RU2762061C1 - Binary number comparator - Google Patents

Binary number comparator Download PDF

Info

Publication number
RU2762061C1
RU2762061C1 RU2021104292A RU2021104292A RU2762061C1 RU 2762061 C1 RU2762061 C1 RU 2762061C1 RU 2021104292 A RU2021104292 A RU 2021104292A RU 2021104292 A RU2021104292 A RU 2021104292A RU 2762061 C1 RU2762061 C1 RU 2762061C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mos
gates
block
region
drains
Prior art date
Application number
RU2021104292A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Игнатьев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Микрон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Микрон" filed Critical Публичное акционерное общество "Микрон"
Priority to RU2021104292A priority Critical patent/RU2762061C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762061C1 publication Critical patent/RU2762061C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B1/00Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values
    • G05B1/01Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values electric
    • G05B1/03Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values electric for comparing digital signals
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/02Comparing digital values
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0944Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
    • H03K19/0948Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET using CMOS or complementary insulated gate field-effect transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: electronics.
SUBSTANCE: invention relates to electronics and is intended for use in integrated circuits of counting and control devices on complementary field-effect transistors of the metal-oxide-semiconductor (CMOS) structure. The device contains units for comparing digits containing an inverter, element 2AND-NOT and element 2OR-NOT, blocks for combining the results of partial comparisons forming a tree-like chain and implementing functions
Figure 00000079
,
Figure 00000080
, and a signal generator for the sign of equality of numbers made on element 2OR-NOT.
EFFECT: increase in performance.
3 cl, 12 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электронике и предназначено для использования в интегральных микросхемах счетных и управляющих устройств на комплементарных полевых транзисторах структуры металл-окисел-полупроводник (КМОП).The invention relates to electronics and is intended for use in integrated microcircuits of counting and control devices on complementary field-effect transistors of the metal-oxide-semiconductor (CMOS) structure.

Известны компараторы двоичных чисел произвольной разрядности. См., например, патент РФ №2300132 МПК G06F 7/02 и G05B 1/03, опубликованный 27 мая 2007 г. [1]. Подобные устройства последовательно объединяют результаты сравнения пар разрядов чисел следующих в определенном порядке степеней, что снижает быстродействие.Known comparators of binary numbers of arbitrary width. See, for example, RF patent No. 2300132 IPC G06F 7/02 and G05B 1/03, published on May 27, 2007 [1]. Such devices sequentially combine the results of comparing pairs of digits of numbers following in a certain order of powers, which reduces performance.

Этот недостаток устранен в устройстве, описанном в патенте РФ на полезную модель №189024 МПК G06F 7/02, H03K 5/22, G05B 1/03, опубликованном 06 мая 2019 г. [2]. По своей технической сущности оно наиболее близко заявляемому изобретению.This drawback is eliminated in the device described in the RF patent for utility model No. 189024 IPC G06F 7/02, H03K 5/22, G05B 1/03, published on May 06, 2019 [2]. In its technical essence, it is the closest to the claimed invention.

Наиболее близкий аналог содержит блоки сравнения разрядов и блоки объединения результатов частичных сравнений, образующих древовидную цепь, состоящую из нескольких каскадов, число которых К равно округленному до ближайшего большего целого значению логарифма по основанию два от разрядности сравниваемых чисел N, то есть

Figure 00000001
The closest analogue contains blocks for comparing digits and blocks for combining the results of partial comparisons, forming a tree-like chain, consisting of several cascades, the number of which K is equal to the rounded down to the nearest larger integer value of the logarithm to base two of the digit capacity of the compared numbers N, that is
Figure 00000001

Выходы блока объединения результатов частичных сравнений последнего каскада являются выходами устройства для сигналов превышения первого числа вторым и второго числа первым, а также подключены ко входам логического элемента 2ИЛИ-НЕ формирователя сигнала признака равенства чисел.The outputs of the unit for combining the results of partial comparisons of the last stage are the outputs of the device for signals of exceeding the first number by the second and second numbers first, and are also connected to the inputs of the logic element 2OR-NOT of the signal generator of the sign of equality of numbers.

Блоки сравнения разрядов и блоки объединения результатов частичных сравнений тоже выполнены на логических элементах 2ИЛИ-НЕ, которые объединены в двухкаскадные последовательные цепи, что снижает быстродействие блоков и устройства в целом.Comparison units of the digits and units for combining the results of partial comparisons are also made on logical elements 2OR-NOT, which are combined into two-stage serial circuits, which reduces the speed of the units and the device as a whole.

Технический результат изобретения, заключающийся в устранении данного недостатка, достигается тем, что в компаратор двоичных чисел, содержащий блоки сравнения разрядов в количестве, равном разрядности чисел N, каждый блок сравнения разрядов состоит из первого элемента и второго, третьего элементов, первые входы которых подключены к выходу первого элемента, а выходы соответственно являются первым, вторым выходами блока, вход первого элемента и второй вход второго элемента соответственно являются первым и вторым входами блока, третий элемент является логическим элементом 2ИЛИ-НЕ, блоки объединения результатов частичных сравнений, каждый из которых имеет с первого по четвертый входы и состоит из первого и второго элементов, выходы которых соответственно являются вторым и первым выходами блока, формирователь сигнала признака равенства чисел на логическом элементе 2ИЛИ-НЕ, выход которого являются выходом устройства для сигнала равенства сравниваемых чисел - А=В, количество блоков объединения результатов частичных сравнений равно N - 1, они образуют древовидную цепь, состоящую из нескольких каскадов, число которых К, равно округленному до ближайшего большего целого значению логарифма по основанию два от N, то есть

Figure 00000002
у блоков объединения результатов частичных сравнений, составляющих первый каскад, первые, вторые и третьи, четвертые входы соответственно подключены к первым, вторым выходам блоков сравнения разрядов четных и нечетных номеров, следующих в порядке возрастания от 0 до N - 1, если N - четно, или до N - 2, если N - нечетно, в каждом следующем каскаде первые, вторые и третьи, четвертые входы блоков объединения результатов частичных сравнений подключены к первым, вторым выходам аналогичных блоков предыдущего каскада в порядке возрастания номеров соответствующих им разрядов сравниваемых чисел, если в предыдущих каскадах отсутствуют связи выходов блока сравнения разрядов и блока объединения результатов частичных сравнений или двух блоков объединения результатов частичных сравнений, первые, вторые выходы этих блоков в порядке возрастания номеров соответствующих разрядов сравниваемых чисел подключены к первому, второму и третьему, четвертому входам последнего по порядку блока объединения результатов частичных сравнений данного каскада, второй выход блока объединения результатов частичных сравнений последнего К-го каскада является выходом устройства для сигнала превышения второго числа первым - А>В и подключен ко второму входу элемента 2ИЛИ-НЕ формирователя сигнала признака равенства чисел, внесены следующие отличия.The technical result of the invention, which consists in eliminating this drawback, is achieved by the fact that in a binary number comparator containing bit comparison blocks in an amount equal to the digit capacity of numbers N, each bit comparison block consists of a first element and a second, third element, the first inputs of which are connected to the output of the first element, and the outputs, respectively, are the first, second outputs of the block, the input of the first element and the second input of the second element, respectively, are the first and second inputs of the block, the third element is a logical element 2 OR-NOT, blocks for combining the results of partial comparisons, each of which has the first to the fourth inputs and consists of the first and second elements, the outputs of which are respectively the second and first outputs of the block, the generator of the signal of the sign of equality of numbers on the logical element 2OR-NOT, the output of which is the output of the device for the signal of equality of the compared numbers - A = B, the number combining units i results of partial comparisons are equal to N - 1, they form a tree-like chain, consisting of several cascades, the number of which K is equal to the rounded up to the nearest larger integer value of the logarithm base two from N, that is
Figure 00000002
in the blocks for combining the results of partial comparisons that make up the first stage, the first, second and third, fourth inputs are respectively connected to the first, second outputs of the blocks for comparing the digits of even and odd numbers, following in ascending order from 0 to N - 1, if N is even, or up to N - 2, if N is odd, in each next cascade the first, second and third, fourth inputs of the blocks for combining the results of partial comparisons are connected to the first, second outputs of similar blocks of the previous cascade in ascending order of the numbers of the corresponding digits of the compared numbers, if in previous stages there are no connections between the outputs of the digit comparison unit and the unit for combining the results of partial comparisons or two blocks for combining the results of partial comparisons, the first and second outputs of these blocks in ascending order of the numbers of the corresponding digits of the compared numbers are connected to the first, second and third, fourth inputs of the last block in order combining the results At the partial comparisons of this cascade, the second output of the unit for combining the results of partial comparisons of the last K-th cascade is the output of the device for the signal when the second number is exceeded first - A> B and is connected to the second input of the 2OR-NOT element of the signal generator of the sign of equality of numbers, the following differences are introduced.

Первый и второй элементы каждого блока сравнения разрядов устройства соответственно являются инвертором и логическим элементом 2И-НЕ, второй вход которого соединен со вторым входом логического элемента 2ИЛИ-НЕ.The first and second elements of each unit for comparing the device bits are respectively an inverter and a 2NOR logic element, the second input of which is connected to the second input of a 2ORNO logic element.

В каждом блоке объединения результатов частичных сравнений оба элемента выполняют логическую функцию трех переменных X, Y, Z, единичные значения которой соответствуют выражению

Figure 00000003
а нулевые значения -
Figure 00000004
входы переменных Y первого и второго элементов
Figure 00000005
соответственно являются первым и вторым входами блока, входы переменных Z и X - соответственно соединены и являются третьим и четвертым входами блока.In each block for combining the results of partial comparisons, both elements perform a logical function of three variables X, Y, Z, the unit values of which correspond to the expression
Figure 00000003
and zero values -
Figure 00000004
inputs of Y variables of the first and second elements
Figure 00000005
respectively, they are the first and second inputs of the block, the inputs of the variables Z and X are respectively connected and are the third and fourth inputs of the block.

