiplikation und Division, dar- sind. Man muß mit ihnen also synchron arbeiten. Die stellt. Die Geschwindigkeit des Additionsvorgangs, bekannte Schaltungsanordnung schickt dagegen die welche unmittelbar die für die anderen Operationen Übertragssignale mit großer Geschwindigkeit von einer erforderliche Zeit beeinflußt, wird allgemein durch die Einheit zur anderen. Die Weitergabe hängt nicht von Zeit begrenzt, welche die erzeugten »Überträge« be- 45 Taktzeiten ab (asynchrones Verfahren),
nötigen, um die Addierstufen zu durchlaufen. In Zur Realisierung sind dabei jedoch Dioden und Magnetkernsystemen ist die Übertragsgeschwindigkeit Transistorenschaltungen erforderlich. Magnetische jeder bestimmten Operatiqn durch Taktgeberimpulse Bauelemente sind, wie schon erwähnt wurde, wesentsynchronisiert. lieh zuverlässiger und billiger als Transistoren und
From the standpoint of reliability, magne- number stands for simultaneous carry for an electronic component in the reputation of being able to obtain significant advantages pressure. The carryover from that to other electronic components to one printout will have to half the sum of the next. In fact, magnetic construction terms have added up and at the same time placed on the AND elements as consistently more reliable than semiconductor elements of the next term, so one element has proven to have dropout digits which carry over if required. considerably lower than that of semiconductor elements. Although this system works faster than the series beds. Serious disadvantages, the one so far with the addition, it is relatively slow. The well-known turn of magnetic components in computers. Circuit arrangement also required one were connected, were that such systems 35 relatively very large number of circuits, all low computing speed and behaves. Another disadvantage is that the known circuitry had high power consumption. processing arrangement not with magnetic components ■ It is known that the addition can be implemented in computers. Magnetic components are the most frequently occurring arithmetic operations and must be operated in cycles, because they are the basis for the other arithmetic operations, 4 ° steep and reset by clock pulses, i.e. subtraction, multiplication and division, depending on the one. So you have to work synchronously with them. The represents. On the other hand, the speed of the addition process, known circuit arrangement sends that which directly influences the carry signals for the other operations at high speed from a time required, is generally passed through the unit to the other. The transfer is not limited by the time that the generated »transfers« take 45 cycle times (asynchronous process),
necessary to go through the adding stages. In order to realize this, however, diodes and magnetic core systems are required for the transmission speed of transistor circuits. Magnetic components of each specific operation by means of clock pulses are, as already mentioned, essentially synchronized. borrowed more reliable and cheaper than transistors and

Bekannt sind binäre Paralleladdierer, die eine Zahl 50 Dioden.Binary parallel adders that have a number 50 diodes are known.

für den gleichzeitigen Übertrag erzeugen und diese Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be-generate for the simultaneous carry and this The object underlying the invention is

Zahl zur Halbsumme des Augenden und Addenden steht darin, bei einem Paralleladdierer der obenge-The number for the half-sum of the end of the eye and the addend is in it, in the case of a parallel adder, the above

hinzuaddieren. Hierbei wird jedoch die Zahl für den nannten Art den gleichzeitigen Übertrag mit einemadd. Here, however, the number for the type mentioned is the simultaneous carryover with a

gleichzeitigen Übertrag anders als beim Erfindungs- Minimum an Bauelementen derart zu erzeugen, daßto generate simultaneous transfer different from the invention minimum of components in such a way that

gegenstand erzeugt. 55 auch eine leichte Realisierung der Übertragsberech-object generated. 55 also an easy implementation of the carry-over calculation

Eine bekannte Schaltungsanordnung dieser Art ist · nung mit Magnetkernen möglich ist.A known circuit arrangement of this type is possible with magnetic cores.

veröffentlicht in »Digital Computer Design Fundamen- Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch ge-published in »Digital Computer Design Fundamen- This task is, according to the invention,

tals«, S. 390 und 391 von Yaohan C h u, McGraw- löst, daß eine erste Anzahl UND-Glieder vorgesehentals ”, pp. 390 and 391 by Yaohan C h u, McGraw-solves that a first number of AND gates is provided

Hill Book Company, Inc., 1962. Aus den Gleichungen ist, von denen jedes an seinen Eingangsklemmen einHill Book Company, Inc., 1962. From the equations, each is attached to its input terminals

(10 bis 36) auf S. 390 dieser Veröffentlichung geht 60 Bit des Addenden und ein Bit des Augenden empfängt,(10 to 36) on p. 390 of this publication, 60 bits go to the addend and one bit to the augend receives,

hervor, daß die Zahl für den gleichzeitigen Übertrag daß die Ausgangsklemmen der parallelen Exklusiv»shows that the number for the simultaneous carry that the output terminals of the parallel exclusive »

aus den Ausdrücken X und Y des Addenden und des ODER-Glieder des Paralleladdierers und der UND-from the expressions X and Y of the addend and the OR element of the parallel adder and the AND

Augenden erzeugt werden kann. Wie jedoch der Glieder mit einer zweiten Anzahl UND-Glieder ver- Eye ends can be generated. However, as the limbs with a second number AND gates comparable

S. 391 der Veröffentlichung zu entnehmen ist, werden · bunden sind, wobei je eines dieser letzteren UND-P. 391 of the publication, are bound, with one of these latter AND

die Funktionen für die Zahl für den gleichzeitigen 65 Glieder für jeden Ausdruck der Gleichungthe functions for the number for the simultaneous 65 terms for each term of the equation

Übertrag viel zu lang, um verwendet werden zu kön- _ y p _ 'Carry too long to be used - _ yp _ '

nen, wenn die Anzahl der Bits in dem praktischen c< - A0 · K1 · «a ... Ki-l nen if the number of bits in the practical c <- A 0 · K 1 · « a ... K i - 1

Bereich von 20 bis 60 Bits liegt. + Kx · R, · Rt ... Ri-t +..'.+ ΑΊ-ιRange from 20 to 60 bits. + K x · R, · R t ... Ri- t + .. '. + ΑΊ-ι

vorgesehen und mit seinen Eingangsklemmen mit dem Auieang derjenigen Stufen des Paralleladdierers und mit dem Ausgang derjenigen UND-Glieder verbunden ist deren entsprechende Bits in dem betreffenden Ausdruck enthalten sind, und daß die Ausgänge jedes der zweiten Anzahl UND-Glieder für jede Gleichung mit den Eineanasklemmen eines Inklusiv-ODER-Gliedes verbunden sind, wobei jedes dieser Inklusiv-ODER-Gücder an seiner Ausgangsklemme das entsprechende Bit des Übertragsergebnisses für den Paralleladdierer liefert.provided and with its input terminals with the Except for those stages of the parallel adder and connected to the output of those AND gates is their corresponding bits in the expression concerned are included, and that the outputs of each of the second number of AND gates for each equation with the clamps of an inclusive-OR gate are connected, each of these inclusive-OR values the corresponding bit of the carry result for the parallel adder at its output terminal supplies.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments of the invention are characterized in the subclaims.

Bei dieser Schaltungsanordnung sind weniger Bauelemente erforderlich als bei einer Schaltungsanordnung, die versucht, die Zahl für den gleichzeitigen Übertrag unmittelbar aus den Bits des Augenden und des Addenden zu bilden, ohne zunächst das logische Produkt zu bilden.In this circuit arrangement, fewer components are required than in a circuit arrangement that tries to determine the number for the simultaneous Carry out directly from the bits of the auger and the addend, without first creating the logical one Form product.

Durch die in Anspruch 2 gekennzeichnete Schaltungsanordnung erhält man eine Matrix für die Bildung der Zahl für den gleichzeitigen Übertrag mittels einer UND-Verknüpfung und einer Inklusiv-ODER-Verknüpfung. Diese Matrix verwendet Magnetelemente und insbesondere Magnetkerne auf besonders günstige Weise, um mit weniger Bauelementen zu dem Ergebnis zu gelangen.The circuit arrangement characterized in claim 2 provides a matrix for the formation the number for the simultaneous transfer by means of an AND link and an inclusive OR link. This matrix uses magnetic elements and in particular magnetic cores in a particularly favorable manner Way to get the result with fewer components.

Wesentlich für die in Anspruch 3 gekennzeichnete Weiterbildung ist, daß ein Register für einen doppelten Zweck verwendet wird, nämlich erstens als Pufferregister zur Speicherung der Halbsummen für deren Verwendung bei der Bildung der Zahl für den gleichzeitigen Übertrag und zweitens zur Durchführung der inklusiven ODER-Verknüpfung, die zur Erzielung der Zahl für den gleichzeitigen Übertrag erforderlich ist. Die doppelte Verwendung dieses Registers verringert wiederum die Anzahl der zur Ermittlung der Zahl für den gleichzeitigen Übertrag erforderlichen Bauelemente.It is essential for the development characterized in claim 3 that a register for a double Purpose is used, namely first as a buffer register to store the half sums for their Use in the formation of the number for the simultaneous carryover and secondly to carry out the inclusive OR link, which is used to achieve the Number is required for simultaneous carryover. The double use of this register reduces again the number of components required to determine the number for simultaneous carry.

Bei der in Anspruch 4 gekennzeichneten Weiterbildung sind einige weitere Register angegeben, die in der Schaltungsanordnung Verwendung finden können, um die zur Bildung der Zahl für den gleichzeitigen übertrag erforderliche Zeit zu verkürzen.In the further development characterized in claim 4, some further registers are given, which are shown in the circuit arrangement can be used to form the number for the simultaneous shorten transfer time required.

Durch die in Anspruch 5 gekennzeichnete Weiterbildung ist es mit einfachen Mitteln möglich, in der Matrix eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung zu erzielen. Die Ausgangsinformation wird über den Abfrageleiter einem bipolaren Verstärker zugeleitet.The characterized in claim 5, it is possible with simple means in which Matrix to achieve an exclusive-OR link. The output information is via the inquiry ladder fed to a bipolar amplifier.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are given below explained in more detail with reference to the drawings.

F i g. 1 stellt einen magnetischen Kern und die zugehörigen Steuerleitungen als Grundeinheit dar, wie sie in den Ausführungsbeispielen Verwendung findet; F i g. 1 shows a magnetic core and the associated control lines as a basic unit, as it is used in the exemplary embodiments;

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eines parallel binären Additionsprozesses, welcher als Methode I bezeichnet wird;F i g. Fig. 2 is a schematic representation of a parallel binary addition process known as Method I is designated;

Fig. 3 stellt in Blockform den Aufbau einer in Übereinstimmung mit Methode I zusammengesetzten arithmetischen Einheit dar;Fig. 3 shows in block form the structure of an in Consistency with method I composite arithmetic unit;

F i g. 4 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm für die in den F i g. 2.und 3 dargestellte Methode;F i g. 4 is a schematic circuit diagram for g in the F i. Method 2 and 3 shown;

F i g. 5 zeigt die Addition zweier binärer Zahlen nach Methode I;F i g. 5 shows the addition of two binary numbers according to method I;

Fig. 6 ist eine Darstellung des Multiplikationsprozesses in Diagrammform gemäß Methode I; 6 is a graphical illustration of the multiplication process in accordance with Method I;

F i g. 7 zeigt einen anderen Aufbau der Bauteile für eine arithmetische Einheit nach Methode H;F i g. Fig. 7 shows another structure of the components for a method H arithmetic unit;

F i g. 8 stellt den Additionsvorgang der Methode II dar; ·F i g. 8 illustrates the addition process of Method II; ·

F i g. 9 zeigt die Multiplikation gemäß Methode II; Fig. 10 verdeutlicht eine dritte Variation des Aufbauseiner arithmetischen Einheit nach Methode III;F i g. 9 shows the multiplication according to method II; Fig. 10 illustrates a third variation of the Structure of an arithmetic unit according to method III;

Fig. 11 stellt ein Diagramm des Additionsvorganges gemäß Methode III dar; Fig. 11 is a diagram of the addition process according to Method III;

Fig. 12 zeigt die binäre Multiplikation mittels der der Methode III entsprechenden Variation der ίο magnetischen Logiktechnik.Fig. 12 shows the binary multiplication by means of the method III corresponding variation of the ίο magnetic logic technology.

Das in F i g. 1 dargestellte grundlegende magnetische Bauelement zeigt die Form eines Kreiszylinders. Der magnetische Kern der F i g. 1 und alle im folgenden erwähnten Kerne sollen eine im wesentlichen rechteckige Hysteresenschleifen-Charakteristik aufweisen. Kerne mit diesen Eigenschaften können sehr schnell von einem von zwei möglichen Magnetisierungszuständen in den anderen geschaltet werden durch eine Magnetisierungskraft, welche durch zugehörige elektrische Windungen ausgeübt wird. Außerdem können diese Kerne in ihrem zuletzt eingenommenen magnetischen Zustand verharren, auch nachdem die Kraft, weiche diesen Zustand hervorgerufen hatte, aufgehört hat zu wirken. Eine in den magnetischen Elementen zu speichernde Information gegensätzlicher Polarität ist willkürlich in der binären Schreibweise mit »L«"und »0« oder »Geschaltet« und »Rückgeschaltet« bezeichnet.The in Fig. The basic magnetic component shown in FIG. 1 has the shape of a circular cylinder. The magnetic core of FIG. 1 and all cores mentioned below are intended to be essentially one have rectangular hysteresis loop characteristics. Cores with these properties can be very can be switched quickly from one of two possible magnetization states to the other by a magnetizing force which is exerted by associated electrical windings. Besides that these nuclei can remain in their last assumed magnetic state, even after the force that produced this state has ceased to work. One in the magnetic Information of opposite polarity to be stored elements is arbitrary in binary notation marked with "L" "and" 0 "or" switched "and" switched back ".

