DE1948604A1

DE1948604A1 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines negierten Gruppenuebertrages mit Hilfe von NOR-Schaltungen

Info

Publication number: DE1948604A1
Application number: DE19691948604
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wolf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-09-25
Filing date: 1969-09-25
Publication date: 1971-04-01
Also published as: US3681584A; NL7013629A; LU61725A1; FR2062436A5; DE1948604B2; BE756676A; GB1294209A

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines negierten Gruppenübertrages mit Hilfe von NOR-Schaltungen

Die Erfindung bezieht si^h auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines negierten Gruppei.überträges mit Hilfe von NOR- bzw. NAND-Schaltungen bei einem in Gruppen aufgeteilten Paralleladdierer, bei der der Gruppenübertrag parallel gebildet wird.

Um die Laufzeit der Übertragsbildung bei Paralleladdierern mit vielen Addierstufen herabzusetzen, wird der Addierer gewöhnlich in mehrere Gruppen aufgeteilt« Jede Gruppe enthält eine bestimmte Anzahl von Addierstufen, die bezüglich der anliegenden Operanden parallel arbeiten.

Für jede einzelne Gruppe muß dann aber ein Gruppenübertrag erzeugt werden, der der höherwertigen Gruppe, do h, der Gruppe, die die höherwertigen Operanden verarbeite-t, zugeführt v/ird. Dieser Gruppenübertrag kann mit Hilfe eines parallelen Übertragungsnetzwerkes gebildet werden: Das Übertragsnetzwerk realisiert dann die Übertragsgleichung für parallele Übertragserzeugung, die z. B₀ für vier Addierstufen folgendermaßen aussieht: U₄ » gh

+ef (g£h) + Cd (g:j:h) (e:/:f) +ab (gih) (e*f) (c*d) +Üo (gnh) (e*f) (

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tL ist der Gruppenübertrag für den vierstufigen Paralleladdierer, a,b c,d ·— e,f — g,h sind die Eingangs-

Operanden für die einzelnen Addierstufen und Üo ist der Übertrag von der vorhergehenden niederwertigen Gruppe. Der Übertrag U4 wird der nächsten höherwertigen Gruppe zugleitet.

Die Schaltungsanordnung zur Bildung des Gruppenübertrages soll nun so ausgebildet sein, daß die Laufzeit der Übertragsbildung möglichst klein ist» Dies wird dann schwierig, wenn die Addierstufen und das Übertragsnetzwerk mit Hilfe von NOR- oder NAND-Schaltungen realisiert werden. Dann nämlich muß der Gruppenübertrag in negierter Form gebildet werden. Die Negation des aus der vorausgehenden niederwertigeren Gruppe anfallen-, den Übertrages vergrößert aber die Laufzeit.

Die Aufgabe der Erfindung·besteht darin, eine Schaltungsanordnung zur Bildung des negierten Gruppenübertrages mit Hilfe von NOR-Schaltunken anzugeben, bei der die Laufzeit der Gruppenübertragsbildung ein Minimum ist. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für jeden parallel zu verarbeitenden Übertrag in einer Gruppe/eine NOR-Schaltung vorgesehen ist, daß die Ausgänge der NOR-Schaltungen miteinander verbunden sind, daß jeder Addierstufe je einer NOR-Schaltung zugeordnet ist, daß jede Addierstufe mit dem Ausgang, an dem die Disjunktion der Eingangsoperanden auftritt, mit einem Eingang der zugeordneten NOR-Schaltung verbunden ist, daß die keiner Addierstufe zugeordnete NOR-Schal tung an die L.eitung für den Übertrag von der niederwertigeren Gruppe angeschlossen ist, daß jede NOR-Schal tung mit den Äquivalenzausgängen der gegenüber der zugeordneten Addierstufe höherwertigen.Addierstufe verbunden ist und daß die keiner

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Addierstufe zugeordnete NOH-Schaltung an die leitung für den Übertrag von der niederwertigeren Gruppe angeschlossen ist, daß jede NOR-Schaltung mit den Äquivalenzausgängen der gegenüber der zugeordneten Addierstufe höherwertigen Addierstufe verbunden ist und daß die keiner Addierstufe zugeordnete NOR-Sehaltung an die Äquivalenz-ausgänge aller Addiersftufen angeschlossen ist»

Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist somit

zur Bildung des Gruppenübertrages nur die Laufzeit f

eine NOR-Schaltung erforderlich.