Формирователь сигнала признака равенства чисел дополнительно содержит инвертор, вход которого подключен к первому выходу блока объединения результатов частичных сравнений последнего К-го каскада, а выход - к первому входу элемента 2ИЛИ-НЕ и является выходом устройства для сигнала превышения первого числа вторым - А<В.The generator of the signal of the sign of equality of numbers additionally contains an inverter, the input of which is connected to the first output of the unit for combining the results of partial comparisons of the last K-th stage, and the output to the first input of the element 2 OR-NOT and is the output of the device for the signal when the first number is exceeded by the second - A <B ...

Входы каждого блока сравнения разрядов подключены к паре входов разрядов а, и b, сравниваемых чисел А и В соответствующего порядка i=0, 1, … N - 1, причем, если в цепи распространения выходных сигналов данного блока до выходов устройства содержится четное количество последовательно подключенных блоков объединения результатов частичных сравнений, первый и второй входы блока соответственно подключены ко входам ai и bi, а если нечетное -, то ко входам bi и ai.The inputs of each block for comparing the digits are connected to a pair of inputs of digits a, and b, the compared numbers A and B of the corresponding order i = 0, 1, ... N - 1, moreover, if an even number of sequential connected blocks combining the results of partial comparisons, the first and second inputs of the block are respectively connected to the inputs a i and b i , and if odd, then to the inputs b i and a i .

Блоки сравнения разрядов имеют два варианта выполнения, в каждом из них блок содержит с первого по пятый МОП-транзисторы обогащенного типа с индуцированными каналами р-типа и с первого по пятый МОП-транзисторы обогащенного типа с индуцированными каналами n-типа, истоки с первого по четвертый р-МОП-транзисторов подключены к шине положительного напряжения питания, а истоки первого и с третьего по пятый n-МОП-транзисторов - к шине нулевого потенциала, затворы первых р- и n-МОП-транзисторов соединены и являются первым входом блока, сток четвертого р-МОП-транзистора соединен с истоком пятого р-МОП-транзистора, а исток второго n-МОП-транзистора - со стоком третьего n-МОП-транзистора, стоки второго, третьего р-МОП- и второго n-МОП-транзисторов соединены с первым выходом блока, стоки пятого р-МОП- и четвертого, пятого n-МОП-транзисторов соединены со вторым выходом блока.The discharge comparison units have two variants of execution, in each of them the unit contains from the first to the fifth MOS transistors of the enriched type with induced p-type channels and from the first to the fifth MOS transistors of the enriched type with induced n-type channels, the sources from the first to the fourth p-MOS transistors are connected to the positive supply voltage bus, and the sources of the first and third to fifth n-MOS transistors are connected to the zero potential bus, the gates of the first p- and n-MOS transistors are connected and are the first input of the block, the drain the fourth p-MOS transistor is connected to the source of the fifth p-MOS transistor, and the source of the second n-MOS transistor is connected to the drain of the third n-MOS transistor, the drains of the second, third p-MOS and second n-MOS transistors are connected with the first output of the block, the drains of the fifth p-MOS- and fourth, fifth n-MOS transistors are connected to the second output of the block.

В первом варианте выполнения блока сравнения разрядов затворы второго, четвертого р-МОП- и третьего, четвертого n-МОП-транзисторов соединены и являются вторым входом блока, а затворы третьего, пятого р-МОП- и второго, пятого n-МОП-транзисторов соединены и подключены к стокам первых р- и n-МОП-транзисторов.In the first embodiment of the block for comparing the discharges, the gates of the second, fourth p-MOS and third, fourth n-MOS transistors are connected and are the second input of the unit, and the gates of the third, fifth p-MOS and second, fifth n-MOS transistors are connected and connected to the drains of the first p- and n-MOS transistors.

Во втором варианте выполнения блока сравнения разрядов затворы второго, четвертого р-МОП- и третьего, четвертого n-МОП-транзисторов соединены и подключены к стокам первых р- и n-МОП-транзисторов, а затворы третьего, пятого р-МОП- и второго, пятого n-МОП-транзисторов соединены и являются вторым входом блока,In the second version of the discharge comparison unit, the gates of the second, fourth p-MOS- and third, fourth n-MOS transistors are connected and connected to the drains of the first p- and n-MOS transistors, and the gates of the third, fifth p-MOS and second , the fifth n-MOS transistors are connected and are the second input of the block,

Каждый элемент, выполняющий функцию, единичные значения которой соответствуют выражению

Figure 00000006
а нулевые значения - выражению
Figure 00000007
содержит первые, вторые и третьи МОП-транзисторы обогащенного типа с индуцированными каналами р- и n-типов проводимости, затворы которых попарно соединены и соответственно являются входами сигналов X, Y и Z, истоки первых и третьих р- и n-МОП-транзисторов соответственно подключены к шинам положительного напряжения питания и нулевого потенциала, стоки первого р-МОП- и третьего n-МОП-транзисторов соответственно соединены с истоками вторых р- и n-МОП-транзисторов, стоки которых и стоки третьего р-МОП- и первого n-МОП-транзисторов соединены с выходом элемента.Each element that performs a function whose single values correspond to the expression
Figure 00000006
and zero values - to the expression
Figure 00000007
contains the first, second and third enriched-type MOS transistors with induced channels of p- and n-types of conductivity, the gates of which are connected in pairs and, respectively, are the inputs of signals X, Y and Z, the sources of the first and third p- and n-MOS transistors, respectively connected to the buses of positive supply voltage and zero potential, the drains of the first p-MOS- and third n-MOS transistors, respectively, are connected to the sources of the second p- and n-MOS transistors, the drains of which and the drains of the third p-MOS- and the first n- MOS transistors are connected to the output of the element.

Каждый блок сравнения разрядов обоих вариантов конструктивно выполнен в виде первой и второй смежных продольными сторонами областей МОП-структур р-типа и примыкающих к ним продольными сторонами также смежных первой и второй областей МОП-структур n-типа, поперек первых областей р- и n-МОП-структур проходит первая полоска затворов, соединенная с первым входом блока, поперек всех четырех областей, проходят вторая полоска затворов, соединенная с крайними со стороны первой полоски затворов р- и n-областями истоков-стоков первых областей р- и n-МОП-структур, и третья полоска затворов, соединенная со вторым входом блока, в отделенных первой полоской затворов частях первых областях р- и n-МОП-структур и во вторых областях р- и n-МОП-структур вторая и третья полоски затворов выделяют по три области истоков-стоков соответствующих типов.Each block for comparison of the discharges of both variants is structurally made in the form of the first and second regions of the p-type MOS structures adjacent to the longitudinal sides and the adjacent longitudinal sides of the also adjacent first and second regions of the n-type MOS structures, across the first regions of the p- and n- The first strip of gates passes through the MOS structures, connected to the first input of the block, across all four regions, the second strip of gates runs, connected to the p- and n-source-drain regions of the first p- and n-MOS- structures, and the third strip of gates, connected to the second input of the block, in the parts of the first regions of p- and n-MOS structures separated by the first strip of gates and in the second regions of p- and n-MOS structures, the second and third strips of gates each separate three regions sources and sinks of the corresponding types.

В первом варианте выполнения блока сравнения разрядов первые области р- и n-МОП-структур расположены по краям блока, а вторые области р- и n-МОП-структур примыкают друг к другу, р-область истоков-стоков между первой и второй полосками затворов первой области р-МОП-структур и крайние со стороны третьей полоски затворов р-области истоков-стоков обеих областей р-МОП-структур подключены к шине положительного напряжения питания, n-область истоков-стоков между первой и второй полосками затворов первой области n-МОП-структур и крайние со стороны третьей полоски затворов n-области истоков-стоков обеих областей n-МОП-структур подключены к шине нулевого потенциала, р-область истоков-стоков первой области р-МОП-структур между второй и третьей полосками затворов и крайняя со стороны второй полоски затворов n-область истока-стока второй области n-МОП-структур соединены с первым выходом блока, n-область истоков-стоков первой области n-МОП-структур между второй и третьей полосками затворов и крайняя со стороны второй полоски затворов р-область истока-стока второй области р-МОП-структур соединены со вторым выходом блока.In the first embodiment of the discharge comparison unit, the first regions of the p- and n-MOS structures are located at the edges of the block, and the second regions of the p- and n-MOS structures are adjacent to each other, the p-region of the sources-drains between the first and second strips of gates of the first region of p-MOS structures and the outermost p-regions of the sources-drains of both regions of the r-MOS structures from the side of the third strip of gates are connected to the bus of positive supply voltage, the n-region of sources-drains between the first and second strips of gates of the first region n- MOS structures and the n-region of the sources-drains of both regions of the n-MOS structures from the side of the third strip of gates are connected to the zero potential bus, the p-region of the sources-drains of the first region of the p-MOS structures between the second and third strips of gates and the extreme from the side of the second strip of gates, the n-region of the source-drain of the second region of n-MOS structures are connected to the first output of the block, the n-region of the sources-drains of the first region of n-MOS structures between the second and third strips of gates and the extreme from the side of the second strip of gates, the p-area of the source-drain of the second area of the p-MOS structures are connected to the second output of the block.

Во втором варианте выполнения блока сравнения разрядов первые области р- и n-МОП-структур примыкают друг к другу, а вторые области р- и n-МОП-структур расположены по краям блока, р-область истоков-стоков между первой и второй полосками затворов первой области р-МОП-структур и крайние р-области истоков-стоков второй области р-МОП-структур подключены к шине положительного напряжения питания, n-область истоков-стоков между первой и второй полосками затворов первой области n-МОП-структур и крайние n-области истоков-стоков второй области n-МОП-структур подключены к шине нулевого потенциала, р-область истоков-стоков второй области р-МОП-структур между второй и третьей полосками затворов и крайняя со стороны третьей полоски затворов n-область истока-стока первой области n-МОП-структур соединены с первым выходом блока, n-область истоков-стоков второй области n-МОП-структур между второй и третьей полосками затворов и крайняя со стороны третьей полоски затворов р-область истока-стока первой области р-МОП-структур соединены со вторым выходом блока.In the second version of the discharge comparison unit, the first regions of the p- and n-MOS structures are adjacent to each other, and the second regions of the p- and n-MOS structures are located at the edges of the block, the p-source-drain region between the first and second strips of gates the first region of p-MOS structures and the extreme p-regions of the sources-drains of the second region of p-MOS structures are connected to the bus of positive supply voltage, the n-region of the sources-drains between the first and second strips of gates of the first region of n-MOS structures and the extreme The n-region of the sources-drains of the second region of n-MOS structures are connected to the zero potential bus, the p-region of the sources-drains of the second region of the r-MOS structures between the second and third strips of gates and the n-region of the source, which is extreme from the side of the third strip of gates. drain of the first region of n-MOS structures are connected to the first output of the block, the n-region of sources-drains of the second region of n-MOS structures between the second and third strips of gates and the p-region of the source-drain of the first region ST p-MOS structures are connected to the second output of the block.