Die Auflösung komplexer Logik durch solche magnetischen Elemente erfordert eine »Null-Dekodierungsfunktion«, oder anders ausgedrückt, wird jedes magnetische Element ein. »Kern-Nulldecodierer«.The resolution of complex logic by such magnetic elements requires a "zero decoding function", in other words, each magnetic element becomes a. "Core Zero Decoder".

Der übliche Koinzidenzdecodierer oder die UND-Schaltung genügt dem folgenden logischen Ausdruck A1A2A3 ... Αη-χΑη- The usual coincidence decoder or the AND circuit satisfies the following logical expression A 1 A 2 A 3 ... Αη-χΑη-

Gemäß der Logikregel gemäß dem DeMorganschen Lehrsatz CD — C + D bedeuten in Boolescher Schreibweise der Strich über einem Symbol eine NICHT-Funktion, das Pluszeichen die inklusive ODER-Funktion und die Anordnung von Symbolen unmittelbar nebeneinander oder durch einen Punkt oder ein Multiplikationszeichen voneinander getrennt die UND-Funktion. Der Strich über einer Gruppe von Symbolen bedeutet, daß die NICHT-Funktion für den gesamten unter dem Strich stehenden Ausdruck gilt.According to the logic rule according to DeMorgan's theorem CD - C + D, in Boolean notation the line over a symbol denotes a NOT function, the plus sign denotes the inclusive OR function and the arrangement of symbols directly next to one another or separated from one another by a point or a multiplication sign the AND function. The line above a group of symbols means that the NOT function applies to the entire expression under the line.

Durch wiederholte Anwendung des DeMorganschen Lehrsatzes ist es möglich, den oben angegebenen logischen Ausdruck für einen Koinzidenzdecodierer in eine Form zu überführen, welche für den Gebrauch in einer Antikoinzidenz-Vorrichtung geeignet ist, d. h.By repeatedly applying DeMorgan's theorem, it is possible to convert the above logical expression for a coincidence decoder into a form which is suitable for use in an anti-coincidence device, ie

B1 + B1 + B3+ ... + Bn, worin B1 = Iist. B 1 + B 1 + B 3 + ... + B n , where B 1 = I.

Die Verwendung eines magnetischen Kerns in der Antikoinzidenz-Betriebsweise ist in F i g. 1 dargestellt. Jeder der SCHALT-, RÜCKSCHALT- und HINDERUNGS-Leiter kann von einer in F i g. 1 nicht dargestellten Stromquelle gepulst werden. Es sei angenommen, daß der Kern 10 sich ursprünglichThe use of a magnetic core in the anti-coincidence mode is shown in FIG. 1 shown. Each of the SHIFT, DOWN SHIFT, and OBSTACLE conductors can be selected from one of the FIGS. 1 power source, not shown, are pulsed. It is assumed that the core 10 is originally

in dem RÜCKSCHALT-Zustand befindet. Zur Zeit T1 wird die SCHALT-Leitung und auch alle HINDE-RUNGS-Leitungen, für welche die entsprechenden Eingangsveränderlichen »wahr« sind, d. h. B1 = I, erregt. Jede der erregten Leitungen führt Strom von ausreichender Amplitude, um den Kern zu schalten. Unter diesen Bedingungen wird der Kern in den »Geschalteten« oder »!.«-Zustand geschaltet, wenn und nur, wenn keine der HINDERUNGS-Leitungenis in the DOWNSHIFT state. At time T 1 , the SWITCH line and also all HINDE-RUNGS lines for which the corresponding input variables are "true", ie B 1 = I, are energized. Each of the energized lines carries current of sufficient amplitude to switch the core. Under these conditions , the core is switched to the "switched" or "!." State, if and only if none of the OBSTACLE lines

erregt ist. Das bedeutet, daß folgender logischer Ausdruck erfüllt ist:is excited. This means that the following logical expression is fulfilled:

B1 + B2+ B3+ ... + Bn = B1B2B3.. .Ήη = 1. B 1 + B 2 + B 3 + ... + B n = B 1 B 2 B 3 .. .Ή η = 1.

Zu einer späteren Zeit T2 wird die RÜCKSCHALT-Leitung erregt. Wenn nun der Kern z. Z. T1 geschaltet worden war, wird er jetzt in den »Rückgeschalteten«- oder »O«-Zustand geschaltet. Durch das Schalten des Kerns wird in der ABFÜHL-Leitung eine Signalspannung induziert.At a later time T 2 BACK CONTROL line is energized. If now the core z. Z. T 1 had been switched, it is now switched to the "downshifted" or "O" state. Switching the core induces a signal voltage in the SENSE line.

Die SCHALT-, RÜCKSCHALT-, HINDERUNGS- und ABFÜHL-Leitungen gehen entweder durch die magnetischen Kerne hindurch oder an ihnen vorbei, je nachdem, welche logische Operation durchgeführt werden soll. Selbstverständlich wirken diese Leitungen nur auf diejenigen Kerne ein oder werden nur von denjenigen Kernen beeinflußt, durch welche sie hindurchgehen. The SHIFT, SHIFT DOWN, OBSTACLE and SENSE lines go through either the magnetic cores through or past them, depending on the logical operation being performed shall be. It goes without saying that these lines only act on or are only used by those cores Affects nuclei through which they pass.

Der Ausdruck Kern-Nulldecodierer kennzeichnet treffend das oben beschriebene magnetische Bauelement, wenn dieses zur Durchführung logischer Operationen verwendet wird. Dieses trifft zu, weil einmal das magnetische Bauelement für seine Schaltung von einem remanenten Zustand in seinen entgegengesetzten remanenten Zustand die Abwesenheit von Stromimpulsen auf allen veränderlichen Hinderungsleitungen erfordert, und zweitens die Vorrichtung sich wie eine UND-Schaltung verhält, wenn ihre Eingangsyariablen umgekehrt werden.The term core null decoder denotes aptly the magnetic component described above, if this is more logical to carry out Operations is used. This is true because once the magnetic component for its circuit from one retentive state to its opposite retentive state the absence of Requires current pulses on all variable obstructing lines, and secondly, the device itself behaves like an AND circuit when its input variables be reversed.

Dieselbe ABFÜHL-Leitung kann durch mehrere Kern-Nulldecodierer hindurchgefädelt sein und wirkt dabei als ODER-Schaltung öder Mischer für die von den Kernen abgeleiteten Ausgangssignale. Auf diese Weise kann eine Gruppe von Kernen und eine einzige AbfühHeitung verwendet werden, um eine logische Gleichung der folgenden Form zu verwirklichen:The same SENSE line can be threaded through several core null decoders and is operative as an OR circuit or mixer for the output signals derived from the cores. To this Way, a group of cores and a single measurement can be used to create a logical Realize equation of the following form:

5 = A1AxA9 ... An + B1B1Bt ... Bn 5 = A 1 A x A 9 ... An + B 1 B 1 Bt ... B n

.-..."·■ :. ■■■■■■'■· + ..-+C1CxC3... Cn. .-... "· ■ :. ■■■■■■ '■ · + ..- + C 1 C x C 3 ... Cn.

Ein wichtiges Merkmal dieser magnetischen Logiktechnik ist die ausgedehnte Ein- und" Ausfächerungs-(»fan-in« und »fan-out«)-Möglichkeit, die sie bietet. So kann z. B. eine Eingangs-HINDERUNGS-Leitung oder eine Ausgangs-ABFÜHL-Leitung ohne weiteres in Reihe durch mehrere hundert Kern-Nulldecodierer hindurchgefädelt werden. Andererseits können durch einen einzigen Kern-Nulldecodierer ungefähr hundert HINDERUNGS- oder ABFÜHL-Leitungen oder eine Kombination dieser Leitungen hindurchgehen. Das Ergebnis ist, daß verhältnismäßig einfache UND- und ODER-Schaltungen zur Verfügung stehen, welche eine um mindestens eine Größenordnung größere Anzahl von Eingangsvariablen als sonst üblich Verarbeiten können. Dieselbe relative Erweiterung gilt für die »fan-outo-Konfiguration.An important feature of this magnetic logic technique is the extensive fan-in and fan-out option it offers. So z. B. an input OBSTRUCTION line or an output SENSE line without further threaded through several hundred core zero decoders in series. On the other hand you can through a single core null decoder, approximately one hundred OBLEMENT or SENSE lines or a combination of these lines. The result is that proportionate simple AND and OR circuits are available, which one by at least an order of magnitude can process a larger number of input variables than usual. Same relative Extension applies to the »fan-outo configuration.

Durch ein und denselben Kern-Nulldecodierer können mehrere ABFÜHL-Leitungen hindurchgehen, um ein Wort zu erzeugen, sooft ein Kern in den geschalteten Zustand und zurück in seinen rückgeschalteten Zustand geschaltet wird, wie dies bei einem festen Speicher der Fall ist.Several SENSE lines can pass through one and the same core zero decoder to to generate a word as often as a core switches to the switched state and back to its switched back state State is switched, as is the case with a fixed memory.

Zum besseren Verständnis der binären Addition mit gleichzeitigem übertrag soll jetzt die Ableitung der Additionsformeln im einzelnen betrachtet werden, ίο Aus der Wahrheitstabelle für eine einstellige Volladdierstufe erhält man Boolesche Ausdrücke für die Summe und den Übertrag für diese Stufe, d. h. Si undTo better understand the binary addition with simultaneous carryover to derive the addition formulas should be considered in detail now, ίο from the truth table for a single-digit full-adder is obtained Boolean expressions for the sum and the carry for this stage, ie Si and

St = AtBiCi + A1BtCt + ItBtCi + AtBtCt (1) + AtBtC1 + A1BtCt + A1BtCt (2) S t = AtBiCi + A 1 BtCt + ItBtCi + AtBtCt (1) + AtBtC 1 + A 1 BtCt + A 1 BtCt (2)

Darin sind At und Bi die /-ten Ausdrücke der Summanden, während Ci der Übertrag in die Me Addierstufe ist. Die Gleichungen (1) und (2) lassen sich durch einfache logische Operationen auf die für diese Diskussion günstigste Form zurückführen. Dabei bedeutet »+« hier »einschließlich-ODER« und »©« hier »ausschließlich-ODER«Here At and Bi are the / -th expressions of the summands, while Ci is the carry into the Me adder. Equations (1) and (2) can be reduced to the most favorable form for this discussion by simple logical operations. "+" Here means "including-OR" and "©" here means "exclusively-OR"

a5a5 St = Αι® Bi®Ct\St = Αι® Bi®Ct \ (3)(3)

Ci+1 = (At ® B1) Ci ® AiBiCi +1 = (At ® B 1 ) Ci ® AiBi (4a)(4a)

Ci+1 = (At © Bi) C1 + AtBt Ci +1 = (At © Bi) C 1 + AtBt (4b)(4b)

Zwei neue Variable Rt und Kt mögen wie folgt definiert sein:Two new variables Rt and Kt may be defined as follows:

Ri = At® BtRi = At® Bt (S)(S)

Ki = AtBiKi = AtBi (6)(6)

Die Gleichungen (3), (4a) und (4b) können nun folgendermaßen umgeschrieben werden:The equations (3), (4a) and (4b) can now be rewritten as follows:

St = Ri® CiSt = Ri® Ci (7)(7)

Ci+1 = ÄiCj © ä:< (8 a)Ci +1 = ÄiCj © ä: <(8 a)

C+1 = RiCi + Ki (8b)C +1 = RiCi + Ki (8b)

40 Bei der Wahl der für die Summanden-Ausdrucke festzulegenden Grenzen müssen die Probleme sowohl der Subtraktion als auch der Addition Berücksichtigung finden. 40 When choosing the limits to be determined for the summand expressions, the problems of both subtraction and addition must be taken into account.

Mit den unten angegebenen Grenzen ist es möglich, »mathematisch« einen Übertrag in die unterste Stufe des Addierers durch die speziell für diesen Zweck eingeführten Ausdrücke A0 und B0 einzuführen:With the limits given below, it is possible to "mathematically" introduce a carry into the lowest stage of the adder using the expressions A 0 and B 0 , which were specially introduced for this purpose:

50 = Bi = O für 1 φ 0,1, 2, .. .,-η (9) = Bt für 1=0 (10) 50 = Bi = O for 1 φ 0.1, 2, ... , - η (9) = Bt for 1 = 0 (10)

Durch iteratives Lösen der Gleichung (8 a) erhält man eine Gruppe von unabhängigen Gleichungen mit nur einem logischen Niveau (single logic-level equations) für die Ubertragsausdrücke,:By iteratively solving equation (8 a) one obtains a group of independent equations with only one logic level (single logic-level equations) for the carry expressions:

C1 = K0 C 1 = K 0

Cj = K0R1 ® K1 Cj = K 0 R 1 ® K 1

Cj = K0R1Rx @ K1Rx @ Kx Cj = K 0 R 1 R x @ K 1 R x @ K x Ct = K0R1Rx ... Äi-i θ K1RxR3 ... /?,-, © Ct = K 0 R 1 R x ... Äi-i θ K 1 R x R 3 ... /?, -, ©

♦ ■♦ ■

• . ■•. ■

(Ha)(Ha)

Cn+1 -- K0R1R2 ... Rn © K1R2R3 ... Rn C\) ... © Kn -,Ä„ (ι) Kn C n + 1 - K 0 R 1 R 2 ... R n © K 1 R 2 R 3 ... R n C \) ... © K n -, Ä „(ι) K n

F 3hl ehe Gruppe gleichzeitiger Gleichungen erhält man durch die iterative Lösung der Gleichung (8b), deren ■allgemeine Form folgende ist:F 3hl a group of simultaneous equations is obtained by the iterative solution of equation (8b), whose ■ general form is the following:

d = K0R1R2 ... Äi-x + K1R2R3 ... Ri-x+ ... + Ki-x (lib) d = K 0 R 1 R 2 ... Äi-x + K 1 R 2 R 3 ... Ri-x + ... + Ki-x (lib)

Danach ist es jetzt verhältnismäßig einfach, die in Gleichung (Ha) gekennzeichnete Gruppe von Gleichungen in einen äquivalenten Ausdruck in binärer Matrizenschreibweise zu überführen:After that it is now relatively easy to find the set of equations identified in equation (Ha) to convert to an equivalent expression in binary matrix notation:

C1 C 1 - 11 c.c. ** RxRx C3 C 3 RxR2 RxR 2 C,C, R1R2 R 1 R 2 ** ** c » R1R2 R 1 R 2 Cn + tCn + t R1R2 R 1 R 2

Rn-xRn-x

Gleichung (12) läßt sich auch in abgekürzter Form darstellen als:Equation (12) can also be represented in abbreviated form as:

OO Rn-χRn-χ OO OO OO OO 11 RnMarg OO OO OO OO R2 R 2 11 OO OO OO R2R3 R 2 R 3 *3* 3 11 OO OO * ■* ■ ** ** ** R2R3 ■..R 2 R 3 ■ .. ** * ,*, 11 OO RnR.RnR. ** RnMarg 11

K1 K 1 K2 K 2

Kn K n

Hier werden die Vektoren wie einreihige oder einspaltigc Matrizen behandelt, während die Matrix-Multiplikation und -Addition in der üblichen Weise durchgeführt werden.Here the vectors are like single-row or single-column Matrices are dealt with while the matrix is multiplication and addition in the usual way be performed.