Als Äquivalenzausgänge einer Addierstufe wird derjenige Ausgang bezeichnet, an dem die Äquivalenz der Eingangsoperanden auftritt.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles weiter erläutert v/erden.

In Pig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Gruppe aus vier Addier stuf en zusammen mit der erfindungsgemäßen Schal tungs-r anordnung zur Bildung des Übertrages dargestellt= Die Addierstufen sind mit ADD1 bis ADD4 benannt, wobei ADD1 ■ ( diejnige Addierstufe ist, der die niederwertigsten Operanden zugeführt werden. Die Eingangsoperanden der Addierstufe ADD1 sind a,b der Addierstufe ADD2 c,d, der Addierstufe ADD3 e,f und der Addierstufe ADD4 g,h. Der ersten Addierstufe ADD1 wird außerdem der Übertrag Üo von der vorhergehenden Gruppe zugeführt, und zwar in negierter Form. Der sich innerhalb der Addierstufe ADDl bildende Übertrag Ü1 wird der zweiten Addierstufe ADD2, der sich in der Addierstufe ADD2 bildende Übertrag Ü2 in negierter Form der Addierstufe ADD3 und der sich in

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der Addierstufe ADD3 bildende Übertrag Ü3 der Addierstufe ADD4 zugeleitet. Von der Addierstufe ADD4 kann dann der Übertrag Ü4 in negierter Form abgenommen werden. Diese Übertragung des Übertrages von einer Addierstufe zur nächsten, ist zur Summenbildung notwendige Die Laufzeit zur Bildung des negierter Übertrages Ü4 auf diese Weise ist jedoch zu große Aus diesem Grunde kann der Übertrag Ü4 am Ausgang der Addierstufe ADD4 niht als Gruppenübertrag für die nächst höhere Gruppe verwendet werden« Die benachbarten Addierstufen sind verschieden aufgebaut. Darum wird die eine Addierstufe mit Art 1, die nächste als Art 2 benannt» Der genaue Aufbau der Addierstufen ergibt sich aus Fig. 2.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erzeugung des Gruppenübertrages besteht aus NOR-Schaltungen NO bis N4. Die Ausgänge dieser NOR-Schaltungen NO bis N4 sind mit einer Sammelschiene miteinander verbunden, an der der negierte Gruppenübertrag Ü4~ abgenommen v/erden kann. Die Anzahl der NOR-Schaltungen entspricht der Anzahl der parallel zu verarbeitenden Überträge in der Addierergrujpe. Jeder Addierstufe ADD1 bis ADD4 ist je eine NOR-Schaltung zugeordnet. Z. B₀ ist der Addierstufe ADD1 die NOR-Schaltung N1, der Addierstufe ADD2 die NOR-Schaltung N2, der Addierstufe ADD3 die NOR-Schaltung N3, der Addierstufe ADD4 die NOR-Schaltung N4 zugeordnete Jede Addierstufe ADD1 bis ADD4 ist nun mit demjenigen Ausgang, an dem die Disjunktion der Eingangsoperanden auftritt - dieser Ausgang ist mit der Schaltfunktion bezeichnet - mit einem Eingang der zugeordneten NOR-Schaltung N1 bis N4 verbunden. Also ist an den Ausgang a + b der Addierstufe ADD1 ein Eingang der NOR-Schaltung NI, an den Ausgang c + d der Addierstufe ADD2 ein Eingang der NOR-Schaltung N2 angeschlossen usw. Die keiner Addierstufe

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ADD1 bis ADD4 zugeordnete NOR-Schaltung NO führt mit einem Eingang zu der leitung für den negierten Übertrag UO der vorhergehenden Gruppe. Weiterhin ist jede NOR-Schaltung N1 Ms'N4 mit den Äquivalenzausgängen der gegenüber der zugeordneten Addierstufe höherwertigen Addierstufen verbunden. Die Äquivalenzausgänge der Addierstufen ADD1 bis ADD4 sind ebenfalls mit der Schaltfunktion bezeichnet= Somit ist die NOR-Schaltung N1 an die Äquivalenzausgänge der Addierstufen ADD2 bis ADD4, die NOR-Schaltung N2 an die Äquivalenzausgänge der Addierstufen ADD3 und ADD4 und die NOR-Schaltung N3 an den Äquivalenzuausgang der Addierstufe ADD4 angeschlossen. Die keiner Addierstufe zugeordnete NOR-Schaltung NO ist mit den Äquivalenzausgängen aller Addierstufen ADD1 bis ADD4 verbunden.