Количества блоков сравнения разрядов, выполненных по первому и по второму вариантам, различаются не более, чем на один.The numbers of comparison units of digits, made according to the first and second options, differ by no more than one.

Каждый элемент, выполняющий функцию, единичные значения которой соответствуют выражению

Figure 00000008
а нулевые значения - выражению
Figure 00000009
конструктивно выполнен в виде двух смежных продольными сторонами областей МОП-структур р- и n-типов проводимости, пересеченных поперек тремя общими полосками затворов, разделяющими МОП-структуры на области истоков-стоков соответствующих типов проводимости, первая-третья полоски затворов по порядку соединены со входами сигналов X, Y и Z, крайние р- и n-области истоков-стоков соответственно подключены к шинам положительного напряжения питания и нулевого потенциала, а области истоков-стоков р-типа между второй и третьей полосками затворов и n-типа между первой и второй полосками затворов соединены с выходом элемента.Each element that performs a function whose single values correspond to the expression
Figure 00000008
and zero values - to the expression
Figure 00000009
Structurally made in the form of two adjacent longitudinal sides of the regions of MOS structures of p- and n-types of conductivity, crossed across by three common strips of gates, dividing the MOS structures into regions of sources-drains of the corresponding types of conductivity, the first-third strips of gates are connected in order to the inputs signals X, Y and Z, the extreme p- and n-areas of the sources-drains are respectively connected to the buses of the positive supply voltage and zero potential, and the areas of the sources-drains of the p-type between the second and third strips of gates and n-type between the first and second strips of gates are connected to the outlet of the element.

Указанное выполнение компаратора двоичных чисел позволяет сократить число элементов в блоках сравнения разрядов и в блоках объединения результатов частичных сравнений, а за счет этого уменьшить количество последовательно включенных каскадов логических элементов в цепях распространения сигналов от входов устройства до выходов, предлагаемая схемотехническая реализация элементов устройства на комплементарных МОП-транзисторах дает возможность применения определенных конструктивных решений элементов, обеспечивающих высокую плотность упаковки компаратора двоичных чисел в интегральном исполнении и снижение паразитных емкостей.The specified implementation of the comparator of binary numbers allows you to reduce the number of elements in the units for comparing the digits and in the units for combining the results of partial comparisons, and due to this, to reduce the number of sequentially connected stages of logic elements in the signal propagation circuits from the inputs of the device to the outputs, the proposed circuit implementation of the elements of the device on complementary MOS -transistors makes it possible to use certain design solutions of elements that provide a high packing density of the comparator of binary numbers in an integral design and a decrease in parasitic capacitances.

Отличительными признаками изобретения являются схемотехническое, конструктивное выполнение функциональных узлов устройства и их связи.Distinctive features of the invention are circuitry, structural implementation of functional units of the device and their connections.

Изобретение поясняют чертежи, фиг. 1, 2, 3 и 4 представляют функциональные электрические схемы компараторов двоичных чисел разрядностью 4, 5, 6 и 7 соответственно, на фиг. 5, 6 и 9 изображены принципиальные электрические схемы соответственно блоков сравнения разрядов первого, второго вариантов исполнения и элемента, выполняющего функцию, единичные значения которой соответствуют выражению

Figure 00000010
а нулевые значения -
Figure 00000011
примененного в блоках объединения результатов частичных сравнений, на фиг. 7, 8 и 10 - схемы конструктивного выполнения этих блоков и элемента, фиг. 11 и 12 демонстрируют возможности объединения р- и n-МОП-структур элементов
Figure 00000012
и блоков сравнения разрядов устройства.The invention is illustrated by drawings, Fig. 1, 2, 3 and 4 represent the functional electrical diagrams of the comparators of binary numbers with a width of 4, 5, 6 and 7, respectively, in FIG. 5, 6 and 9 show the schematic electrical diagrams, respectively, of the units for comparing the digits of the first, second versions and an element performing a function, the unit values of which correspond to the expression
Figure 00000010
and zero values -
Figure 00000011
applied in the units for combining the results of partial comparisons, in FIG. 7, 8 and 10 are diagrams of constructive execution of these blocks and element, FIG. 11 and 12 demonstrate the possibilities of combining p- and n-MOS structures of elements
Figure 00000012
and units for comparing the device discharges.

Компаратор двоичных чисел содержит блоки 1-0, … 1-6 сравнения разрядов в количестве, равном разрядности чисел N, в приведенных примерах принимающей значения 4, 5, 6 и 7. Блоки 2-0, 2-1, 2-2, 3-0, 3-1 и 4 объединения результатов частичных сравнений, количество которых равно N - 1, образуют древовидную цепь из нескольких каскадов, число которых К равно округленному до ближайшего большего целого значению логарифма по основанию два от N, то есть

Figure 00000002
К=2 при N=4, а при N=5, 6 и 7 К=3.The comparator of binary numbers contains blocks 1-0, ... 1-6 for comparing digits in an amount equal to the number of digits N, in the examples given, taking values 4, 5, 6 and 7. Blocks 2-0, 2-1, 2-2, 3 -0, 3-1, and 4, combining the results of partial comparisons, the number of which is equal to N - 1, form a tree-like chain of several cascades, the number of which K is equal to the rounded up to the nearest higher integer value of the logarithm base two from N, that is,
Figure 00000002
K = 2 at N = 4, and at N = 5, 6 and 7 K = 3.

Каждый блок 1-0, … 1-7 сравнения разрядов состоит из первого элемента 5 - инвертора, второго и третьего элементов 6 и 7 с логическими функциями 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ соответственно. Вход инвертора 5 является первым входом блока для переменной и. Первые входы элементов 6 и 7 подключены к выходу элемента 5, вторые входы соединены и являются вторым входом блока для переменной v, а выходы являются первым и вторым выходами блока сравнения разрядов, соответствующими логическим функциям

Figure 00000013
и
Figure 00000014
от входных переменных.Each block 1-0, ... 1-7 of the comparison of the digits consists of the first element 5 - the inverter, the second and third elements 6 and 7 with logical functions 2I-NOT and 2OR-NOT, respectively. Inverter input 5 is the first block input for variable and. The first inputs of elements 6 and 7 are connected to the output of element 5, the second inputs are connected and are the second input of the block for the variable v, and the outputs are the first and second outputs of the bit comparison unit corresponding to logical functions
Figure 00000013
and
Figure 00000014
from input variables.

Каждый блок объединения результатов частичных сравнений имеет первый, второй и третий, четвертый входы u0, v0 и u1, v1, он состоит из первого и второго элементов 8 и 9, выполняющих логическую функцию трех переменных X, Y, Z, единичные значения которой соответствуют выражению

Figure 00000015
а нулевые значения - выражению
Figure 00000016
входы переменных Y элементов 8 и 9 соответственно являются первым и вторым входами u0 и v0 блока, входы переменных Z и X обоих элементов 8 и 9 соответственно соединены и являются третьим и четвертым входами u1 и v1 блока, выходы элементов 8 и 9 соответственно являются вторым и первым выходами блока, выходные сигналы которых соответствуют инверсиям функций u1⋅u0+v1 и u1⋅v0+v1.Each block for combining the results of partial comparisons has the first, second and third, fourth inputs u 0 , v 0 and u 1 , v 1 , it consists of the first and second elements 8 and 9, performing the logical function of three variables X, Y, Z, unit whose values correspond to the expression
Figure 00000015
and zero values - to the expression
Figure 00000016
inputs of variables Y of elements 8 and 9, respectively, are the first and second inputs of u 0 and v 0 of the block, inputs of variables Z and X of both elements 8 and 9, respectively, are connected and are the third and fourth inputs of u 1 and v 1 of the block, outputs of elements 8 and 9 respectively, they are the second and first outputs of the block, the output signals of which correspond to the inversions of the functions u 1 ⋅u 0 + v 1 and u 1 ⋅v 0 + v 1 .

В схемах компараторов 4-, 5-, 6- и 7-разрядных двоичных чисел на фиг.1, 2, 3 и 4 у блоков 2-0, 2-1 и 2-2 объединения результатов частичных сравнений, составляющих первые каскады, первые и вторые входы u0 и v0 соответственно подключены к первым и вторым выходам блоков 1-0, 1-2, 1-4, 1-6, сравнивающих разряды а0 и b0, а2 и b2, а4 и b4, а6 и b6 с четными номерами, а третьи и четвертые входы u1 и v1 - к первым и вторым выходам блоков 1-1, 1-3, 1-5, сравнивающих разряды a1 и b1, а3 и b3, а5 и b5 с нечетными номерами.In the circuits of the comparators of 4-, 5-, 6- and 7-bit binary numbers in Figs. 1, 2, 3 and 4, the blocks 2-0, 2-1 and 2-2 of combining the results of partial comparisons constituting the first stages, the first and the second inputs u 0 and v 0 are respectively connected to the first and second outputs of blocks 1-0, 1-2, 1-4, 1-6, comparing the digits a 0 and b 0 , a 2 and b 2 , a 4 and b 4 , a 6 and b 6 with even numbers, and the third and fourth inputs u 1 and v 1 - to the first and second outputs of blocks 1-1, 1-3, 1-5, comparing the digits a 1 and b 1 , a 3 and b 3 , a 5 and b 5 with odd numbers.