Diese Matrizenschreibweise ist sehr nützlich, weil 30 (6) und (7) aufgeführt: die Additionsgleichungen in dieser Form und dieThis matrix notation is very useful because 30 (6) and (7) are listed: the addition equations in this form and the

Wirkungsweise der später zu beschreibenden arithmetischen Einheit sich direkt entsprechen. Zur Vervollständigung der Gruppe werden im folgenden äquivalente Matrizenausdrücke für die Gleichungen (5), d 'Mode of operation of the arithmetic to be described later Unity correspond directly. To complete the group, the following are equivalents Matrix expressions for equations (5), d '

IlIl ΑχΑχ -- B1 B 1 A2 A 2 B2 B 2 R3 R 3 A3 A 3 B3 B 3 ** ΘΘ ** ** ** ** ΛΒ-1ΛΒ-1 An-XA n -X Βη-χΒη-χ RnMarg An A n Bn B n

oder ] = [/1(1 ] ®. [^1 J für / -1, 2, or ] = [/ 1 (1 ] ®. [^ 1 J for / -1, 2,

undand

K0 K 0 A0 A 0 ΚχΚχ ΑχΑχ K2 K 2 A2 A 2 ** ** ** Kn-iKn-i An—χTo — χ Kn K n An A n

1 1 11 1 1

B0 B1 B2 B 0 B 1 B 2

Bn B n

und in ähnlicher Weise für die Summeand similarly for the sum

SxSx ---------- A1 A 1 C^C ^ C1 C 1 S2 S 2 R1 R 1 C2 C 2 S3 S 3 R3 R 3 C3 C 3 ** ** ** Sn S n RnMarg Cn C n Sn I ι Sn I ι OO \»i U.\ »I U.

oder [>V,,'■■■■ j - \ru Jor [> V ,, '■■■■ j - \ r u J rfo r ·

1,2,1.2,

Die letzte Gleichung, welche hier eingeführt werden muß, ist diejenige zur Bestimmung der ganzzahligen Größe (integer · magnitude) einer in ihrer Vektordarstellung gegebenen binären Zahl oder umgekehrt:The last equation to be introduced here is the one to determine the integer Size (integer magnitude) of a binary number given in its vector representation or vice versa:

Γ .V111Γ .V 11 1

1 für /= 1,2, ... η,η + 1
(20)
1 for / = 1,2, ... η, η + 1
(20)

Bei der Ableitung der Additionsgleichungen war eine Alternativform für die Übertragungsgleichungen entwickelt worden, welche zwischen den Decodiererausdrücken ein Inklusiv-ODER-Zeichen verwendet. Während die Exklusiv-ODER-Form (Ha) für die Überführung in die Matrizenschreibweise vorzuziehen ist, kann man sich mittels der Inklusiv-ODER-Form (lib) leichter die für die schaltungsmäßige Realisierung der Technik erforderlichen Bauelemente vorstellen. Wie sich leicht nachprüfen läßt, kann stets nur ein Decodiererausdruck in (Ha) oder (Hb) erfüllt sein als Folge der speziellen Definition für Ri und Ki:In deriving the addition equations, an alternative form for the transfer equations was developed which uses an inclusive-OR sign between the decoder expressions. While the exclusive-OR form (Ha) is to be preferred for the conversion to the matrix notation, the inclusive-OR form (lib) makes it easier to imagine the components required for the circuit implementation of the technology. As can be easily checked, only one decoder expression in (Ha) or (Hb) can ever be satisfied as a consequence of the special definition for Ri and Ki :

RiKi = 0 ' (21) RiKi = 0 '(21)

Daher würde sowohl das Inklusiv-ODER- als auch das Exklusiv-ODER-Zeichen zu demselben Ergebnis führen.Therefore, both the inclusive-or and the exclusive-or signs would produce the same result to lead.

Bis jetzt wurden die Gleichungen für die wahre parallele Addition abgeleitet. Um diese Gleichungen in Schaltungen umsetzen und die erforderliche arithmetische Operation durchführen zu können, finden zwei besondere Gruppen von speicherähnlichen Registern Verwendung. Diese Gruppen werden im folgenden Daten- bzw. Matrizenregister genannt. Arithmetische Operationen werden durchgeführt, sobald Daten parallel zwischen Registern, welche den beiden Gruppen angehören, übertragen werden. Jedes Register vollführt eine einzige logische Operation, sobald eine Information auf seinen Eingangskanälen vorliegt, jedoch nur dann, wenn es sich in dem gesetzten Zustand befindet. Die Ergebnisse dieser Operation werden in dem Register bis zum Empfang eines Rückstellbefehls von der Steuerlogik gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt werden die Elemente des Registers entleert, und die Information wird für die Eingangskanäle von Registern in der anderen Gruppe verfügbar gemacht.So far the equations for true parallel addition have been derived. To these equations to be able to convert into circuits and perform the necessary arithmetic operation, find two special groups of memory-like registers use. These groups are described below Called data or matrix register. Arithmetic operations are performed as soon as data are transferred in parallel between registers belonging to the two groups. Every register performs a single logical operation as soon as there is information on its input channels, however only if it is in the set state. The results of this operation are shown in stored in the register until a reset command is received from the control logic. At this time the elements of the register are emptied and the information becomes available for the input channels of registers made available in the other group.

Die während eines Ubertragungszeitraums durchgeführte besondere Operation hängt davon ab, welche Register gleichzeitig gesetzt oder rückgestellt werden. Die Art und Weise, in welcher ein Register verdrahtet ist, bestimmt gleichzeitig die Funktion, weiche es vollführt. Es ist möglich, einen vollständigen und ziemlich komplizierten Befehlscode mit verhältnismäßig wenigen getrennten Registern und Übertragungskanälen zu entwickeln. Befehle werden als eine Reihe gesteuerter Übertragungen zwischen diesen Registern ausgeführt.The one carried out during a transfer period particular operation depends on which registers are being set or reset at the same time. The way in which a register is wired also determines the function it performs. It is possible to have a complete and rather complicated code with relatively few develop separate registers and transmission channels. Commands are controlled as a series Transfers carried out between these registers.

Vor der eigentlichen Betrachtung des Algorithmus der parallelen Addition erscheint es geraten, zu erklären, was unter Daten- und Matrizenregistern verstanden wird.Before actually considering the algorithm of parallel addition, it seems advisable to explain what is meant by data and matrix registers.

Die Datenregister sind in etwa analog zu den Flip-Flop-Register-Torschaltungen, wie man sie in der herkömmlichen arithmetischen Einheit findet. Die einzelnen Stufen dieser Register können nur wenige Eingangsveränderliche aufnehmen. Sie stehen damit in schroffem Gegensatz zu den Bauelementen der Mulrizenregister, welche für die Aufnahme einer Vielzahl von Eingängen ausgelegt sind. Die Datenregister vollführen nur verhältnismäßig einfache Operationen mit entsprechenden Ausdrucken zweier paralleler Informationskanäle, welche willkürlich als A- bzw. B-Kanäle bezeichnet seien. Derartige Operationen können z. B. die logische UND-, Exklusiv-ODER- oder die Identitäts-Funktion umfassen. Informationen können über einen Zeitraum von vielen Taktgeberimpulsen ungestört in Datenregistern gespeichert werden. Wenn die Information aus diesen Registern entleert wird, liefern die Register Ausgangssignale, welche Hinderungsstromtreiber triggern, welche ihrerseits die Eingangssignale für die Matrizenregister liefern. Die Eingangssignale für die Datenregister kommen von den Abfühl-Verstärkern an der Ausgangsseite der Matrizenregister und schließen damit einen Ring für die Übertragung von Informationen z'wischen den Daten- und Matrizenregistern.The data registers are roughly analogous to the flip-flop register gate circuits, as found in conventional arithmetic units. Only a few can manage the individual levels of this register Record input variable. They are thus in sharp contrast to the components of the hollow register, which are designed to accommodate a large number of inputs. Execute the data registers only relatively simple operations with corresponding printouts of two parallel information channels, which are arbitrarily designated as A and B channels. Such operations can e.g. B. the logical AND, exclusive OR or the identity function. Information can be obtained from a period of many clock pulses can be stored undisturbed in data registers. If the Information is emptied from these registers, the registers provide output signals which prevent current drivers trigger, which in turn provide the input signals for the matrix register. The inputs to the data registers come from the sense amplifiers on the output side of the matrix register and thus close a ring for the transmission of information between the data and matrix registers.

Matrizenregister sind nicht auf die einfache Behandlung eines einzelnen Vektors oder auf eine Operation zwischen entsprechenden Elementen zweier Vektoren beschränkt, wie dies bei den Datenregistern der FallMatrix registers are not limited to the simple handling of a single vector or to an operation limited between corresponding elements of two vectors, as is the case with the data registers

ao ist. Die Matrizenregister können viele Kem-Nulldecodierer verwenden und können gemäß der Erfindung komplexe logische Operationen durchführen, die in Form eines logischen Niveaus ausdrückbar sind. Ein logisches Niveau ist definiert. als eine UND-ao is. The matrix registers can accept many KEM zero decoders use and can perform complex logical operations according to the invention that can be expressed in the form of a logical level. A logical level is defined. as an AND

a5 Operation, der eine logische ODER-Operation folgt. - Die Leitungen für die Eingangsveränderlichen der Matrizenregister kommen von den Datenregistern her. In F i g. 2 ist in Blockform eine durch die vorliegende Erfindung ermöglichte Methode für vollparallele binäre Addition dargestellt. Die Blocks versinnbildlichen entweder Daten- oder Matrizenregister, und die Übertragungsleitungen stellen den Datenfluß zwischen den Registern dar. Die innerhalb der Blocks stehenden Gleichungen kennzeichnen die von dem betreffenden Block durchgeführte Operation oder die in ihm gespeicherte Information. Die von jedem der verschiedenen Registern durchgeführte Funktion ist folgende:a5 Operation followed by a logical OR operation. - The lines for the input variables of the matrix registers come from the data registers. In Fig. Figure 2 is, in block form, a fully parallel approach made possible by the present invention binary addition shown. The blocks symbolize either data or matrix registers, and the transmission lines represent the flow of data between the registers. Those within the blocks equations indicate the operation or operations performed by the block in question information stored in it. The function performed by each of the various registers is the following:

DÄ-Datenregister = Exklusiv-ODER zwischen den entsprechenden Bits zweier Informations-Eingangskanäle. Die äquivalente Matrizenschreibweise für diese Operation stellt Gleichung (15) dar.. .DÄ data register = exclusive OR between the corresponding bits of two information input channels. The equivalent matrix notation for this Operation represents equation (15)..

D/sT-Datenregister = ein logisches UND zwischen den entsprechenden Bits zweier Informations-Eingangskanäle. In diesem Fall stellt sich die äquivalente Matrizenschreibweise in Gleichung (17) dar.D / sT data register = a logical AND between the corresponding bits of two information input channels. In this case the equivalent arises Matrix notation in equation (17).

MA 1-Matrizenregister = empfängt und puffert die auf dem Eingangs-Ubertragungskanal von dem Z)A-Register vorliegende Information nach Empfang eines SCHALT-Befehls von der Steuerlogik. Die Schreibweise für diese Operation ist einfach MA 1 matrix register = receives and buffers the information present on the input transmission channel from the Z) A register after receiving a SWITCH command from the control logic. The notation for this operation is simple

MB 1-Matrizenregister = empfängt, decodiert und puffert die während des Geschaltet-Zeitraums auf den beiden Übertragungskanälen von dem DR- und dem DAT-Datenregister vorliegende Information. Bei Rückschaltung des MÄl-Registers werden diese Decodiererkerne entleert, und ihre Ausgänge werden je nach Bedarf durch Abfühlleitungen gemischt. MB 1 matrix register = receives, decodes and buffers the information from the DR and DAT data registers on the two transmission channels during the switched period. When the MÄ1 register is switched back, these decoder cores are emptied and their outputs are mixed by sense lines as required.