Die richtige Punktion der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann leicht mit zwei Beispielen nachgewiesen werden. Den Addierstufen ADD1 bis ADD4 sei an den Leitungen für die Eingangsoperanden die in Fig. 1 eingetragenen binären Größen zugeführt. Am Äquivalenz- und Disjunktionsausgang der Addierstufen ADD1 bis ADD4 treten dann die ebenfalls eingetragenen Größen in der entsprechenden Reihenfolge auf. Diese Größen werden den NOR-Schaltungen N1 bis N4 zugeführt. Der Gruppenübertrag Üo der vorhergehenden Gruppe ist ebenfalls eingezeichnet. Die dann an den Ausgängen der NOR-Schaltungen NO-N4 gebildeten Größen sind in der richtigen Reihenfolge in Figo 1 eingetragen. Setzt man diese Größen in die Gleichung •für den Übertrag Ü4 ein, dann stellt man fest, daß im ersten Beispiel ein Übertrag entsteht, im zweiten Beispiel jedoch nicht. Wird der Ausgangswert auf der Sammelschiene der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit diesem berechneten fieri, verglichen, so ergibt sich, daß

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der Ausgangswert jeweils zu dem "berechneten Wert negiert ist, d. h. im Beispiel eins "0", im Beispiel zwei "1". "In Pig. 1 ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit NOR-Schaltungen realisiert worden. Es ist selbstverständlich , daß die Schaltungsanordnung auch aus NAND-Schaltungen aufgebaut sein kann.

( In Pig. 2 ist gezeigt, wie die Addierstufen ADD1 bis ADD4 mit Hilfe von NOR-Schaltungen realisiert sein können. Die untere Schaltung entspricht der Art 1 der Addierstufen, die obere Schaltung der Art 2 der Addierstufen. Um das Zusammenwirken der einzelnen NOR-Schaltungen besser zu zeigen, sind Binärmuster in den Schaltungen eingezeichnet.. Die Eingangsoperanden sind hier mit al, b1 und a2, b2 bezeichnet, die Summenausgänge mit S1 und S2 und die Überträge mit ÜÖ, Üt und Ü2. Die Disjunktion der Eingangsoperanden wird an einem ODER-Ausgang der NOR/ODER-Schaltungen G11, G21 gewonnen, die Äquivalenz der Eingangsoperanden an einem ODER-Ausgang der NOR/ODER-Schaltungen G12 und G-22. Entsprechendes gilt für die übrigen Addierstufen de/Gruppe. In Fig. 1 besteht die Gruppe aus 4 Addierstufen. Es ist selbstversiändlich möglich, daß die Anzahl der Addierstufen größer oder kleiner als vier ist. Der Aufbau der Addierstufe kann auch arf andere Art erfolgen. Notwendig ist nur, daS jede Addierstufe ein Äquivaienzausgang und einen Disjunktionsausgang des Eingangsoperanden aufweist.

2 Figuren

1 Patentanspruch

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Claims

Patentanspruch

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines negierten Gruppenübertrages mit Hilfe von NOR-Schaltungen bei einem in Gruppen aufgeteilten Paralleladdierer, bei der der Gruppenübertrag parallel gebildet wird, dadurch gekennze ichnet, daß für jeden parallel zu verarbeitenden Übertrag in einer Gruppe je eine NOR-Schaltung vorgesehen ist, daß die Ausgänge der NOR-Schaltungen (NO bis N4) miteinander v.erbunden sind, daß jede Addierstufe (ADD1 bis ADD4-) je eine NOR-Schaltung (N1 bis N4) zugeordnet ist, daß jede Addierstufe (ADD1 bis ADD4) mit dem Ausgang, an dem die Disjunktion der Eingangsoperanden auftritt, mit einem Eingang der zugeordneten NOR-Schaltungen (N1 bis N4) verbunden ist, daß die keiner Addierstufe zugeordnete NOR-Schaltung (NO) an die Leitung für den Übertrag von der niedervvertigeren Gruppe angeschlossen ist, daß jede NOR-Schaltung (N1 bis N4) mit den Äquivalenzausgängen der gegenüber der zugeordneten Addierstufe höherwertigen Addierstufen verbunden ist und daß die keiner Addierstufe (NO) zugeordnete NOR-Schaltung an die Äquivalenzausgänge aller Addierstufen (ADD1 bis ADD4) angeschlossen ist.

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