Во вторых каскадах первые и вторые входы u0 и v0 блоков 3-0 и 3-1 объединения результатов частичных сравнений подключены к первым и вторым выходам блоков 2-0 и 2-2 первого каскада, третьи и четвертые входы u1 и v1 у блока 3-0 в каждой схеме соединены с первым и вторым выходами блока 2-1, а у блока 3-1 на фиг. 4 - с первым и вторым выходами блока 1-6, который не имеет пары и. поэтому, не связан с блоками объединения результатов частичных сравнений первого каскада. В аналогичном положении оказался блок 1-4 на фиг. 2, пару с его выходами смогли образовать только выходы блока 3-0, составляющего второй каскад объединения результатов частичных сравнений.In the second stages, the first and second inputs u 0 and v 0 of blocks 3-0 and 3-1 of combining the results of partial comparisons are connected to the first and second outputs of blocks 2-0 and 2-2 of the first stage, the third and fourth inputs u 1 and v 1 block 3-0 in each circuit are connected to the first and second outputs of block 2-1, and block 3-1 in FIG. 4 - with the first and second outputs of the block 1-6, which does not have a pair and. therefore, it is not associated with the blocks of combining the results of partial comparisons of the first stage. Block 1-4 in FIG. 2, only the outputs of block 3-0, which constitutes the second stage of combining the results of partial comparisons, could form a pair with its outputs.

Последние каскады объединения результатов частичных сравнений в схеме на фиг. 1 образует блок 3-0, а на фиг.2, 3 и 4 -блоки 4. Вторые выходы блока 3-0 на фиг.1 и блоков 4 на фиг.2, 3 и 4 являются выходами устройств для сигналов превышения второго числа первым - А>В.The last stages of combining the results of partial comparisons in the circuit in FIG. 1 forms a block 3-0, and in FIGS. 2, 3 and 4 -blocks 4. The second outputs of block 3-0 in FIG. 1 and blocks 4 in FIGS. 2, 3 and 4 are the outputs of devices for signals when the second number is exceeded first - A> B.

Формирователь сигнала признака равенства чисел состоит из инвертора 10 и логического элемента 11 с функцией 2ИЛИ-НЕ. Вход инвертора 10 подключен к первым выходу блока 3-0 в схеме на фиг. 1 или блока 4 в схемах на фиг. 2, 3 и 4. Выход инвертора 10 соединен с первым входом элемента 11 и является выходом каждого устройства для сигнала превышения первого числа вторым - А<В. Второй вход элемента 11 подключен ко второму выходу блока 3-0 или 4, а выход являются выходом устройства для сигнала равенства сравниваемых чисел - А=В во всех приведенных примерах.The generator of the signal of the sign of equality of numbers consists of an inverter 10 and a logic element 11 with a 2OR-NOT function. The input of the inverter 10 is connected to the first output of block 3-0 in the circuit of FIG. 1 or block 4 in the diagrams of FIG. 2, 3 and 4. The output of the inverter 10 is connected to the first input of the element 11 and is the output of each device for the signal when the first number is exceeded by the second - A <B. The second input of element 11 is connected to the second output of block 3-0 or 4, and the output is the output of the device for the signal of equality of the compared numbers - A = B in all the examples given.

Входы каждого блока 1-0, … 1-6 сравнения разрядов подключены к паре входов разрядов ai и bi первого и второго чисел А и В соответствующего порядка i=0, 1, … 6, причем, если в цепи распространения выходных сигналов данного блока 1-0, … 1-6 до выходов устройства содержится четное количество последовательно подключенных блоков 2-0, 2-1, 2-2, 3-0, 3-1, 4 объединения результатов частичных сравнений, первый и второй входы этого блока 1-0, … 1-6 сравнения разрядов соответственно подключены ко входам ai и bi, а если нечетное -, то ко входам bi и ai.The inputs of each block 1-0, ... 1-6 of the comparison of digits are connected to a pair of inputs of digits a i and b i of the first and second numbers A and B of the corresponding order i = 0, 1, ... block 1-0, ... 1-6 before the outputs of the device contains an even number of serially connected blocks 2-0, 2-1, 2-2, 3-0, 3-1, 4 combining the results of partial comparisons, the first and second inputs of this block 1-0, ... 1-6 comparison of the digits are respectively connected to the inputs a i and b i , and if odd - then to the inputs b i and a i .

Так, в схеме фиг.1 выходные сигналы всех блоков 1-0, … 1-3 проходят до выходов по цепям из двух последовательно включенных блоков 2-0 - 3-0 или 2-1 - 3-0 и у всех блоков 1-0, … 1-3 первые и вторые входы u и v соответственно подключены ко входам разрядов а0 и b0, a1 и b1, а2 и b2, а3 и b3 первого и второго чисел А и В.So, in the scheme of Fig. 1, the output signals of all blocks 1-0, ... 1-3 pass to the outputs along the circuits from two series-connected blocks 2-0 - 3-0 or 2-1 - 3-0 and for all blocks 1- 0, ... 1-3, the first and second inputs u and v are respectively connected to the inputs of the digits a 0 and b 0 , a 1 and b 1 , a 2 and b 2 , and 3 and b 3 of the first and second numbers A and B.

В схемах фиг.2 и 3 и 4 выходные сигналы блоков 1-0, … 1-3 проходят по три каскада блоков 2-0 - 3-0 - 4 или 2-1 - 3-0 - 4, входы u и v блоков 1-0, … 1-3 соответственно подключены ко входам разрядов b0 и а0, b1 и а1, b2 и а2, b3 и а3 второго и первого чисел В и А.In the diagrams of Figs. 2 and 3 and 4, the output signals of blocks 1-0, ... 1-3 pass through three stages of blocks 2-0 - 3-0 - 4 or 2-1 - 3-0 - 4, inputs u and v of blocks 1-0, ... 1-3 are respectively connected to the inputs of the digits b 0 and a 0 , b 1 and a 1 , b 2 and a 2 , b 3 and a 3 of the second and first numbers B and A.

У блока 1-4 на фиг.2 входы u и v соответственно подключены ко входам разрядов b4 и а4, так как выходные сигналя блока 1-4 непосредственно поступают на входы u1 и v1 блока 4, составляющего последний каскад объединения результатов частичных сравнений.In block 1-4 in Fig. 2, the inputs u and v are respectively connected to the inputs of bits b 4 and a 4 , since the output signals of block 1-4 are directly fed to the inputs u 1 and v 1 of block 4, which constitutes the last stage of combining the results of partial comparisons.

Аналогично, ко входам b4 и а4, b5 и а5 подключены входы u и v блоков 1-4,1-5 на фиг. 4, выходные сигналы которых проходят последовательные цепи из трех каскадов блоков 2-2 - 3-1 - 4.Similarly, to the inputs b 4 and a 4 , b 5 and a 5 , the inputs u and v of blocks 1-4,1-5 in FIG. 4, the output signals of which pass sequential circuits from three stages of blocks 2-2 - 3-1 - 4.

Блоки 1-4, 1-5 на фиг. 3 и 1-6 на фиг. 4 связаны с выходами устройства цепями из четного числа каскадов блоков объединения результатов частичных сравнений. На фиг. 3 они состоят из блоков 2-2 и 4, а на фиг. 4 - из блоков 3-1 и 4. Поэтому, входы u и v блоков 1-4, 1-5 на фиг. 3 и блока 1-6 на фиг. 4 соответственно подключены ко входам разрядов а4 и b4, а5 и b5, а6 и b6 первого и второго чисел А и В.Blocks 1-4, 1-5 in Fig. 3 and 1-6 in FIG. 4 are connected to the outputs of the device by circuits from an even number of cascades of units for combining the results of partial comparisons. FIG. 3 they consist of blocks 2-2 and 4, and in FIG. 4 - from blocks 3-1 and 4. Therefore, the inputs u and v of blocks 1-4, 1-5 in FIG. 3 and block 1-6 in FIG. 4 are respectively connected to the inputs of digits a 4 and b 4 , a 5 and b 5 , and 6 and b 6 of the first and second numbers A and B.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Сравнение пар разрядов ai и bi одного порядка i чисел А и В производится согласно следующей таблице истинности.Comparison of pairs of digits a i and b i of the same order i of numbers A and B is made according to the following truth table.

Figure 00000017
Figure 00000017

Взаимосвязи соответствующих признакам сравнения логических выражений позволяет формировать только более простые сигналы, идентифицирующие неравенства разрядов, по которым можно получить сигнал равенства. Достаточно одной пары сигналов за исключением связанных отношением взаимной инверсии двух пар, соответствующих выражениям из колонок 3 и 4, 5 и 6.The interconnection of the logical expressions corresponding to the comparison criteria allows to form only simpler signals identifying the inequalities of the digits, according to which an equality signal can be obtained. One pair of signals is sufficient, except for two pairs related by the mutual inversion ratio, corresponding to the expressions from columns 3 and 4, 5 and 6.

Блоки 1-0, … 1-6 в зависимости от подключения входов u и v формируют на своих первых и вторых выходах

Figure 00000018
и
Figure 00000014
сигналы, соответствующие парам признаков из таблицы 1, занимающих колонки 3 и 6 или 4 и 5.Blocks 1-0, ... 1-6, depending on the connection of inputs u and v, form at their first and second outputs
Figure 00000018
and
Figure 00000014
signals corresponding to pairs of attributes from Table 1, occupying columns 3 and 6 or 4 and 5.

Результаты сравнения одноразрядных частей сравниваемых чисел далее идут на входы u0, v0 и u1, v1 блоков 2-0, … 2-2 объединения результатов частичных сравнений, составляющих первый каскад, которые формируют из них результаты сравнения частей, содержащих по два разряда сравниваемых чисел 0-го и 1-го, 2-го и 3-го, 4-го и 5-го порядков.The results of the comparison of one-digit parts of the compared numbers then go to the inputs u 0 , v 0 and u 1 , v 1 of blocks 2-0, ... 2-2 combining the results of partial comparisons that make up the first cascade, which form from them the results of comparing parts containing two the category of the compared numbers of the 0th and 1st, 2nd and 3rd, 4th and 5th orders.