Der resultierende Vektor des gleichzeitigen Übertrags wird den Datenregistern über den »B«-Übertragungskanal zugeleitet. Die äquivalente Matrizen-Schreibweise für diese Operation geht aus den Gleichungen (12) oder (13) hervor. Das wichtigste Bauclement dieser . Registergruppc und das Schlüsselelement der arithmetischen Operation ist das MBl- The resulting simultaneous carry vector is passed to the data registers over the "B" transfer channel. The equivalent matrix notation for this operation is given in equations (12) or (13). The most important building element of this. Register group and the key element of the arithmetic operation is the MBl-

R is:cr. d R. das Register für den gleichzeitigenR is: cr. d R. the register for the simultaneous

Es wird nun die Matrizengleichung (12) für die Ausdrücke des gleichzeitigen Übertrags betrachtet. Jedes von Null verschiedene Glied in der MatrixThe matrix equation (12) for the Concurrent carry expressions considered. Any non-zero member in the matrix

kann dargestellt werden durch einen von dem richtigen &-Hinderungsleitungen durchzogenen· Kem-Nulldecodicrcr. Es wird in diesem Zusammenhang daran erinnert, daß Koinzidenzdecodierer umgekehrte Eingangssignale erfordern. Für 24 Eingangsveränderliche sind 325 derartige Kerne nötig. Der Matrizen-Multiplikationsvorgang wird jetzt durch das Hindurchziehen der /G-i-Hinderungsleitung durch alle den Gliedern in der /-tea Spalte der Matrix entsprechenden Kerne vollzogen. Getrennte Abfühlleitüngen, welche den Ausdrücken des gleichzeitigen Übertrags entsprechen, durchdringen den Kern entsprechend den Gliedern in jeder einzelnen Reihe der Matrix. An den Ausgängen der Kerne wird für jede Reihe eine Inklusiv-ODER-Operation durchgeführt, wie es Gleichung (lib) erlaubt. Alle 325 Kerne werden von denselben SETZ- und RÜCKSTELL-Steuerleitungen durchzogen. can be represented by one of the right ones & -Hinder lines crisscrossed · core zero decodicrcr. It is recalled in this connection that coincidence decoders invert input signals require. 325 such cores are necessary for 24 input variables. The matrix multiplication process is now made by pulling the / G-i blocking line through all of the Structure in the / -tea column of the matrix corresponding cores completed. Separate sensing lines, which correspond to the simultaneous carry expressions penetrate the core corresponding to the Outline in each individual row of the matrix. An inclusive-OR operation is performed at the outputs of the cores for each row performed as equation (lib) allows. All 325 cores are made by the same SET and RESET control lines crisscrossed.

Damit ist deutlich geworden, weshalb das Matrizenregister diesen Namen trägt. Seine Wirkungsweise ist ähnlich der Matrizen-Algebra, welche es wirkungsvoll verkörpert. Als Vergleich mit der Wirkung eines oben beschriebenen einzelnen Kern-Nulldecodierers und im Hinblick auf das zum Zwecke der Erklärung gewählte Beispiel werden jeweils zur Zeit T1 zwei 25 Leitungen umfassende Kanäle von Eingangs-Hinderungsleitungcn entsprechend den binären Vektoren der HaIbaddicr-Summe und des Halbaddier-Übertrags und außerdem die gemeinsame Schaltleitung erregt. Insgesamt könnten demnach 25 Kern-Nulldecodierer erfüllt und damit in den »/.«-Zustand gebracht werden. Zur Zeit 7", wird die Rückstelleitung erregt, welche dann alle die zuvor geschalteten Kerne in den ursprünglichen »(!«-Zustand rückstellt, und die Vektorausdrücke des gleichzeitigen Übertrags erscheinen parallel auf den 25 Abfühlleitüngen des Ausgangskanals.This makes it clear why the matrix register bears this name. Its mode of operation is similar to matrix algebra, which it effectively embodies. As a comparison with the effect of a single core zero decoder described above and with regard to the example chosen for the purpose of explanation, two channels of input inhibition lines comprising 25 lines are in each case at time T 1, corresponding to the binary vectors of the half-addicr sum and the half-adder. Carry and also energized the common switching line. Accordingly, a total of 25 core zero decoders could be fulfilled and thus brought into the »/ th state. At time 7 ", the reset line is energized, which then resets all of the previously switched cores to the original" (! ") State, and the vector expressions of the simultaneous carry appear in parallel on the 25 sense lines of the output channel.

Andererseits wird die Ausführung des Übertragsvektors verdeutlicht durch eine Betrachtung der Gruppe gleichzeitiger Gleichungen, wie sie mittels der iterativen Lösung der Gleichung (8b) erhalten wurde und deren allgemeine Form aus Gleichung (lib) hervorgeht, alsoOn the other hand, the implementation of the carry vector is illustrated by considering the Set of simultaneous equations as obtained from the iterative solution of equation (8b) and whose general form is derived from equation (lib), i.e.

eine parallele Halbaddier-Summe und ein HaIbaddier-Übertrag gebildet werden. Darauf wird unter Berücksichtigung der beiden Ergebnisse des ersten Schrittes die Zahl des gleichzeitigen Übertrags erzeugt.a parallel half-add sum and a half-add carry are formed. This is done taking into account the two results of the first Step generates the number of simultaneous carry.

Schließlich wird die Halbaddier-Summe der Summanden unter Bildung der algebraischen Summe der ursprünglichen Summanden erneut zu der Zahl des gleichzeitigen Übertrags halbaddiert.
Gemäß F i g. 2 geht die Addition im einzelnen wie
Finally, the half-adding sum of the summands is again half-added to the number of the simultaneous carry, forming the algebraic sum of the original summands.
According to FIG. 2 does the addition in detail how

ίο folgt vor sich. Es sei angenommen, daß der eine durch den Vektor . ,ίο follows in front of you. Assume that the one through the vector. ,

•■Κ]• ■ Κ]

dargestellte Summand am Ende irgendeines früheren Befehls in dem DR-Datenregister belassen wurde, während der andere Summand was left in the DR data register at the end of any previous instruction while the other summand

an einer bestimmten Stelle des Datenspeichers gespeichert ist. Die Addition dieser beiden Zahlen ist während zweier Taktgeberzyklen ausführbar, wobei jeder Takt zwei Phasen, nämlich die Phase A und dieis stored at a specific location in the data memory. The addition of these two numbers can be carried out during two clock cycles, with each clock having two phases, namely phase A and phase

as Phase B aufweist/Anders ausgedrückt, wird die zu beschreibende Operation in vier Ubertragszeiträumen durchgeführt.As phase B has / in other words, the operation to be described is carried out in four transmission periods.

Während der Phased des Taktgeberzyklus 1 wird das DÄ-Datenregister rückgestellt, und das Matrizenregister MA1, welches das DÄ-Register puffert, wird gesetzt. Die /li-lnformation wird zum MA 1-Matrizenregister übertragen, wobei »L«en in dem £>/?-Register verbleiben. Während des gleichen Zeitraums wird ein . der Speicheradresse der (zu vermehrenden) Summandenausdrücke \ßi entsprechender Kern gesetzt als Vorbereitung für das Auslesen während des nächsten Ubertragungszeitraumes. In der Phase B des Taktgeberzyklus 1 werden das MA 1-Matrizenregister, welches die /ij-Ausdrücke enthält, und die Datenspeicheradresse für die 5j-Ausdrücke gleichzeitig geleert oder rückgestellt, und eine Information wird in zwei Datenregister DK bzw. DR rückübertragen. Das DK-Register vollzieht Ausdruck für Ausdruck eine logische Produkten- oder UND-Funktion mit den Ai- und Bi-Ausdrucken und erzeugt dadurch den Vektor der AT-Funktion. Das Z)/?-Register vollzieht Ausdruck für Ausdruck eine Exklusiv-ODER- oder Modulo-2-Additionsoperation an den Summanden, was dann den Vektor der/?-Funktion ergibt. Also:During the phased of clock cycle 1, the DÄ data register is reset and the matrix register MA 1, which buffers the DÄ register, is set. The / li information is transferred to the MA 1 matrix register, with "L" s remaining in the £> /? Register. During the same period, a. The core corresponding to the memory address of the summand expressions (to be increased) is set in preparation for reading out during the next transmission period. In phase B of clock cycle 1, the MA 1 matrix register, which contains the / ij expressions, and the data memory address for the 5j expressions are simultaneously emptied or reset, and information is transferred back into two data registers DK and DR, respectively. Expression for expression, the DK register carries out a logical product or AND function with the Ai and Bi expressions and thereby generates the vector of the AT function. The Z) /? Register carries out an exclusive-OR or modulo-2 addition operation on the summand expression for expression, which then results in the vector of the /? Function. So:

5555

+ K1R1R2R3...R^1 + ... + Ki-,. + K 1 R 1 R 2 R 3 ... R ^ 1 + ... + Ki- ,.

Jeder Ausdruck auf der rechten Seite des Gleichheitszeichens wird durch einen Kern-Nulldecodierer verkörpert, durch welchen je nach Bedarf Treiberleitungen von dem DK- und ΟΛ-Datcnregister hindurchgezogen sind. Das logische ODER der Decodiercrauiurucke in jeder Gleichungsgruppe wird dadurch enieli. daß dieselbe Abfühlleitung durch alle Kerne hindurchgezogen wird, die Ausdrücke in der betreffenden Ccchung für C1 darstellen. Dazu sind ebenso viele gehinderte Abfühlleitungen erforderlich wie Ubemags-AiiHJrücke vorhanden sind.Each term on the right-hand side of the equal sign is represented by a core zero decoder through which drive lines from the DK and ΟΛ data registers are drawn as required. The logical OR of the decoding clocks in each group of equations is thereby reduced. that the same sense lead is drawn through all of the cores which represent expressions in the relevant illustration for C 1 . This requires as many obstructed sensing lines as there are Ubemags-AiiHJrücke.

Uic Addition ist mittels der verschiedenen Register dadurch erreichbar, daß von den Summanden zunächst In der Praxis würde das die Äi-Ausdrücke erzeugende Register wahrscheinlich dasselbe Register sein wie das, in welchem die ^«-Ausdrücke ursprünglich gespeichert waren. Die Funktion des D/?-Registers ähnelt sehr der Funktion des Akkumulator-Registers in einer herkömnilichenarithmetischen Einheit (Rechenwerk). Uic addition is by means of the various registers attainable by the fact that from the summands, in practice, that would produce the i-expressions Register likely to be the same register as that in which the ^ «expressions originally came were stored. The function of the D /? Register is very similar to the function of the accumulator register in a traditional arithmetic unit (arithmetic unit).

Während der Phase W des Taktgeberzyklus 2 wird das DK- oder das ü/?-Datenregister rückgestellt, während das Λ/ö 1-Matrizenregister, welches an den R- und /^-Ausdrücken einen gleichzeitigen übertrag vornimmt, ebenso gesetzt wird wie MA 1, das Matrizen-During phase W of clock cycle 2, the DK or the /? Data register is reset, while the Λ / 1 matrix register, which carries out a simultaneous transfer to the R and / ^ expressions, is set as well as MA 1 , the matrix

Puffer-Register für die Äi-Ausdrücke. Dies läßt sich zeigen alsBuffer register for the Äi expressions. This can be show as

Während der Phase B des Taktgeberzyklus 2 wird sowohl das A/51-Übertrags-Matrizenregister als auch das MA 1-Puffer-Matrizenregister rückgestellt, während das DÄ-Datenregister, welches an den beiden ihm zugeleiteten Informationskanälen eine Exklusiv-ODER-Operation vornimmt, gesetzt wird. Das Ergebnis, welches in dem DÄ-Datenregister, dem Akkumulator, erscheint, ist die Summe oder die Sj-Ausdrücke, und die Ausführung der Additionsbefehle ist erledigt. In der abgekürzten Matrizenschreibweise ist dies:During phase B of clock cycle 2, both the A / 51 carry matrix register and the MA 1 buffer matrix register are reset, while the DÄ data register, which performs an exclusive OR operation on the two information channels fed to it, is set will. The result, which appears in the DÄ data register, the accumulator, is the sum or the Sj-expressions, and the execution of the addition instructions is done. In the abbreviated matrix notation this is:

Wie schon oben erwähnt, kann das Datenregister DR, welches ursprünglich den (zuzufügenden) Summanden oder die /4<-Ausdrücke enthielt und welches as mit den Summanden-Ausdrücken die Exklusiv-ODER-Qperation durchführt, um Rt zu erhalten, und welches spater die Exklusiv-ODER-Operation mit den Rr und Ci-Ausdrücken durchführt, um die Ausdrücke der Summe St zu erhalten, ein und dasselbe Register sein.As already mentioned above, the data register DR, which originally contained the addend (to be added) or the / 4 <expressions and which as carries out the exclusive-OR operation with the summand expressions in order to obtain Rt , and which later the Exclusive OR on the Rr and Ci expressions to obtain the expressions of the sum St , be one and the same register.

Wenn man die benötigte Zeit betrachtet, erfordert demnach die Additionsinstruktion zwei doppelphasige Taktgeberperioden oder, wenn man von einem 100-kHz-Taktgeber ausgeht, 20 μβ bis zu ihrer Vollendung. Der gesamte Befehlsvorgang benötigt einschließlich Zugriff zum Speicher und Uberlaufkontrolle ungefähr 30 μβ. Als Ausrüstung zur schaltungsmäßigen Realisierung des Additionsprozesses sind dabei zwei Datenregister, von denen eines eine Exklusiv-ODER-Funktion und das andere eine logische UND-Funktion ausführt, und zwei Matrizenregister erforderlich, von denen eins ein Datenregister puffert und das andere den gleichzeitigen Übertrag besorgt.Therefore, if you consider the time required, the addition instruction requires two double-phase ones Clock periods or, assuming a 100 kHz clock, 20 μβ to completion. The entire command process requires access to memory and overflow control about 30 μβ. As equipment for circuit-like The addition process is implemented using two data registers, one of which is an exclusive OR function and the other is performing a logical AND function, and two matrix registers are required, one of which buffers a data register and the other takes care of the simultaneous carry.

F i g. 3 stellt ein Blockdiagramm einer entsprechenden arithmetischen Einheit dar. Dieses Diagramm veranschaulicht die beiden Datenregister DR und DK und die beiden Matrizenregister MA1 und MBl sowie die vier Ubertragungskanäle, welche sämtlich bei dem beschriebenen Additionsprozeß Verwendung finden. F i g. 3 shows a block diagram of a corresponding arithmetic unit. This diagram illustrates the two data registers DR and DK and the two matrix registers MA 1 and MB1 and the four transmission channels which are all used in the addition process described.

Zusätzlich sind jedoch noch zwei weitere Datenregister DM und DN und zwei Matrizenregister MA 2 und MBl geeignet. Die Funktionen dieser Register sind im einzelnen folgende:In addition, however, two further data registers DM and DN and two matrix registers MA 2 and MB1 are also suitable. The functions of these registers are as follows:

Z)A/-Datenregister — empfängt und puffert die von einem Eingangskanal erhaltene Information und vermittelt bei Rückstellung eine Art rückgekoppeltes Auslesen. Z) A / data register - receives and buffers the from information received on an input channel and, when reset, provides a type of feedback readout.

6060

j Mr1 I = \ At1 j ursprünglich
M't! — Mti j rückgekoppelte Rückstellung.
j Mr 1 I = \ At 1 j originally
M't! - Mti j feedback return.

Dieses Register wurde zur Speicherung des Multiplikanden während der Multiplikation entworfen. ·This register was used to store the multiplicand designed during multiplication. ·

D/V-Datenregister — empfängt und puffert die von einem Eingangskanal erhaltene Information und liefert bei Rückstellung eine Rückkopplung mit einer Verschiebung um eine Stelle nach rechts.D / V data register - receives and buffers the from information received on an input channel and, when reset, provides feedback with a shift one place to the right.

I N11 = J AiA ursprünglichI N 11 = J AiA originally

Γ jV'tj J = I W+111 I rückgekoppelte Rückstellung.Γ jV'tj J = IW +111 I feedback reset.

MA 2-Matrizenregister — empfängt und puffert das Produkt des auf dem Eingangs-Ubertragungskanal von dem DM-Datenregister vorliegenden Vektors und das Glied mit der niedrigsten Ordnung des auf dem Übertragungskanal von dem £)JV-Datenregister vorliegenden Vektors. Die Gleichung für diese Operation lautet: MA 2 matrix register - receives and buffers the product of the vector present on the input transmission channel from the DM data register and the element with the lowest order of the vector present on the transmission channel from the JV data register. The equation for this operation is:

A/£2-Matrizenregister — empfängt und puffert die auf dem Eingangs-Ubertragungskanal von dem DR-Register vorliegende Information, jedoch um eine Stelle nach rechts verschoben. Also:A / £ 2 matrix register - receives and buffers the information present on the input transmission channel from the DR register, but shifted one place to the right. So:

Die Register DM, DN, MAl und MBl kommen bei der Multiplikation ins Spiel und sollen im folgenden im einzelnen betrachtet werden.The registers DM, DN, MAl and MBl come into play in the multiplication and will be considered in detail below.

Wenn man noch einmal zu dem oben beschriebenen Additionsprozeß zurückkehrt, so stellt F i g. 4 ein schematisches Diagramm dar, welches auf den F i g. 2 und 3 basiert und die Verdrahtung des Kern-Nulldecodierers und die Verbindungen zwischen dem Daten- und Matrizenregister für einen beispielsweise vierstelligen Addierer zeigt. Eigentlich befaßt sich die nun folgende Beschreibung der F i g. 4 mit der schaltungsmäßigen Ausbildung der Erfindung. Jedoch sind bei der Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit den F i g. 2 und 3 ähnliche Bezeichnungen und Bezugszeichen für die Bauelemente verwendet worden, und diese Beschreibung trifft ebensogut auf F i g. 4 zu.Returning once more to the addition process described above, F i g. 4 a a schematic diagram, which is based on the F i g. 2 and 3 and the wiring of the core zero decoder and the connections between the data and matrix registers for one example four digit adder shows. The following description of FIG. 4 with the circuit-like Formation of the invention. However, in describing the invention, they are in context with the F i g. 2 and 3, similar designations and reference numerals are used for the components and this description applies equally well to FIG. 4 to.

In F i g. 4 sind 14 Kem-Nulldecodierer 10 bis 23 dargestellt, von denen jeder als schmales rechteckiges Band dargestellt ist. Die Kerne 10 bis 19 bilden das Mßl-Übertrags-Matrizenregister. Die Datenregister DK und DR sind als funktionelle Blocks dargestellt. Es ist zu beachten, daß die Funktion der Datenregister, nämlich die Erzeugung des umgekehrten UND und des umgekehrten exklusiven ODER mit einer Anzahl entweder elektronischer oder mechanischer Mittel durchführbar ist und daß diese Erfindung nicht auf ein bestimmtes Mittel beschränkt sein soll. Zum Beispiel sind gewisse grundlegende magnetische logische Bauelemente wie z. B. NICHT, Exklusiv-ODER und UND, welche bei den DR- und DAT-Registern dieser Erfindung anwendbar sind, in Kapitel 10, S. 161 bis 166 in der Veröffentlichung »Digital Application of Magnetic Devices«, herausgegeben von Albert J. Meyer hoff u.a., beschrieben. ...In Fig. 4, 14 core zero decoders 10-23 are shown, each of which is shown as a narrow rectangular band. Cores 10-19 form the Mßl carry matrix register. The data registers DK and DR are shown as functional blocks. It should be noted that the function of the data registers, namely, the generation of the reverse AND and the reverse exclusive OR, can be performed by a number of either electronic or mechanical means and that this invention is not intended to be limited to any particular means. For example, certain basic magnetic logic components such as B. NOT, Exclusive-OR and AND, which are applicable to the DR and DAT registers of this invention, in Chapter 10, pp. 161 to 166 in the publication "Digital Application of Magnetic Devices", edited by Albert J. Meyer hoff et al. ...

Die Ausgangssignale des Datenregisters triggern die Hinderungstreiber ID, welche dem Bündel Eingangsleitungen, die an einer Speisespannungsquelle V enden, die Eingangssignale liefern. Der schräge Strich an dem Krcuzungspunkt eines Kerns mit einer Leitung zeigt an, daß die fragliche Leitung durch den Kern hindurchgeht. Die Richtung der Neigung des Striches bezüglichThe output signals of the data register trigger the hindrance driver ID, which supplies the bundle of input lines which terminate at a supply voltage source V with the input signals. The oblique line at the junction of a core with a lead indicates that the lead in question passes through the core. The direction of the slope of the stroke with respect to

d« Siren» m der Leitung gibt die Richtung an, in »tlchef die« hindurchführt.d «Siren» on the line indicates the direction in "Tlchef who" leads through.

DcTSteucn.gnalgcneratorSOführtdieSteuerlog.kausDcTSteucn.gnalgcneratorSO carries out the control log

und liefen ate «iiliche Steuerung fur die arithmetische Operation. Die Signale von dem Steuergenerator betätigen geeignete Stromtreiber SD und /M) weldie Stromimpuls in einer Richtung liefern so daß ein- zdTtc Kerngruppen, weiche mit dem MA1- und MBl-Rcgtster verbunden sind, gesetzt werden und daß auch sämtliche Kerne rückgesteilt werden. Das jeweilige Seucn oder Rückstellen des DR- und £>AT-Registers geschieht unter Steuerung des Signalgenerators. Zusätzlich betätigt der Generator, wenn dies die Steuerlogik erfordert, den mit der Leitung K0 verbundenen Hinderungstreiber.and ran ate "iiliche control for the arithmetic operation. The signals from the control generator actuate suitable current drivers SD and / M) which deliver current impulses in one direction so that individual core groups connected to the MA 1 and MBI controller are set and that all cores are also set back. The respective setting or resetting of the DR and £> AT registers is done under the control of the signal generator. In addition, if required by the control logic, the generator activates the hindrance driver connected to line K 0.

Ein von dem Rückstellen jedes Kerns abgeleitetes Ausgangssignal induziert eine Spannung in den damit induktiv gekoppelten Abfühlleitungen. Dabei ist zu bemerken, daß in dem Fall des Übertrags-Matrizenregistcrs MBl mehrere Abfühlleitungen durch mehr als einen Kern hindurchgehen und dadurch als ODER-Glied oder Mischer für die von den Kernen abgeleiteten Ausgangssignale dienen. Wenn eine Abfühlleitung durch mehr als einen Kern hindurchgeht, wird ihre Wicklungsrichtung bei aufeinanderfolgenden Kernen jeweils umgekehrt, so daß dadurch während des Leseoder Rückstcllvorgangs der Kerne ein gewisser Grad von Störunterdrückung erreicht wird.An output signal derived from the reset of each core induces a voltage in the sense lines inductively coupled therewith. It should be noted that in the case of the carry Matrizenregistcrs MBl pass multiple sense lines by more than one core, and thereby serve as an OR gate or mixer for those derived from the nuclei of output signals. When a sense lead passes through more than one core, its winding direction is reversed for successive cores, thereby providing some degree of noise suppression during the read or reset process of the cores.

Der Ausgang jeder einzelnen Abfühlleitung ist mit einem Abfühl verstärker verbunden. Dabei bilden die mit dem MA 1-Register verbundenen Abfühlverstärker den Informationskanal »A« und die mit dem MBl-Register verbundenen den Kanal »B«. Von diesen Kanälen wird die Information entsprechenden Teilen des DR- und £>#-Registers zugeleitet, wodurch der Kreis geschlossen wird.The output of each individual sense line is connected to a sense amplifier. The sense amplifiers connected to the MA 1 register form the information channel "A" and those connected to the MBl register form channel "B". From these channels the information is fed to corresponding parts of the DR and £># registers, thereby closing the loop.

Die Verdrahtungstechnik der Kern-Nullentcoder geht deutlich aus der Darstellung des ΛΛβΙ-Registers in F ί g. 4 hervor. Die Gleichungen für die Ausdrücke des gleichzeitigen Übertrags sind von der allgemeinen Form, wie sie in (11 a) oder (lib) angegeben sind, und sind in Gleichung (12) in der binären Matrizenschreibweise dargestellt. Die Gleichungen für die ersten vier Ubertragsausdrücke lauten unter Zugrundelegung der Form (Ub): 'The wiring technology of the core zero decoder is clear from the representation of the ΛΛβΙ register in F ί g. 4 emerges. The equations for the simultaneous carry terms are of the general one Form as given in (11 a) or (lib), and are shown in equation (12) in binary matrix notation. The equations for the first four Transfer expressions are based on the form (Ub): '

C1 = K0 C 1 = K 0

Ct = K0R1 + K1 Ct = K 0 R 1 + K 1

Ct = K0R1R1 + K1R1 + K1 (Hb') C t = K 0 R 1 R 1 + K 1 R 1 + K 1 (Hb ')

C4 = K0R1R1R3 + K1R1R3 + K2R3 + K3 C 4 = K 0 R 1 R 1 R 3 + K 1 R 1 R 3 + K 2 R 3 + K 3

Wenn man berücksichtigt, daß die Antikoinzidenz-Decodierer, wie sie oben beschrieben wurden, invertierte Eingangssignale erfordern, ist es allerdings bequemer und vielleicht besser verständlich, wenn man in der nun folgenden Beschreibung diese Decodierer so betrachtet, als ob sie gewöhnliche Koinzidenzdecodierer waren. In der Praxis benötigen die Kern-Nulldccodierer tatsächlich invertierte Signale auf den bmgjngs-HinderungsIeitungen, wie z. B. IT1, F1 oderHowever, taking into account that the anti-coincidence decoders as described above require inverted input signals, it is more convenient, and perhaps better understood, to look at these decoders as if they were ordinary coincidence decoders in the description that follows. In practice, the core zero decoders actually need inverted signals on the bmgjngs-hinderungsLleitung, such as e.g. B. IT 1 , F 1 or

u .«. usw- Ebe"so werden die Datenregister so beschrieben, als ob sie die Funktion selbst und nicht die umgekehrte Funktion erzeugten, obwohl in der Praxis die letztere erforderlich ist. u . «. etc. - Ebe "so the data registers are written as if they generated the function itself and not the inverse function, although in practice the latter is required.

F-.s folgt nun die Betrachtung des ersten Übertragsausdrucks C1 in der oben aus (lib) entwickelten Gleichung (H b'). DieSc Gleichung hat auf der rechtenF-.s now follows the consideration of the first carry expression C 1 in the equation (H b ') developed above from (lib). The eS c equation has on the right

Seite nur einen Ausdruck, nämlich AT0. Wie schon erwähnt, wird jeder Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung durch einen Kern-Nulldecodierer verkörpert. Der Kern 10 stellt diesen einzelnen Ausdruck ajjf der rechten Gleichungsseite dar, und die Leitung K0, welche von dem Steuersignalgenerator 50 ausgeht und über einen Hinderungstreiber läuft, durchdringt den Kern 10 in der Richtung, daß ein hindurchgeleiteter Strom den Kern rückstellt. Dies gilt natürlich für allePage only one expression, namely AT 0 . As mentioned earlier, each term on the right hand side of the equation is represented by a kernel zero decoder. The core 10 represents this single expression ajjf of the right-hand side of the equation, and the line K 0 , which originates from the control signal generator 50 and runs via a hindrance driver, penetrates the core 10 in the direction that a current passed through it resets the core. This of course applies to everyone

ίο anderen Hinderungsleitungen, welche durch die Kerne hindurchgehen, gleichermaßen.ίο other obstruction lines running through the cores go through, alike.