Часть первого числа из двух разрядов ai+1ai больше аналогичной части второго - bi+1bi, если старший разряд ai+1 больше, чем bi+1, а в случае равенства этих разрядов, если младший разряд ai первого числа превышает младший разряд bi второго. Аналогичным образом определяется превосходство части второго числа из разрядов bi+1bi.The part of the first number of two digits a i + 1 a i is greater than the analogous part of the second - b i + 1 b i , if the most significant bit a i + 1 is greater than b i + 1 , and if these digits are equal, if the least significant bit a i of the first number exceeds the least significant bit b i of the second. Similarly, the superiority of a part of the second number from the digits b i + 1 b i is determined.

Части чисел А и В, состоящие из разрядов последовательно убывающих порядков от i до j, в последующем тексте и на схемах обозначены соответственно как Ai-j и Bi-j, а логические выражения признаков их сравнения - как F(Ai-i>Bi-j), F(Ai-i<Bi-j), F(Ai-i>Bi-j), F(Ai-i<Bi-j). Аналогичным образом обозначены выражения признаков сравнения разрядов: F(ai>bi), F(ai<bi), F(ai≥bi), F(ai≤bi).Parts of the numbers A and B, consisting of the digits of sequentially decreasing orders from i to j, in the following text and on the diagrams are designated as A ij and B ij , respectively, and the logical expressions of the signs of their comparison - as F (A ii > B ij ), F (A ii <B ij ), F (A ii > B ij ), F (A ii <B ij ). Similarly designated expression discharges comparing attributes: F (a i> b i ), F (a i <b i), F (a i ≥b i), F (a i ≤b i).

Figure 00000019
Figure 00000019

Figure 00000020
Figure 00000020

Формулы (1) и (2) удается упростить, если ввести в скобки избыточные конъюнкции

Figure 00000021
,
Figure 00000022
и склеить с ними содержащиеся там члены по логическим формулам
Figure 00000023
Formulas (1) and (2) can be simplified by introducing redundant conjunctions in parentheses
Figure 00000021
,
Figure 00000022
and glue the terms contained there with them by logical formulas
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

Инвертирование формул (3) и (4) позволяет получить простые логические выражения для остальных признаков неравенства.Inverting formulas (3) and (4) allows you to obtain simple logical expressions for the remaining signs of inequality.

Figure 00000026
Figure 00000026

Figure 00000027
Figure 00000027

Действия, соответствующие формулам (3) - (6), выполняют блоки 2-0, 2-1 и 2-2 объединения результатов частичных сравнений.Actions corresponding to formulas (3) - (6) are performed by blocks 2-0, 2-1 and 2-2 of combining the results of partial comparisons.

Содержащиеся в каждом блоке 2-0 и 2-1 в схеме фиг. 1 и в блоке 2-2 на фиг. 3 элементы 8 и 9 с функцией

Figure 00000028
принимают на входы X, Y, Z сигналы признаков ai+1>bi+1, ai≥bi, ai+1≥bi+1 и ai+1>bi+1, ai>bi, ai+1≥bi+1, i=0, 2, 4, из которых элемент 8 формирует сигналContained in each block 2-0 and 2-1 in the circuit of FIG. 1 and block 2-2 in FIG. 3 elements 8 and 9 with function
Figure 00000028
accept signals of signs a i + 1 > b i + 1 , a i ≥b i , a i + 1 ≥b i + 1 and a i + 1 > b i + 1 , a i > b at inputs X, Y, Z i , a i + 1 ≥b i + 1 , i = 0, 2, 4, of which element 8 forms the signal

Figure 00000029
Figure 00000029

который очевидно отвечает формуле (4), а элемент 9 - сигналwhich obviously corresponds to formula (4), and element 9 is the signal

Figure 00000030
Figure 00000030

отвечаующий формуле (5).corresponding to formula (5).

Элементы 8 и 9 с функцией

Figure 00000031
в блоках 2-0 и 2-1 в схемах Фиг. 2, 3 и 4 и в блоке 2-2 на фиг. 4 имеют на входах X, Y, Z сигналы признаков ai+1<bi+1, ai≤bi, ai+1≤bi+1 и ai+1<bi+1, ai<bi, ai+1≤bi+1, i=0, 2, 4. Их выходные сигналыElements 8 and 9 with function
Figure 00000031
in blocks 2-0 and 2-1 in the diagrams of FIG. 2, 3 and 4 and in block 2-2 of FIG. 4 have at the inputs X, Y, Z feature signals a i + 1 <b i + 1 , a i ≤b i , a i + 1 ≤b i + 1 and a i + 1 <b i + 1 , a i < b i , a i + 1 ≤b i + 1 , i = 0, 2, 4. Their output signals

Figure 00000032
Figure 00000032

иand

Figure 00000033
Figure 00000033

соответствуют формулам (3) и (6).correspond to formulas (3) and (6).

Формулы (3) - (6) применимы для объединения результатов сравнения любых частей, если признаки сравнения разрядов, заменить в них признаками сравнения частей из групп разрядов.Formulas (3) - (6) are applicable for combining the results of comparing any parts, if the signs of comparison of digits are replaced by signs of comparison of parts from groups of digits.

В общем виде при i1>j1, i2=j1 - 1>j2 формулы будут выглядеть так:In general, for i1> j1, i2 = j1 - 1> j2 the formulas will look like this:

Figure 00000034
Figure 00000034

Объединение результатов сравнения двухразрядных частей по этим формулам выполняют блоки 3-0 и 3-1.Combining the results of comparing the two-digit parts according to these formulas is performed by blocks 3-0 and 3-1.

В схеме Фиг. 1 блок 3-0 формирует сигналы по формуламIn the circuit of FIG. 1 block 3-0 generates signals according to the formulas

Figure 00000035
Figure 00000035

Figure 00000036
Figure 00000036

а в схемах Фиг. 2,3,4- по формуламand in the diagrams of FIG. 2,3,4- by formulas

Figure 00000037
Figure 00000037

Figure 00000038
Figure 00000038

Блок 3-1 в схеме фиг. 4 объединяет результаты сравнения частей разной разрядности, он работает по формуламBlock 3-1 in the circuit of FIG. 4 combines the results of comparing parts of different bit depth, it works according to the formulas

Figure 00000039
Figure 00000039

Figure 00000040
Figure 00000040

На Фиг. 1 блок 3-0 составляет последний каскад объединения результатов частичных сравнений, сигнал с его первого выхода, соответствующий формуле (7), через инвертор 10 поступает на выход устройства для сигналов превышения первого числа вторым - А<В, а второй выход в соответствии с формулой (8) непосредственно является выходом сигналов А>В.FIG. 1 block 3-0 makes up the last stage of combining the results of partial comparisons, the signal from its first output, corresponding to formula (7), through the inverter 10 enters the output of the device for signals of exceeding the first number by the second - A <B, and the second output in accordance with the formula (8) is directly the output of the A> B signals.

В остальных примерах выполнения компаратора двоичных чисел на Фиг. 2, 3 и 4 последний каскад объединения результатов частичных сравнений составляют блоки 4, они формируют конечные выражения признаков сравнения чисел по следующим формулам.In the remaining examples of the binary number comparator in FIG. 2, 3 and 4, the last cascade of combining the results of partial comparisons is made up of blocks 4, they form the final expressions of signs for comparing numbers according to the following formulas.

На Фиг. 2FIG. 2

Figure 00000041
Figure 00000041

Figure 00000042
Figure 00000042

На фиг. 3FIG. 3

Figure 00000043
Figure 00000044
Figure 00000043
Figure 00000044

На фиг.4Figure 4

Figure 00000045
Figure 00000045

Figure 00000046
Figure 00000046

Сигналы признака А=В в данном устройстве формирует элемент 11 2ИЛИ-НЕ как конъюнкцию инверсий сигналов признаков превосходства А над В и В над А, так как оба этих признака могут быть одновременной ложными только в случае равенства чисел А и В.Signals of the sign A = B in this device are formed by element 11 2OR-NOT as a conjunction of inversions of signals of signs of superiority A over B and B over A, since both of these signs can be simultaneously false only if the numbers A and B.

Из описания работы устройства должно быть видно, что каждый блок объединения результатов частичных сравнений из двух пар признаков сравнения двух, следующих друг за другом пар частей сравниваемых чисел формирует одну пару признаков для составленных из этих частей фрагментов чисел. На каждом каскаде этих блоков вдвое уменьшается количество сравниваемых частей, из которых можно составить пары, и соответствующих им признаков сравнения. Если для одной части пары нет, она передается на ближайший из последующих каскадов, где сможет объединиться с одной оставшейся там без пары частью. Так происходит до полного объединения всех частей.From the description of the operation of the device, it should be seen that each block for combining the results of partial comparisons of two pairs of comparison features of two successive pairs of parts of the compared numbers forms one pair of features for the number fragments composed of these parts. At each cascade of these blocks, the number of parts to be compared, from which pairs can be made, and the corresponding comparison signs, are halved. If there is no pair for one part, it is transmitted to the nearest of the subsequent cascades, where it can combine with one part left there without a pair. This happens until all parts are completely unified.