Der zweite Übertragsausdruck C2 hat auf der rechten Seite zwei jeweils durch die Kerne 11 und 12 dargestellte Ausdrücke. Der erste Ausdruck^/?, ist dadurch verwirklicht, daß die Leitungen K0 und A1 durch den" Kern 11 hindurchgehen. Der Ausdruck K1 erscheint dort, wo die Leitung K1 durch den Kern 12 hindurchgeht. Eine gemeinsame, dem Übertragsausdruck C2 entsprechende Abfühlleitung 31 geht The second carry term C 2 has two terms, each represented by the kernels 11 and 12, on the right-hand side. The first expression ^ / ?, is realized in that the lines K 0 and A 1 pass through the "core 11. The expression K 1 appears where the line K 1 passes through the core 12. A common, the carry-over expression C 2 corresponding sensing line 31 goes

so durch die Kerne 11 und 12 hindurch und liefert dabei die Inklusiv-ODER-Operation an den Ausgängen dieser Decodiererausdrücke. Eine Betrachtung der Gleichung für C3 zeigt, daß jeder Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung wie folgt schaltungsmäßigso through cores 11 and 12, thereby providing the inclusive-OR operation on the outputs of these decoder expressions. Examination of the equation for C 3 shows that each term on the right hand side of the equation is in circuitry as follows

as realisiert ist: 'as is realized: '

K0R1R1 — Kern 13 ist durchdrungen von K0, R1 und K 0 R 1 R 1 - core 13 is penetrated by K 0 , R 1 and

R1 R 1 ■ ;■ . ■ _ ■ - _..■; ■. ■ _ ■ - _ ..

K1R1 — Kern 14 ist durchdrungen von K1 und R1 K 1 R 1 - core 14 is penetrated by K 1 and R 1

K1 — Kern 15 ist durchdrungen von Kx K 1 - core 15 is penetrated by K x

C4 ist auf ähnliche Weise schaltungsmäßig realisiert:C 4 is implemented in a similar way in terms of circuitry:

K0R1R1R3 — Decodie_rerkern 16 ist durchdrungen von . K0, R1, R1, R3 , K 0 R 1 R 1 R 3 - Decoder_rerkern 16 is penetrated by. K 0 , R 1 , R 1 , R 3 ,

K1R1R3 — der Decodiererkern 17 ist durchdrungen von K1, A1, A3 K 1 R 1 R 3 - the decoder core 17 is penetrated by K 1 , A 1 , A 3

K1R3der Kern 18 ist durchdrungen von K1, R3und K 1 R 3 - the core 18 is penetrated by K 1 , R 3 * ° and

K3 — der Kern 19 ist durchdrungen von K3. K 3 - the core 19 is penetrated by K 3 .

Die Übertragsausdrücke erscheinen entsprechend als die Signalausgänge der Abfühlleitungen 30, 31, 32 und 33. Die Abfühlsignale treiben jeweils Abfühlverstärker 40, 41, 42 und 43, deren Ausgänge die den beiden Datenregistern DK und DR zugeleiteten Vektorausdrücke B1, B1, B3 und S4 werden.The carry expressions appear accordingly as the signal outputs of the sense lines 30, 31, 32 and 33. The sense signals drive sense amplifiers 40, 41, 42 and 43, the outputs of which are the vector expressions B 1 , B 1 , B 3 and fed to the two data registers DK and DR S 4 will be.

Die Verdrahtung des Registers MA1 ist ähnlich derjenigen von MBl, ist jedoch ^deshalb etwas einfacher, weil jeder Ausdruck R1, A1, A3 und A4 des Registers DR darin gepuffert wird und jede dieser Hinderungsleitungen einen Kern des Registers MA 1The wiring of the register MA 1 is similar to that of MBl, but it is somewhat simpler because every expression R 1 , A 1 , A 3 and A 4 of the register DR is buffered in it and each of these inhibiting lines is a core of the register MA 1

durchdringt. Die Leitungen /T1 bis ίΓ4 durchdringen also die Kerne 20 bis 23. Die Ausgänge dieser letzteren Kerne werden von den Abfühlleitungen 34, 35, 36 und 37, welche die Abfühlverstärker 44, 45, 46 und 47 treiben, abgefühlt. Die Ausgänge dieser letzten Gruppe von Abfühlverstärkcrn sind die den Registern DR und DK zugeleiteten Vektorausdrücke A1 bis A4. penetrates. Lines / T 1 through ίΓ 4 thus penetrate cores 20 through 23. The outputs of these latter cores are sensed by sense lines 34, 35, 36 and 37 which drive sense amplifiers 44, 45, 46 and 47. The outputs of this last group of sense amplifiers are the vector expressions A 1 to A 4 fed to the registers DR and DK .

Die F i g. 5 weist dieselbe Form wie das Blockdiagramm der in F ί g. 2 dargestellten Methode 1 des Additionsprozesses auf. Die F i g. 5 zeigt die Addition zweier binärer Zahlen, nämlich 0/-LO und 0Λ0/., mit dem Ziel, die Summe LOLL zu bilden, und /cigt die Art der Information, wie sie in den verschiedenen Registern während verschiedener Phasen derThe F i g. 5 has the same form as the block diagram of FIG. 2 shown method 1 of the addition process. The F i g. 5 shows the addition of two binary numbers, namely 0 / -LO and 0Λ0 /., With the aim of forming the sum LOLL and / cigt the type of information as it is in the various registers during different phases of the

17 1817 18

Operationstakte gespeichert ist. Die nun folgende Be- die Kerne 20 und 21 in dem MA 1-Register gesetzt. DieOperation cycles is stored. The following loading sets cores 20 and 21 in the MA 1 register. the

Schreibung soll sich auch auf die allgemeine, schon zu diesem Zeitpunkt in dem MA 1-Register gespei-Writing should also refer to the general, already at this point in time stored in the MA 1 register.

oben mit Hilfe von F i g. 2 beschriebene Additions- cherte Information lautet QOLL, und in MBi ist LOOOabove with the help of FIG. 2 is QOLL, and in MBi is LOOO

operation beziehen. gespeichert.operation related. saved.

Unter Berücksichtigung der F i g. 4 und 5 vollzieht 5 Taktgeberzyklus 2, Phase B — auf den SteuerbefehlTaking into account the F i g. 4 and 5 completes 5 clock cycle 2, phase B - on the control command

sich die Addition der beiden binären Zahlen 0£L0 und des Steuergenerators 50 hin werden MA1 und MBl the addition of the two binary numbers 0 £ L0 and the control generator 50 are MA 1 and MBl

OLOL wie folgt: rückgestellt. Dabei lautet die Information auf demOLOL as follows: reset. The information is on the

Taktgeberzyklus 1, Phase A — es sei angenommen, »A«-Kanal von MAl jetzt A1 = L, A2 = L, A3 = 0, daß sämtliche Kerne 10 bis 23 sich ursprünglich in dem A1 = 0; und auf dem Kanal »B« von MBl liegt vor: rückgestellten Zustand befinden. Es sei weiter ange- 10 B1 = 0, B2 = 0, B30, Bx = L. Diese Information nommen, daß der Summand (der addiert wird) wird gleichzeitig dem Register DA, welches durch den (Addend), nämlich die binäre Zahl OLLO, in dem Steuergenerator gesetzt wird, zugeleitet. Das ReRegister DR gespeichert ist und daß der (zu ver- gisterDÄ vollführt ein exklusives ODER mit der mehrende) Summand (Augend) OLOL in dem Daten- Information aus den Kanälen A und B, und das speicher gespeichert ist. Der Steuersignalgenerator 50 15 Resultat in DR lautet LOLL, welches die Summe der betätigt den Rückstelltreiber DR, welcher das Daten- ursprünglichen Summanden darstellt. Damit ist der register DR abliest. Unter weiterer Betrachtung der Additionsprozeß beendet.Clock cycle 1, phase A - it is assumed that the "A" channel of MAl is now A 1 = L, A 2 = L, A 3 = 0, that all cores 10 to 23 are originally in A 1 = 0; and on channel "B" of MBl there is: reset status. It should also be noted that 10 B 1 = 0, B 2 = 0, B 3 - 0, B x = L. This information assumes that the summand (which is added) is at the same time the register DA, which is determined by the (Addend) , namely the binary number OLLO, which is set in the control generator. The ReRegister DR is stored and that the (to be vergisterDÄ performs an exclusive OR with the multiple) summand (Augend) OLOL in the data information from channels A and B, and that is stored in the memory. The control signal generator 50 15 result in DR is LOLL, which is the sum of the actuates the reset driver DR, which represents the data-original summand. This reads the register DR. With further consideration the addition process ended.

Antikoinzidenz-Decodierungsweise soll zum Zwecke F i g. 6 stellt ein Diagramm des Multiplikationsder Erklärung angenommen sein, daß sich beim Lesen prozesses dar, welcher die oben beschriebene Addi- oder Rückstellen des Registers DK oder DR ein Aus- ao tionsanordnung gemäß Methode I benutzt. Die Zeichgangssignal von all den Registerteilen ergibt, welche nung stellt eigentlich einen Zeitpunkt mitten im eine »0«, speichern und kein wahrnehmbarer Span- Multiplikationsvorgang und nicht etwa dessen Anfang nungsausgang von den »L«en speichernden Teilen. oder Ende dar. Es sei angenommen, daß die Stellen-Gleichzeitig pulst der Signalgenerator den Schalt- verschobene Teilproduktensumme in dem Matrizentreiber für MA1. Das Auslesen der in DR gespeicher- 35 register MBl und daß der vorbereitete Multiplikand, : ten Information betätigt die Hinderungstreiber für die welcher zu dieser Summe addiert werden soll, in ■>■ Leitungen Tf1 und Rx. Die Leitungen R2 undR3 bleiben dem Matrizenregister MAl gespeichert sind. Während in Ruhe. Unter diesen Bedingungen verhindert ein der Phase B des betrachteten Taktgeberzyklus werden Stromfluß in den Leitungen Ä, und Rx das Setzen der die Matrizenregister MAl und MBl rückgestellt und Kerne 20 und 23. Nur die Kerne 21 und 22 des Matri- 30 leiten Informationen über die Kanäle A und B, welche zenregisters MA1 werden gesetzt. dann in die Datenregister DK und DR gebrachtAnticoincidence decoding is intended for the purpose of FIG. 6 shows a diagram of the multiplication of the explanation, assuming that the reading process using the above-described adding or resetting of the register DK or DR, an Ausao tion arrangement according to method I is shown. The drawing signal from all of the register parts shows what is actually a point in time in the middle of a "0" store and no perceptible span multiplication process and not its beginning output from the parts storing "L" s. or end. It is assumed that the digits-Simultaneously the signal generator pulses the shifted partial product sum in the matrix driver for MA 1. Reading out the register MB1 stored in DR and that the prepared multiplicand : th information activates the hindrance driver for which which is to be added to this sum, in ■> ■ lines Tf 1 and R x . The lines R 2 and R 3 remain stored in the matrix register MAl. While at rest. Under these conditions, a phase B of the clock cycle under consideration prevents the flow of current in the lines A, and R x the setting of the matrix registers MAl and MBl and cores 20 and 23. Only cores 21 and 22 of the matrix 30 conduct information about the Channels A and B, which zenregisters MA 1 are set. then brought into the data registers DK and DR

Taktgeberzyklus 1, Phase B — der Steuersignal- werden, wo das logische Produkt und das Exklusivgenerator betätigt dann den Rückstelltreiber für MA1 ODER entsprechender Ausdrücke abgeleitet werden, und veranlaßt außerdem, daß der (zu vermehrende) Während der Phase A des nächsten Taktgeber-Summand aus dem Datenspeicher ausgelesen wird. 35 zyklus werden die beiden Datenregister rückgestellt, Die Kerne 21 und 22 werden in den rückgestellten ' und das Übertrags-Matrizenregister MBl und das Z)A Zustand geschaltet und induzieren dabei Spannungen puffernde Matrizenregister MA1 werden gesetzt, in den Abfühlleitungen 35 und 36. Diese Spannungen Während der Phase B dieses Taktgeberzyklus werden werden ihrerseits durch Abfühlverstärker 45 und 46 die Matrizenregister MA1 und MB 1 rückgestellt, als A2 und A3 in die Register DR und DK übertragen. 40 und das Exklusiv-ODER oder die Summe wird in Bei Abwesenheit von Schaltsignalen von den Kernen 20 dem Datenregister DR abgeleitet,
und 23 bleiben die Leitungen A1 und Ax in Ruhe. Die In der Phase A des jetzt betrachteten dritten Takt-Ausdrücke Bi aus dem Speicher und die Ausdrücke/^ geberzyklus wird das Datenregister DR, welches die aus dem Register MA1 werden gleichzeitig in die Ausdrücke St enthält, rückgestellt, und die Infor- ( ,'" Register DR und DK hineingelesen. Das Register DK 45 mation wird nach links stellenverschoben und in vollführt ein logisches UND, so daß aus der darin ge- einem Matrizenregister MBl gepuffert. Zur gleichen speicherten Information OLOO wird, und das Register Zeit wird das Multiplikanden-Datenregister DM—dies DR vollführt ein exklusives ODER und speichert dabei ist ein neues, bei der Multiplikation erforderliches 00LL. Datenregister — ebenso wie das Multiplikator- :
Clock cycle 1, phase B - the control signal - is where the logic product and the exclusive generator operates then the reset driver for MA1 OR corresponding expressions are derived, and also causes the (to be increased) during phase A of the next clock addend the data memory is read out. 35 cycle, the two data registers are reset, the cores 21 and 22 are switched to the reset 'and the carry matrix register MBl and the Z) A state and induce voltage-buffering matrix registers MA 1 are set in the sensing lines 35 and 36. These Voltages During phase B of this clock cycle, the matrix registers MA 1 and MB 1 are in turn reset by sense amplifiers 45 and 46 , transferred as A 2 and A 3 into the registers DR and DK . 40 and the exclusive OR or the sum is derived in the absence of switching signals from the cores 20 to the data register DR ,
and 23 the lines A 1 and A x remain idle. In phase A of the third clock expression Bi from the memory and the expressions / transmitter cycle, the data register DR, which contains the expressions St from register MA1 at the same time, is reset, and the information ( , ' read into "register DR and DK. the register DK mation 45 illustrate shifted to the left and performs a logical aND, so that from it overall a Matrizenregister MBl buffered. is the same stored information OLOO, and the register time, the multiplicand Data register DM - this DR performs an exclusive OR and stores a new 00LL, which is required for the multiplication. Data register - as well as the multiplier-:

Taktgeberzyklus 2, Phase A — der Steuersignal- 50 Datenregister DN entleert, und ein besonderes Ma- \ Clock cycle 2, phase A - the control signal 50 data register DN emptied, and a special measure \

generator veranlaßt die Rückstellung von DK und DA trizenregister MAl wird gesetzt. Dieses Registergenerator causes DK to be reset and DA trizen register MAl is set. This register

und liefert gleichzeitig an alle Kern-Nulldecodierer bildet ein logisches Produkt aus der niedrigsten ;and simultaneously delivers to all core zero decoders forming a logical product of the lowest;

von MAl und MBl ein Setzsignal._A.uf_diese Weise StelleJV1 (least significant bit) des Multiplikatorsa set signal from MAl and MBl. _A. In this way positionJV 1 (least significant bit) of the multiplier

werden die Hinderungsleitungen "R1, K2, K4 und R3, Rx und allen Ausdrücken Mt des Multiplikanden. Dasbecome the hindrance lines "R 1 , K 2 , K 4 and R 3 , R x and all terms Mt of the multiplicand. The

betätigt. Die Hinderungsleitung K0 wird ebenfalls 55 Ergebnis ist, daß das nächste Wort, welches zu deractuated. The inhibition line K 0 is also 55 Result is that the next word, which is to the

von dem Steuersignalgenerator betätigt. In der Praxis Teilproduktensumme addiert wird, eine 0 ist, wennoperated by the control signal generator. In practice the partial product sum is added, a 0 is when

wird K0 stets während dieser Phase des Additions- die Multiplikatorstelle eine 0 ist oder gleich dem K 0 is always during this phase of the addition- the multiplier digit is 0 or equal to

prozesses aktiviert. Bei der Subtraktion wird jedoch Multiplikanden ist, wenn die Multiplikatorstelle eine 'activated. In the case of subtraction, however, the multiplicand is if the multiplier digit is a '

das Einer-Komplement desJSubtrahenden zum Minu- L ist. Die beiden letztgenannten Register sind mit -is the one's complement of the subtrahend to the minus L. The last two registers are marked with -

enden addiert, wobei die AO-Leitung nicht aktiviert 60 gestrichelten Linien dargestellt, da es sich bei ihnenends added up, with the AO line not activated 60 dashed lines shown as they are

ist, was zur Folge hat, daß ein Übertrag in die niedrigste um die gleichen Matrizenregister MA1 und MBl is, which has the consequence that a carry into the lowest by the same matrix register MA1 and MBl

Addierstufe eingeführt wird, wie dies die in einer aus- handelt, von welchen am Anfang dieser OperationAdding stage is introduced, as negotiated in one of which at the beginning of this operation

geführten Ausführungsform der Erfindung angewen- die Rede war. Das Ergebnis dieser Maßnahmenguided embodiment of the invention applied- was discussed. The result of these actions

dete Zweier-Komplement-Arithmetik erfordert. Unter ist, daß eine Addition und ein Stellenverschiebenrequires two's complement arithmetic. Below is an addition and a digits shift

diesen Umständen wird selbstverständlich nur ein Kern 65 jeweils in zwei Taktgeberperioden durchgeführt werdenunder these circumstances, of course, only one core 65 will be performed at any two clock periods

in dem Λ/Al-Register gesetzt, nämlich der Übertrags- können und daß die Multiplikation 24stclliger Zahlenset in the Λ / A1 register, namely the carry and that the multiplication of 24-digit numbers

kern 19. Alle anderen Kerne in dem Register bleiben (einschließlich Vorzeichenbit) in 46 Taktgeberperiodenkernel 19. All other kernels in the register remain (including sign bits) for 46 clock periods

dann in dem rückgestellten Zustand. Ebenso werden beendet ist, zuzüglich zusätzlicher Takte für dasthen in the reset state. It is also finished, plus additional bars for the

jcs Vorzeichens sowie für das Einstellen u, Vorzeichens am Ende der Multi-jcs sign as well as for setting u , sign at the end of the multi

^ΤΓηιδ ein Blockdiagramm einer arith- «Jt-u*«n Einheit zur Durchführung der.Operationen ttsas'der % erliegenden Erfindung dar, unterscheidet Sch *d«h von der oben beschriebenen Methode I. D** Svüeirdiaeramm der F i g. 7 und die Additions- via Muluplikätionsdiagramme der Fig 8 und 9 UR*J ir.ii .Methode 11« bezeichnet. Das (Jbertrags-Mair*cnrcg:s;cr MBi der Methode I ist hier durch ein Begier MB3 ersetzt, in welchem die endgültige Sumir.e mittels einer Inklusiv-ODER-Operation abrckitet wird, wobei die Abfühlleitungen in der feiernden Weise als Mischer verwendet werden:A block diagram of an arithmetic unit for carrying out the operations of the present invention differs from the method described above. 7 and the addition via Muluplikätionsdiagramme of Figures 8 and 9 UR * J ir.ii .A method 11 ", respectively. The (Jbertrags-Mair * cnrcg: s; cr MBi of method I is replaced here by a desire MB3 , in which the final sumir.e is retrieved by means of an inclusive-OR operation, with the sensing lines being used as a mixer in the celebrating manner will:

5« = RiCi + RiCi, 5 «= RiCi + RiCi,

wenn Ct durch Gleichung (lib) definiert ist und Ct gegeben ist durch:if Ct is defined by equation (lib) and Ct is given by:

C", » K9R9R1Ri--Ri-i C ", » K 9 R 9 R 1 Ri - Ri-i

-f K1R1RtR3-Rt-I+ ... + AJ-jäV-i.-f K 1 R 1 RtR 3 -Rt-I + ... + AJ-jäV-i.

Diese Operation erfordert die doppelte Anzahl Kem-Nulldecodierer wie in dem Übertrags-MatrizenrtgiJtcr A/51_der Methode I und außerdem die Teile Xi und Ri der Datenregister DK und DR, welche in der Operation gemäß Methode I überhaupt nicht verwendet werden. Der Vorteil der Operationen nach Methode II ist, daß Additionen mit der Geschwindigkeit \on einer Addition pro Takt durchgeführt werden können. Das aber bedeutet eine bedeutende Erhöhung der M ultiplikationsgeschwindigkeit.This operation requires twice the number of Kem zero decoders as in the carry matrix type A / 51 of method I and also the parts Xi and Ri of the data registers DK and DR, which are not used at all in the operation according to method I. The advantage of the operations according to method II is that additions can be carried out at the rate of one addition per cycle. But that means a significant increase in the speed of multiplication.

Lnter Bezugnahme auf F i g. 8 sind folgende Einzelheiten des Additionsvorganges festzuhalten. Ursprünglich befinden sich die Termed des Summanden (der addiert wird) in dem Datenregister DR. In der Phase A des Taktgeberzyklus 1 wird das Daten-Kgjsier DR rückgestellt, und das Matrizen-Puffericgistcr MAl wird gesetzt. Zur gleichen Zeit werden die Ausdrücke Bi des (zu vermehrenden) Summanden in dem Datenspeicher adressiert. W ährend der !'hase B des ersten Taktgeberzyklus werden das Fuflerrcgister MA1 und die Datenspeicherstelle B1 entleert. Wenn die Information auf den Kanälen erscheint, werden die Datenregister DA und DR, welche die Datenteile Kt und Rt umfassen, gesetzt. Die beiden letztgenannten Teile des Registers/)/? sind nötig, im durch diese besondere Operation die Summe in dem Matrizenregister zu erzeugen. t Referring to FIG. 8 the following details of the addition process are to be recorded. The terms of the summand (which is added) are originally located in the data register DR. In phase A of the clock cycle 1, the data register DR is reset and the matrix buffer register MAl is set. At the same time, the expressions Bi of the summand (to be multiplied) are addressed in the data memory. During phase B of the first clock cycle, the load register MA 1 and the data storage location B 1 are emptied. When the information appears on the channels, the data registers DA and DR, which comprise the data parts Kt and Rt , are set. The last two parts of the register /) /? are necessary to generate the sum in the matrix register by this special operation. t

Während der l·hase A des zweiten Taktgeberzyklus »erden die Datenregister DR und DK entleert, und die Summe wird in dem Matrizenregister MB3 gebildet. Die Gleichungen Ct des gleichzeitigen Übertrags sind nur eine Funktion der Ausdrücke R und K, während, die Q-Gleichungen Ausdrücke mit R, TJ, A und K erfordern. Während der Phase B des zweiten Taktgeberzyklus wird die Summe St aus den Matrizenregistern in das Datenregister R gebracht.During phase A of the second clock cycle, the data registers DR and DK are emptied, and the sum is formed in the matrix register MB 3. The concurrent carry equations Ct are only a function of the R and K terms, while the Q equations require R, TJ, A, and K terms. During phase B of the second clock cycle, the sum St from the matrix registers is brought into the data register R.

Bei der Multiplikationsoperation nach Methode II α \?" ^- W'rc*' wenn man wiederum in der MitteIn the multiplication operation according to method II α \? "^ - W ' rc *' when you turn in the middle

j ι ultiPlikati°nsvorganges beginnt, die Teilproduktensumme in dem Matrizenregister MAl und der neue (zu vermehrende) Summand MtN1 in dem Matnzenregister MB3 gespeichert. Während der Phase dieses Taktgeberzyklus werden diese beiden Matrizenregistcr entleert, und die Datenregister Dtf und DR werden einschließlich ihrer Teile Kt und Rt gesetzt. The ultimate plan process begins, the partial product sum is stored in the matrix register MAl and the new summand MtN 1 (to be increased) is stored in the matnzenregister MB3. During the phase of this clock cycle, these two matrix registers are emptied and the data registers Dtf and DR including their parts Kt and Rt are set.

Während der Phase A des nächsten Taktgeberzyklus werden diese Datenregister entleert, und ein Summen-Matrizenregister MB3, welches, wie durch den Index /-1 angedeutet, richtig stellenverschoben ist, wird gesetzt. Zur gleichen Zeit wird die niedrigste Stelle N1 des Multiplikator-Datenregisters DN und Mt oder das Multiplikandenregister DM entleert, undDuring phase A of the next clock cycle, these data registers are emptied and a sum matrix register MB3, which is correctly shifted, as indicated by the index / -1, is set. At the same time, the lowest digit N 1 of the multiplier data registers DN and Mt or the multiplicand register DM is emptied, and

ίο der neue Summand MiN1, welcher zu der Teilproduktensumme addiert wird, wird in dem Matrizenregister MAl erzeugt. Die gestrichelten Linien deuten an, daß diese letztgenannten Register dieselben wie die ursprünglichen Matrizenregister MA 2 und MB3 sind. Dieses Multiplikationsschema führt in jedem Taktgeberzyklus eine Addition durch. Dabei sind je nach Erfordernis noch zusätzliche Taktgeberzyklen für die Justierung des Vorzeichens und Komplementbildung des endgültigen Produkts zu veranschlagen.ίο the new summand MiN 1 , which is added to the partial product sum, is generated in the matrix register MAl. The dashed lines indicate that these latter registers are the same as the original matrix registers MA 2 and MB3 . This multiplication scheme performs an addition every clock cycle. Depending on the requirements, additional clock cycles for adjusting the sign and forming the complement of the final product must be estimated.

ao Das Schema benötigt außerdem zwei Abfühlverstärkerkanäle, wie in der Methode I, welche beide unipolar sind, macht zwei neue Teile für die Datenregister DR und DK und ihre Hinderungstreiber sowie die doppelte Anzahl von Kernen zur Durchführung derao The scheme also requires two sense amplifier channels, as in Method I, which are both unipolar, makes two new parts for the data registers DR and DK and their hindrance drivers, and twice the number of cores to carry out the

as gleichzeitigen Übertrags-Funktion erforderlich. Dagegen ist jedoch die Multiplikation mittels der Methode II ungefähr doppelt so schnell wie die nach Methode I.
Die Fig. 10, 11 und 12 stellen in Blockform eine andere Variation arithmetischer Operationen unter Zugrundelegung der erfindungsgemäßen magnetischen Techniken dar. Diese Variation ist mit Methode III bezeichnet. In der Systemanordnung gemäß Fig. 10 wurde ein neues als MBA gekennzeichnetes Matrizenregister eingeführt. Dieses Register bildet die Summe St als Funktion einer Exklusiv-ODER-Operation, welche mit den Ct- und /{(-Ausdrücken vorgenommen wird.
The simultaneous carry over function is required. On the other hand, the multiplication using method II is roughly twice as fast as that using method I.
Figures 10, 11 and 12 illustrate, in block form, another variation of arithmetic operations utilizing the magnetic techniques of the present invention. This variation is designated Method III. In the system arrangement of FIG. 10, a new matrix register identified as MBA has been introduced. This register forms the sum St as a function of an exclusive OR operation which is carried out with the Ct and / {(expressions.