Максимальное количество N разрядов чисел, признаки которых может объединить древовидная цепь блоков, состоящая из К каскадов, равно 2К. А если количество разрядов превысит 2К, но останется меньше 2⋅2К, понадобится К+1 каскад. Следовательно, количество каскадов К равно степени, в которую следует возвести число 2, чтобы получить ближайшее превышающее N или равное ему целое число, что выражает формула

Figure 00000047
The maximum number of N digits of numbers, the signs of which can be combined by a tree-like chain of blocks, consisting of K cascades, is 2 K. And if the number of discharges exceeds 2 K , but remains less than 2⋅2 K , K + 1 cascade will be needed. Therefore, the number of cascades K is equal to the power to which the number 2 should be raised in order to obtain the nearest integer greater than N or equal to it, which expresses the formula
Figure 00000047

Выражение для количества блоков объединения результатов частичных сравнений легко получить для случая равенства разрядности N числу 2, в какой-то целой степени, то есть N=2К, так как в первом каскаде количество блоков равно N / 2 и уменьшается вдвое на каждом следующем каскаде, их общее количество будет соответствовать сумме SK из К членов геометрической прогрессии со знаменателем q=0,5. Подставив в известную формулу данное значение q, значения первого и последнего членов прогрессии p1=2К-1 и рК=1, получим следующее выражение для суммы SK.The expression for the number of blocks for combining the results of partial comparisons is easy to obtain for the case of equality of the bit width N to 2, to some integer power, that is, N = 2 K , since in the first stage the number of blocks is equal to N / 2 and is halved at each subsequent stage , their total number will correspond to the sum S K of K members of a geometric progression with the denominator q = 0.5. Substituting this value q, the values of the first and last members of the progression p 1 = 2 K-1 and p K = 1 into the well-known formula, we obtain the following expression for the sum S K.

Figure 00000048
Figure 00000048

Количество блоков объединения результатов частичных сравнений останется равным N - 1 при любом N потому, что каждое увеличение N на один разряд потребует добавить один блок.The number of blocks for combining the results of partial comparisons will remain equal to N - 1 for any N, because each increment of N by one bit requires adding one block.

Элементы устройства предлагается выполнить на комплементарных полевых транзисторах МОП-структуры и конструктивно реализовать в виде смежных продольными сторонами областей МОП-структур р- и n-типов проводимости, пересеченных поперек полосками затворов, разделяющими МОП-структуры на области истоков-стоков соответствующих типов.The elements of the device are proposed to be made on complementary field-effect transistors of MOS structures and structurally implemented in the form of regions of MOS structures of p- and n-types of conductivity adjacent to the longitudinal sides, crossed across by gate strips dividing MOS structures into regions of source-sinks of the corresponding types.

Блоки 1-0, … 1-6 сравнения разрядов имеют два варианта схемотехнического и конструктивного выполнения, представленные на фиг. 5, 6 и 7, 8 соответственно. В каждом варианте блок содержит с первого по пятый МОП-транзисторы 12 - 16 на фиг. 5 и 22 - 26 на фиг.6 обогащенного типа с индуцированными каналами р-типа и с первого по пятый МОП-транзисторы соответственно 17-21 и 27 - 31 обогащенного типа с индуцированными каналами n-типа. Истоки р-МОП-транзисторов 12 - 15 и 22 - 25 подключены к шине +UП положительного напряжения питания, а истоки n-МОП-транзисторов 17, 19-21 и 27, 29 - 31 - к шине нулевого потенциала. Затворы пар МОП-транзисторов 12 и 17, 22 и 27 соединены и являются первыми входоми и блоков обоих вариантов, стоки р-МОП-транзисторов 15 и 25 соответственно соединены с истоками р-МОП-транзисторов 16 и 26, а истоки n-МОП-транзисторов 18 и 28 - со стоками n-МОП-транзисторов 19 и 29. Стоки МОП-транзисторов 13, 14, 18 и 23, 24, 28 соответственно соединены с первыми выходами

Figure 00000049
блоков первого и второго вариантов выполнения, а стоки МОП-транзисторов 16, 20, 21 и 26, 30, 31 - с их вторыми выходами
Figure 00000050
Units 1-0, ... 1-6 for comparison of digits have two variants of circuitry and design, shown in Figs. 5, 6 and 7, 8 respectively. In each embodiment, the block comprises first to fifth MOS transistors 12-16 in FIG. 5 and 22-26 in FIG. 6 are enriched type with p-type induced channels and first through fifth MOS transistors 17-21 and 27-31 of enriched type with induced n-type channels, respectively. The sources of the p-MOS transistors 12 - 15 and 22 - 25 are connected to the + U P bus of the positive supply voltage, and the sources of the n-MOS transistors 17, 19-21 and 27, 29 - 31 are connected to the zero potential bus. The gates of the pairs of MOS transistors 12 and 17, 22 and 27 are connected and are the first inputs and blocks of both options, the drains of the p-MOS transistors 15 and 25, respectively, are connected to the sources of the p-MOS transistors 16 and 26, and the sources of the n-MOS transistors 18 and 28 - with drains of n-MOS transistors 19 and 29. Drains of MOS transistors 13, 14, 18 and 23, 24, 28 are respectively connected to the first outputs
Figure 00000049
blocks of the first and second embodiments, and the drains of the MOS transistors 16, 20, 21 and 26, 30, 31 - with their second outputs
Figure 00000050

В первом варианте выполнения блока сравнения разрядов, см фиг. 5 затворы МОП-транзисторов 13, 15, 19 и 20 соединены и являются вторым входом v блока, а затворы МОП-транзисторов 14, 16, 18 и 21 подключены к стокам МОП-транзисторов 12 и 17.In the first embodiment of the bit comparison unit, see FIG. 5, the gates of the MOS transistors 13, 15, 19 and 20 are connected and are the second input v of the block, and the gates of the MOS transistors 14, 16, 18 and 21 are connected to the drains of the MOS transistors 12 and 17.

Во втором варианте выполнения блока сравнения разрядов, см. фиг. 6 затворы МОП-транзисторов 23, 25, 29 и 30 подключены к стокам МОП-транзисторов 22 и 27, а затворы МОП-транзисторов 24, 26, 28 и 31 соединены и являются вторым входом v блока.In the second embodiment of the bit comparison unit, see FIG. 6, the gates of the MOS transistors 23, 25, 29 and 30 are connected to the drains of the MOS transistors 22 and 27, and the gates of the MOS transistors 24, 26, 28 and 31 are connected and are the second input v of the block.

КМОП-элементы формируют единицы выполняемых логических функций посредством подключения выходов к шине положительного напряжения питания с помощью каналов МОП-транзисторов р-типа, возникающих у них при наличии на затворах напряжения низкого уровня, и нули подключением выходов к шине нулевого потенциала через открытые каналы n-МОП-транзисторов в присутствии на их затворах высокого уровня напряжения. Функции проводимости последовательных и параллельных соединений МОП-транзисторов соответствуют конъюнкциям и дизъюнкциям функций проводимости транзисторов, которые для р-канальных выражаются инверсией, а для n-канальных - повторением логических уровней на затворах.CMOS elements form units of logical functions performed by connecting the outputs to the positive supply voltage bus using the channels of p-type MOS transistors that arise in them when there is a low voltage on the gates, and zeros by connecting the outputs to the zero potential bus through open channels n- MOS transistors in the presence of high voltage levels on their gates. The conductivity functions of series and parallel connections of MOS transistors correspond to the conjunctions and disjunctions of the conductivity functions of transistors, which for p-channel are expressed by inversion, and for n-channel - by repeating logic levels at the gates.

В первом варианте выполнения блока сравнения разрядов МОП-транзисторы 12 и 17 образуют инвертор 5, МОП-транзисторы 13, 14 и 18, 19 - элемент 6 2И-НЕ, а МОП-транзисторы 15, 16 и 20, 21 -элемент 7 2ИЛИ-НЕ.In the first embodiment of the unit for comparing the discharges, MOS transistors 12 and 17 form inverter 5, MOS transistors 13, 14 and 18, 19 - element 6 2I-NOT, and MOS transistors 15, 16 and 20, 21 - element 7 2 OR- NOT.

Во втором варианте выполнения блока сравнения разрядов инвертор 5 составляют МОП-транзисторы 22 и 27, элемент 6 2И-НЕ -МОП-транзисторы 23, 24 и 28, 29, а элемент 7 2ИЛИ-НЕ - МОП-транзисторы 25, 26 и 30, 31.In the second embodiment of the unit for comparing the discharges, the inverter 5 is made up of MOS transistors 22 and 27, element 6 2I-NOT MOS transistors 23, 24 and 28, 29, and element 7 2 OR-NOT - MOS transistors 25, 26 and 30, 31.

В конструкции первого варианта выполнения блока сравнения разрядов (Фиг. 7) первые области 38 и 39 р- и n-МОП-структур расположены по краям блока, а вторые области 40 и 41 - примыкают друг к другу. Р-область истоков-стоков между первой и второй полосками 42 и 43 затворов в области 38 р-МОП-структур и крайние со стороны третьей полоски 44 затворов р-области и стоков-стоков областей 38 и 40 р-МОП-структур подключены к шине +UП положительного напряжения питания. N-область истоков-стоков между полосками 42 и 43 затворов в области 39 n-МОП-структур и крайние со стороны полоски 44 затворов n-области истоков-стоков в областях 39 и 41 n-МОП-структур подключены к шине нулевого потенциала. Р-область истоков-стоков в области 38 р-МОП-структур между полосками 43, 44 затворов и крайняя со стороны полоски 43 затворов n-область истока-стока в области 41 n-МОП-структур соединены с первым выходом

Figure 00000049
блока. N-область истоков-стоков в первой области 39 n-МОП-структур между полосками 43, 44 затворов и крайняя со стороны полоски 43 затворов р-область истока-стока в области 40 р-МОП-структур соединены со вторым выходом u v блока.In the design of the first embodiment of the unit for comparing the digits (Fig. 7), the first regions 38 and 39 of the p- and n-MOS structures are located at the edges of the unit, and the second regions 40 and 41 are adjacent to each other. P-region of sources-drains between the first and second strips 42 and 43 gates in the region of 38 p-MOS structures and the outermost gates from the side of the third strip 44 gates of the p-region and drains-drains of regions 38 and 40 of p-MOS structures are connected to the bus + U P positive supply voltage. The N-region of the source-drain between the strips 42 and 43 of the gates in the region 39 of the n-MOS structures and the outermost from the side of the strip 44 of the gates of the n-region of the sources-drains in the regions 39 and 41 of the n-MOS structures are connected to the zero potential line. The source-drain P-region in the region 38 of the p-MOS structures between the gate strips 43, 44 and the n-source-drain region on the side of the gate strip 43 in the region 41 of the n-MOS structures are connected to the first output
Figure 00000049
block. The N-region of the sources-drain in the first region 39 of the n-MOS structures between the strips 43, 44 of the gates and the p-region of the source-drain in the region 40 of the p-MOS structures, which is extreme from the side of the strip 43 of the gates, are connected to the second output of the uv block.

В местах пересечений полосками 42, 43 и 44 затворов областей 38 и 39 р- и n-МОП-структур соответственно расположены области каналов р-МОП-транзисторов 12, 14, 13 и n-МОП-транзисторов 17, 21, 20, а в местах пересечений полосками 43 и 44 затворов областей 40 и 41 р- и n-МОП структур 40 и 41 - области каналов р-МОП-транзисторов 16, 15 и n-МОП-транзисторов 18, 19.At the intersections of the strips 42, 43 and 44 of the gates of the regions 38 and 39 of the p- and n-MOS structures, respectively, there are the channel regions of the p-MOS transistors 12, 14, 13 and n-MOS transistors 17, 21, 20, and in the places where the strips 43 and 44 cross the gates of the regions 40 and 41 of the p- and n-MOS structures 40 and 41 - the channel regions of the p-MOS transistors 16, 15 and n-MOS transistors 18, 19.

В конструкции второго варианта выполнения блока сравнения разрядов (Фиг. 8) первые области 45 и 46 р- и n-МОП-структур примыкают друг к другу, а вторые области 47 и 48 р- и n-МОП-структур расположены по краям блока. Р-область истоков-стоков между первой и второй полосками 49 и 50 затворов в области 45 р-МОП-структур и крайние р-области истоков-стоков в области 47 р-МОП-структур подключены к шине +UП положительного напряжения питания. N-область истоков-стоков между полосками 49 и 50 затворов в области 46 n-МОП-структур и крайние n-области истоков-стоков в области 48 n-МОП-структур подключены к шине нулевого потенциала. Р-область истоков-стоков в области 47 р-МОП-структур между полосками 50, 51 затворов и крайняя со стороны полоски 51 затворов n-область истока- стока в области 46 n-МОП-структур соединены с первым выходом

Figure 00000049
блока. N-область истоков-стоков в области 48 n-МОП-структур между полосками 50, 51 затворов и крайняя со стороны полоски 51 затворов р-область истока-стока в области 45 р-МОП-структур соединены со вторым выходом
Figure 00000051
блока.In the construction of the second embodiment of the unit for comparing the digits (Fig. 8), the first regions 45 and 46 of the p- and n-MOS structures are adjacent to each other, and the second regions 47 and 48 of the p and n-MOS structures are located at the edges of the block. P-area of sources-drains between the first and second strips 49 and 50 gates in the area of 45 p-MOS-structures and the extreme p-area of sources-drains in the area of 47 p-MOS structures are connected to the bus + U P positive supply voltage. The N-region of the source-drain between the strips 49 and 50 of the gates in the region 46 of the n-MOS structures and the extreme n-regions of the sources-drains in the region 48 of the n-MOS structures are connected to the zero potential line. The P-region of the sources-drains in the region 47 of the p-MOS structures between the gate strips 50, 51 and the n-region of the source-drain in the region 46 of the n-MOS structures, which is extreme from the side of the strip 51 of the gates, are connected to the first output
Figure 00000049
block. The N-region of sources-drains in the region 48 of n-MOS structures between the strips 50, 51 of the gates and the p-region of the source-drain in the region 45 of the p-MOS structures, which is extreme from the side of the strip 51 of the gates, are connected to the second output
Figure 00000051
block.

Пересечения полосками 49,50 и 51 затворов областей 45 и 46 р- и n-МОП-структур соответственно образуют области каналов р-МОП-транзисторов 22, 25, 26 и n-МОП-транзисторов 27, 29, 28, а пересечения полосками 50 и 51 затворов областей 47 и 48 р- и n-МОП-структур 45 и 46 - области каналов р-МОП-транзисторов 23, 24 и n-МОП-транзисторов 30, 31.The intersection of the gates 45 and 46 by strips 49, 50 and 51 of the p- and n-MOS structures, respectively, form the channel regions of the p-MOS transistors 22, 25, 26 and n-MOS transistors 27, 29, 28, and the intersections by the stripes 50 and 51 gates of the regions 47 and 48 of the p- and n-MOS-structures 45 and 46 - the region of the channels of the p-MOS transistors 23, 24 and n-MOS transistors 30, 31.

Описанное конструктивное выполнение блоков сравнения разрядов в двух вариантах дает возможность повысить плотность их размещения на поверхности кристалла при интегральном исполнении устройства. На фиг. 12 показан фрагмент компоновки массива таких блоков, которая предусматривает зеркально-симметричное расположение пар блоков обоих вариантов выполнения, позволяющее минимизировать шаг размещения МОП-транзисторных структур за счет двухрядной расстановки областей МОП-структур, уменьшения площади изолирующих областей и совмещения подключенных к шинам питания областей истоков соседних МОП-структур.The described constructive implementation of the discharge comparison units in two versions makes it possible to increase the density of their placement on the crystal surface when the device is integrated. FIG. 12 shows a fragment of the arrangement of an array of such blocks, which provides for a mirror-symmetric arrangement of pairs of blocks of both embodiments, which makes it possible to minimize the placement step of MOSFET structures due to the two-row arrangement of the regions of the MOS structures, reducing the area of insulating regions and aligning the source regions connected to the power buses MOS structures.

Очевидно, что количества блоков сравнения разрядов, выполненных по первому и по второму вариантам, должны быть равны при четной разрядности N сравниваемых чисел или различаться на один при нечетном N.Obviously, the number of bit comparison units made according to the first and second options should be equal for an even digit capacity N of the compared numbers or differ by one for an odd N.

Каждый элемент 8 и 9, выполняющий функцию, единичные значения которой соответствуют выражению

Figure 00000052
а нулевые значения - выражению
Figure 00000053
см. фиг. 9 содержит первые, вторые, третьи МОП-транзисторы 32, 33, 34 и 35, 36, 37 обогащенного типа с индуцированными каналами р- и n-типов проводимости, затворы которых попарно соединены и соответственно являются входами сигналов X, Y и Z. Истоки р- и n-МОП-транзисторов 32, 34 и 35, 37 соответственно подключены к шине +UП положительного напряжения питания и к шине нулевого потенциала. Стоки р- и n-МОП-транзисторов 32 и 37 соответственно соединены с истоками р- и n-МОП-транзисторов 33 и 36, стоки которых и стоки МОП-транзисторов 34 и 35 соединены с выходом элемента.Each element 8 and 9 performing a function whose single values correspond to the expression
Figure 00000052
and zero values - to the expression
Figure 00000053
see fig. 9 contains the first, second, third MOS transistors 32, 33, 34 and 35, 36, 37 of the enriched type with induced channels of p- and n-types of conductivity, the gates of which are connected in pairs and, respectively, are the inputs of signals X, Y and Z. Sources p- and n-MOS transistors 32, 34 and 35, 37, respectively, are connected to the + U P bus of the positive supply voltage and to the zero potential bus. The drains of the p- and n-MOS transistors 32 and 37 are respectively connected to the sources of the p- and n-MOS transistors 33 and 36, the drains of which and the drains of the MOS transistors 34 and 35 are connected to the output of the element.

Применение элементов

Figure 00000054
с неполностью определенной функцией оправдано тем, что у каждого такого элемента в данном устройстве логические функции сигналов, поступающих на входы X и Z связаны отношением включения FX ⊃ FZ, то есть FX включает FZ, так как все единичные значения функции FZ на определенном наборе значений переменных соответствуют единичным значениям функции FX, которая имеем еще и другие единичные значения.Applying elements
Figure 00000054
with an incompletely defined function is justified by the fact that for each such element in a given device the logical functions of the signals arriving at the inputs X and Z are connected by the inclusion relation F X ⊃ F Z , that is, F X includes F Z , since all unit values of the function F Z on a certain set of values of the variables correspond to the unit values of the function F X , which we also have other unit values.

Так, у элементов 8 и 9

Figure 00000055
во всех блоках объединения результатов частичных сравнений на входы X и Z соответственно поступают сигнал признака исключительного превосходства части одного числа над аналогичной частью другого, например, А1-01-0 и сигнал признака того же превосходства, дополненного признаком равенства этих же частей, - А1-0≥В1-0. Очевидно, что признак вида А1-01-0 выполняется только при выполнении признака A1-0≥В1-0, все случаи невыполнения которого, совпадают со случаями невыполнения признака А1-0>B1-0, а, еще, признак А1-0≥В1-0 не может быть ложным, когда истинен признак А1-01-0. Это выражается следующими логическими формулами.So, for elements 8 and 9
Figure 00000055
in all blocks for combining the results of partial comparisons, the inputs X and Z respectively receive a signal of a sign of the exceptional superiority of a part of one number over a similar part of another, for example, A 1-0 > B 1-0 and a signal of a sign of the same superiority supplemented by a sign of equality of the same parts , - А 1-0 ≥В 1-0 . Obviously, a feature of the form A 1-0 > B 1-0 is fulfilled only when the feature A 1-0 ≥B 1-0 is fulfilled, all cases of non-fulfillment of which coincide with the cases of non-fulfillment of the feature A 1-0 > B 1-0 , and , yet, the sign A 1-0 ≥B 1-0 cannot be false when the sign A 1-0 > B 1-0 is true. This is expressed by the following logical formulas.

Figure 00000056
Figure 00000056

Figure 00000057
Figure 00000057

Figure 00000058
Figure 00000058

Выраженная формулами (10) и (11) логическая взаимосвязь сигналов X и Z позволила упростить связи МОП-транзисторов в схеме элементов 8 и 9, во время синтеза которой были проделаны следующие преобразования формул.The logical relationship of signals X and Z expressed by formulas (10) and (11) made it possible to simplify the connections of MOS transistors in the circuit of elements 8 and 9, during the synthesis of which the following formulas were converted.