Der Additionsprozeß gemäß Methode III, wie er in F i g. 11 dargestellt ist, benötigt bei weitem weniger Bauelemente als Methode II und ist ebenso schnell wie diese. Die Besonderheit dieser Methode rührt her von der schaltungsmäßigen Verwendung bipolarer Abfühlverstärker. Dadurch wird die Durchführung eines einfachen Exklusiv-ODER zwischen zwei Kernen in dem Matrizenregister ermöglicht. Insbesondere kann als Folge der Definition von Rt und Kt stets nur ein Kern in einer einzigen Gleichung des gleichzeitigen Übertrags auf einmal gesetzt werden. Wenn nun andere, die Äi-Ausdrücke puffernde Kerne gesetzt worden sind und die Abfühlleitung alle Decodiererkerne für die Gleichung C„> des Zehner-Übertrags von einer Richtung her, z. B. von links durchdringt, während sie den Äl0-Kem von rechts durchdringt, dann erhält man ein Exklusiv-ODER dadurch, daß, wenn entweder beide Kerne gesetzt sind oder kein Kern gesetzt ist, die Abfühlleitung ein reines Null-Signal führt und der Abfühlverstärker einen »O«-Ausgang liefert. Wenn dagegen der /{„-Kern und keinerThe addition process according to method III, as shown in FIG. 11 requires far fewer components than Method II and is just as fast as this. The peculiarity of this method stems from the circuit-wise use of bipolar sense amplifiers. This enables a simple exclusive OR to be performed between two cores in the matrix register. In particular, as a result of the definition of Rt and Kt, only one kernel can be set at a time in a single equation of the simultaneous carry. If now other kernels buffering the Ai expressions have been set and the sense line includes all decoder kernels for the equation C "> of the carry-of-ten from one direction, e.g. B. penetrates from the left, while it penetrates the Ä l0 core from the right, then an exclusive OR is obtained in that if either both cores are set or no core is set, the sensing line carries a pure zero signal and the Sense amplifier provides an "O" output. If, on the other hand, the / {“core and none

So der C,0-Kernc gesetzt ist, oder wenn andererseits einer der C10-Kerne gesetzt und der Ä1#-Kern nicht gesetzt ist, liefert der Abfühlverstirker einen »!«-Ausgang. If the C, 0 core is set, or if, on the other hand, one of the C 10 cores is set and the Ä 1 # core is not set, the sensing amplifier delivers a "!" Output.

Im einzelnen geht der Addttioosvorgang folgenderes maßen vor sich: Ursprünglich befindet sich der Summand At (der addiert wird) in dem Datenregister DA, und der (zu vermehrende) Summand steht im Speicher. Während der Phase Λ des ersten Taktgeber-In detail, the addition process proceeds as follows: Originally the summand At (which is added) is in the data register DA, and the summand (to be increased) is in the memory. During phase Λ of the first clock generator

zyklus wird das -Datenregister entleert, und die Information wird in dem Matrizenregister MA1 gepuffert. Zur gleichen Zeit wird der Datenspeicher angesteuert. Während der Phase B des ersten Taktgeberzyklus werden sowohl das Puffer-Matrizenregister MA1 als auch der Datenspeicher entleert. Während nun die Information die beiden Kanäle herunterkommt, werden die Datenregister DK und DR gesetzt und führen mit der dargebotenen Information die einfachen logischen Operationen durch.cycle the data register is emptied and the information is buffered in the matrix register MA 1. The data memory is activated at the same time. During phase B of the first clock cycle, both the buffer matrix register MA 1 and the data memory are emptied. While the information is now coming down the two channels, the data registers DK and DR are set and carry out the simple logical operations with the information presented.

Während der Phase A des zweiten Taktgeberzyklus werden die Datenregister DK und DR entleert, und ein Summen-Matrizenregister MB4, welches durch den Block dargestellt ist, in welchem St = Ct -j- Rt ist, wird gesetzt. In der Phase B des zweiten Taktgeberzyklus wird dieses Matrizenregister entleert und die Summe von dem Matrizenregister zum Datenregister DR übertragen, wo mit ihr im ■ wesentlichen eine Exklusiv-ODER-Operation gegenüber Nullen durchgeführt wird, weiche den anderen Kanal herunter- ao kommen, was einfach eine Identitäts-Speicherungsfunktion zur Folge hat. Während diese Additionsmethode immer noch vier Übertragungszeiträume benötigt, wird jedoch keine Zeit verloren, da in einem praktischen System mindestens vier Übertragungs- as Zeiträume für aufeinanderfolgende Zugriffe zum Daten- und Befehlsspeicher erforderlich sind. Die Vorteile der Techniken gemäß Methode III treten bei der Multiplikation deutlich hervor.During phase A of the second clock cycle, the data registers DK and DR are emptied and a sum matrix register MB4, which is represented by the block in which St = Ct -j- Rt , is set. In phase B of the second clock cycle, this matrix register is emptied and the sum is transferred from the matrix register to the data register DR , where it is used essentially to perform an exclusive OR operation with respect to zeros, which come down the other channel, which is easy entails an identity storage function. While this addition method still requires four transmission periods, no time is lost, since in a practical system at least four transmission periods are required for successive accesses to the data and instruction memory. The advantages of the techniques according to Method III are clearly evident when multiplying.

F i g. 12 stellt den Multiplikationsvorgang gemäß Methode III graphisch dar. Wenn man auch hier wieder mitten im Rechenvorgang beginnt, so ist die stellenverschobene Teilproduktensumme in dem Matrizenregister MB4 gespeichert und der nächstfolgende (zu vermehrende) Summand in dem Matrizenregister MA1. Während der. Phase B dieses Taktgeberzyklus werden beide Matrizenregister entleert, und die Information fließt die Kanäle A und B hinab und in die Datenregister DK und DR, wo das einfache logische Produkt und das logische Exklusiv-ODER gebildet werden.F i g. 12 graphically represents the multiplication process according to method III. If you start again in the middle of the calculation process, the position-shifted partial product sum is stored in the matrix register MB4 and the next summand (to be increased) is stored in the matrix register MA1. During the. During phase B of this clock cycle, both matrix registers are emptied and the information flows down channels A and B and into data registers DK and DR where the simple logical product and the logical exclusive OR are formed.

In der Phase A des nächsten Taktgeberzyklus werden die Datenregister DK und DR entleert, und die Summe wird in einem Matrizenregister MB 4 gebildet, und zwar richtig stellenverschoben, wie durch den Index »i-l« angezeigt ist. Zur gleichen Zeit werden das Datenregister DM für den Multiplikanden Mt und die niedrigste Stelle N1 des Multiplikator-Datenregisters DN entleert, und der nächste (zu vermehrende) Summand für die Summe aus den Teilprodukten wird in MAl gebildet. Diese Blocks sind gestrichelt dargestellt, weil sie mit den ursprünglichen Matrizenregistern MAl und MBA zu Beginn der Operation identisch sind.In phase A of the next clock cycle, the data registers DK and DR are emptied and the sum is formed in a matrix register MB 4 , specifically shifted in correct places, as indicated by the index "il". At the same time, the data register DM for the multiplicand Mt and the lowest digit N 1 of the multiplier data register DN are emptied, and the next summand (to be increased) for the sum of the partial products is formed in MAl . These blocks are shown in dashed lines because they are identical to the original matrix registers MAI and MBA at the start of the operation.

Eine Addition und ein Schiebevorgang wird in dieser Anordnung während je zwei Ubertragungszeiträumen oder während 10 \l% bei einer Taktgeberfrequenz von 100 kHz durchgeführt, und eine vollständige Multiplikation kann in 24 Taktgeberzyklen zuzüglich zusätzlicher Zyklen für die Justierung des Vorzeichens und das Testen am Anfang und Ende der Operation durchgeführt werden. Damit ist die Methode III für logische Operationen sehr schnell und verwendet verhältnismäßig wenig Bauteile. Weiterhin ist zu_ bemerken, daß in diesem Fall die Teile Kt oder Rt der Datenregister DK und DR nicht erforderlich sind, wie dies noch der Fall bei der sehr schnellen Addition und Multiplikation gemäß Methode II war.An addition and a shift process are carried out in this arrangement for two transmission periods or for 10 \ l% at a clock frequency of 100 kHz, and a full multiplication can be performed in 24 clock cycles plus additional cycles for adjusting the sign and testing at the beginning and end surgery to be performed. Method III is therefore very fast for logical operations and uses relatively few components. It should also be noted that in this case the parts Kt or Rt of the data registers DK and DR are not required, as was still the case with the very fast addition and multiplication according to method II.

Entsprechend benötigt das Matrizenregister MBA nur halb so viele Kerne wie das Summen-Matrizenregister MBT) in Methode II.Accordingly, the matrix register MBA only needs half as many cores as the sum matrix register MBT) in method II.

Die obige Beschreibung der Erfindung und ihre Verkörperung in beispielsweisen arithmetischen Systemen zeigen, daß die erfindungsgemäßen Techniken sehr gut zur Durchführung komplexer logischer Funktionen geeignet sind. Andere Speichervorrichtungen als magnetische Kerne können gegebenenfalls mit Vorteil in der praktischen Ausbildung der Erfindung ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken verwendet werden. The above description of the invention and its embodiment in arithmetic by way of example Systems show that the inventive techniques are very good at performing complex logic Functions are suitable. Storage devices other than magnetic cores may be used can be used with advantage in the practical embodiment of the invention without deviating from the inventive concept.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zur parallelen Erzeugung eines aus mehreren Bits (C<) bestehenden Übertragsergebnisse (C) nach der Funktion1. Circuit arrangement for parallel generation a carry result (C) consisting of several bits (C <) after the function — K0 - K 0 R2 R 2 -f--f- ÄjAj bei einem Paralleladdierer, wobei Rt das Ergebnis der Exklusiv-ODER-Verknüpfung derjenigen Operandenbits (At, Bt) ist, für die das Übertragsbit Ci erzeugt wird, Kt das Ergebnis der UND-Verknüpfung des Augendenbits At und des Addendenbits Bi und K0 ein Bit ist, das dem Addierer von der nächstniedrigen Paralleladdierstufe zugeführt wird, und wobei das Zeichen »+« die inklusive ODER-Funktion und das Zeichen »·« die UND-Verknüpfung bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Anzahl UND-Glieder (DK) vorgesehen ist, von denen jedes an seinen Eingangsklemmen ein Bit (Bt) des Addenden (B) und ein Bit (At) des Augenden (A) empfängt, daß die Ausgangsklemmen der parallelen Exklusiv-ODER-Glieder des Paralleladdierers (DR) und der UND-Glieder (DK) mit einer zweiten Anzahl UND-Glieder (MBl; z.B. 10) verbunden sind, wobei je eines dieser letzteren UND-Glieder für jeden Ausdruck der Gleichungin a parallel adder, where Rt is the result of the exclusive OR operation of those operand bits (At, Bt) for which the carry bit Ci is generated, Kt is the result of the AND operation of the end bit At and the addend bit Bi and K 0 one bit which is fed to the adder from the next lower parallel adder stage, and where the sign "+" signifies the inclusive OR function and the sign "·" signifies the AND link, characterized in that a first number of AND elements (DK) are provided each of which receives at its input terminals a bit (Bt) of the addend (B) and a bit (At) of the end (A) that the output terminals of the parallel exclusive-OR gates of the parallel adder (DR) and the AND- Members (DK) are connected to a second number of AND members (MBl; eg 10), one of these latter AND members for each expression of the equation \~t — Aq * Aj /\j . . . /Vj — | \ ~ t - Aq * Aj / \ j. . . / Vj - | ~t~ Äj · R2 · /?3 ... Rt—i -\- ... -\- Kt — i ~ t ~ Äj · R 2 · /? 3 ... Rt-i - \ - ... - \ - Kt - i vorgesehen und mit seinen Eingangsklemmen mit dem Ausgang derjenigen Stufen des Paralleladdierers (DR) und mit dem Ausgang derjenigen UND-Glieder (DK) verbunden ist, deren entsprechende Bits (K, R) in dem betreffenden Ausdruck enthalten sind, und daß die Ausgänge jedes der zweiten Anzahl UND-Glieder (MBl; z. B. 10) für jede Gleichung mit den Eingangsklemmen eines Inklusiv-ODER-Gliedes (z. B. 30 bis 33 in F i g. 4) verbunden sind, wobei jedes dieser Inklusiv-ODER-GIieder an seiner Ausgangsklemme das . entsprechende Bit (Ci) des Übertragsergebnisses (C) für den Paralleladdierer liefert.is provided and connected with its input terminals to the output of those stages of the parallel adder (DR) and to the output of those AND gates (DK) whose corresponding bits (K, R) are contained in the expression concerned, and that the outputs of each of the A second number of AND elements (MB1; e.g. 10) for each equation are connected to the input terminals of an inclusive-OR element (e.g. 30 to 33 in FIG. 4), each of these inclusive-OR -Glieder on its output terminal that. provides the corresponding bit (Ci) of the carry result (C) for the parallel adder. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der zweiten Anzahl UND-Glieder (MBl) ein magnetisches Element (F i g. 4 z. B. 10, 11, 12, 13 ....) mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife aufweist, durch das eine Kombination von Leitern (vgl. in F i g. 1: B1, B1, ... Bn, Rückschaltleitung, Schaltleitung, Abfühlleitung) hindurchführt, von denen einige (Ri) mit unterschiedlichen2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that each of the second number of AND gates (MBl) has a magnetic element (F i g. 4 z. B. 10, 11, 12, 13 ....) with a substantially rectangular Has a hysteresis loop through which a combination of conductors (cf. in FIG. 1: B 1 , B 1 , ... B n , switch-back line, switching line, sensing line) passes, some of which (Ri) with different

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