Figure 00000059
Figure 00000059

Крайние логические выражения слева и справа в формуле (13) описывают связи соответственно n- и р-МОП-транзисторов в элементах 8 и 9, а формула (12) доказывает то, что управляемые разными сигналами р- и n-МОП-транзисторы, непосредственно подключенные между выходом элемента и шинами питания не могут иметь открытые каналы одновременно. Высокий уровень сигнала X, открывающий канал n-МОП-транзистора 35, никогда не сочетается с низким открывающим р-МОП-транзистор 34 уровнем сигнала Z.The extreme logical expressions on the left and right in formula (13) describe the connections, respectively, of n- and p-MOS transistors in elements 8 and 9, and formula (12) proves that p- and n-MOS transistors controlled by different signals are directly those connected between the output of the element and the power rails cannot have open channels at the same time. The high signal level X, which turns on the n-MOSFET 35, is never combined with the low turn-on level of the p-MOS transistor 34, the signal level Z.

Каждый элемент, выполняющий функцию, единичные значения которой соответствуют выражению

Figure 00000060
а нулевые значения - выражению
Figure 00000061
конструктивно выполнен (Фиг. 10) в виде двух смежных продольными сторонами областей 52 и 53 МОП-структур р- и n-типов проводимости, пересеченных поперек тремя общими полосками 54, 55 и 56 затворов, разделяющими области 52 и 53 на области истоков-стоков соответствующих типов проводимости. Полоски 54, 55, 56 затворов по порядку соединены со входами сигналов X, Y, Z. Крайние р- и n-области истоков-стоков соответственно подключены к шине +UП положительного напряжения питания и к шине нулевого потенциала, а области истоков-стоков р-типа между полосками 55, 56 затворов и n-типа между полосками 54, 55 затворов соединены с выходом элемента.Each element that performs a function whose single values correspond to the expression
Figure 00000060
and zero values - to the expression
Figure 00000061
structurally made (Fig. 10) in the form of two adjacent longitudinal sides of the regions 52 and 53 MOS structures of p- and n-types of conductivity, crossed across by three common strips 54, 55 and 56 of the gates, separating the regions 52 and 53 into the source-drain region corresponding types of conductivity. Strips 54, 55, 56 of the gates are connected in order to the inputs of the signals X, Y, Z. The extreme p- and n-regions of the sources-drains are respectively connected to the + U P bus of the positive supply voltage and to the zero potential bus, and the regions of the sources-drains p-type between the strips 55, 56 of the gates and n-type between the strips 54, 55 of the gates are connected to the outlet of the element.

Пересечения полосками 54,55, 56 затворов областей 52 и 53 р- и n-МОП-структур соответственно образуют области каналов р-МОП-транзисторов 32, 33, 34 и n-МОП-транзисторов 35, 36, 37. Упрощенная схема элементов 8 и 9

Figure 00000062
позволила выполнить связи стоков и истоков их р- и n-МОП-транзисторов 32, 33 и 37, 36 простым совмещением, не требующим контактов и проводников. Расположение подключенных к шинам питания истоков МОП-транзисторов 32, 34 и 35, 37 по краям позволяет совмещать их у соседних элементов в общей конструкции устройства, как показано на фиг. 11.The intersection of the gate regions 52 and 53 by strips 54, 55, 56 of the p- and n-MOS structures, respectively, form the channel regions of the p-MOS transistors 32, 33, 34 and n-MOS transistors 35, 36, 37. Simplified circuit of elements 8 and 9
Figure 00000062
made it possible to perform connections of drains and sources of their p- and n-MOS transistors 32, 33 and 37, 36 by simple alignment, which does not require contacts and conductors. The arrangement of the sources of the MOS transistors 32, 34 and 35, 37 connected to the power lines at the edges allows them to be combined at adjacent elements in the overall structure of the device, as shown in FIG. eleven.

Таким образом, компаратор двух N-разрядных двоичных чисел выполняет свои функции, имея в своем составе КМОП логические элементы, связанные в древовидную цепь, пути распространения сигналов от входов до выходов которой содержат не более

Figure 00000063
последовательных элементов. Устройство формирует сигналы трех признаков сравнения чисел А и В по логическим формулам:Thus, the comparator of two N-bit binary numbers performs its functions, having in its composition logical elements connected in a tree-like chain, the signal propagation paths from inputs to outputs of which contain no more than
Figure 00000063
consecutive elements. The device generates signals of three signs of comparison of numbers A and B according to logical formulas:

Figure 00000064
Figure 00000064

Предлагаемое схемотехническое и конструктивное выполнение элементов устройства позволит повысить плотность его упаковки в интегральном исполнении.The proposed circuit and design implementation of the device elements will increase the density of its packaging in an integrated design.

Claims (3)

1. Компаратор двоичных чисел, содержащий блоки сравнения разрядов в количестве, равном разрядности чисел N, каждый блок сравнения разрядов состоит из первого элемента и второго, третьего элементов, первые входы которых подключены к выходу первого элемента, а выходы соответственно являются первым, вторым выходами блока, вход первого элемента и второй вход второго элемента соответственно являются первым и вторым входами блока, третий элемент является логическим элементом 2ИЛИ-НЕ, блоки объединения результатов частичных сравнений, каждый из которых имеет с первого по четвертый входы и состоит из первого и второго элементов, выходы которых соответственно являются вторым и первым выходами блока, формирователь сигнала признака равенства чисел на логическом элементе 2ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом устройства для сигнала равенства сравниваемых чисел - А=В, количество блоков объединения результатов частичных сравнений равно N - 1, они образуют древовидную цепь, состоящую из нескольких каскадов, число которых К равно округленному до ближайшего большего целого значению логарифма по основанию два от N, то есть
Figure 00000065
, у блоков объединения результатов частичных сравнений, составляющих первый каскад, первые, вторые и третьи, четвертые входы соответственно подключены к первым, вторым выходам блоков сравнения разрядов четных и нечетных номеров, следующих в порядке возрастания от 0 до N - 1, если N - четно, или до N - 2, если N - нечетно, в каждом следующем каскаде первые, вторые и третьи, четвертые входы блоков объединения результатов частичных сравнений подключены к первым, вторым выходам аналогичных блоков предыдущего каскада в порядке возрастания номеров соответствующих им разрядов сравниваемых чисел, если в предыдущих каскадах отсутствуют связи выходов блока сравнения разрядов и блока объединения результатов частичных сравнений или двух блоков объединения результатов частичных сравнений, первые, вторые выходы этих блоков в порядке возрастания номеров соответствующих разрядов сравниваемых чисел подключены к первому, второму и третьему, четвертому входам последнего по порядку блока объединения результатов частичных сравнений данного каскада, второй выход блока объединения результатов частичных сравнений последнего К-го каскада является выходом устройства для сигнала превышения второго числа первым - А>В и подключен ко второму входу элемента 2ИЛИ-НЕ формирователя сигнала признака равенства чисел, отличающийся тем, что первый и второй элементы каждого блока сравнения разрядов соответственно являются инвертором и логическим элементом 2И-НЕ, второй вход которого соединен со вторым входом элемента 2ИЛИ-НЕ, в каждом блоке объединения результатов частичных сравнений оба элемента выполняют логическую функцию трех переменных X, Y, Z, единичные значения которой соответствуют выражению
Figure 00000066
, а нулевые значения -
Figure 00000067
, входы переменных Y первого и второго элементов
Figure 00000068
соответственно являются первым и вторым входами блока, входы переменных Z и X этих элементов соответственно соединены и являются третьим и четвертым входами блока, формирователь сигнала признака равенства чисел дополнительно содержит инвертор, вход которого подключен к первому выходу блока объединения результатов частичных сравнений последнего К-го каскада, а выход - к первому входу элемента 2ИЛИ-НЕ и является выходом устройства для сигнала превышения первого числа вторым - А<В, входы каждого блока сравнения разрядов подключены к паре входов разрядов ai и bi сравниваемых чисел А и В соответствующего порядка i=0, 1, … N - 1, причем, если в цепи распространения выходных сигналов данного блока до выходов устройства содержится четное количество последовательно подключенных блоков объединения результатов частичных сравнений, первый и второй входы блока соответственно подключены к входам ai и bi, а если нечетное -, то ко входам bi и ai.
1. Comparator of binary numbers containing blocks of comparison of digits in an amount equal to the number of digits N, each block of comparison of digits consists of the first element and the second, third elements, the first inputs of which are connected to the output of the first element, and the outputs, respectively, are the first, second outputs of the block , the input of the first element and the second input of the second element, respectively, are the first and second inputs of the block, the third element is a logical element 2 OR NOT, blocks for combining the results of partial comparisons, each of which has from the first to the fourth inputs and consists of the first and second elements, outputs which, respectively, are the second and first outputs of the block, the generator of the signal of the sign of equality of numbers on the logical element 2 OR-NOT, the output of which is the output of the device for the signal of equality of the compared numbers - A = B, the number of blocks for combining the results of partial comparisons is equal to N - 1, they form a tree-like chain consisting of several cascades, the number of which K is equal to the rounded to the nearest larger integer value of the logarithm base two from N, that is
Figure 00000065
, in the blocks for combining the results of partial comparisons that make up the first stage, the first, second and third, fourth inputs are respectively connected to the first, second outputs of the blocks for comparing the digits of even and odd numbers, following in ascending order from 0 to N - 1, if N is even , or up to N - 2, if N is odd, in each next cascade the first, second and third, fourth inputs of the blocks for combining the results of partial comparisons are connected to the first, second outputs of similar blocks of the previous cascade in ascending order of the numbers of the corresponding digits of the compared numbers, if in the previous stages there are no connections between the outputs of the digit comparison unit and the unit for combining the results of partial comparisons or two blocks for combining the results of partial comparisons, the first and second outputs of these blocks in ascending order of the numbers of the corresponding digits of the compared numbers are connected to the first, second and third, fourth inputs of the latter in order results combining unit of partial comparisons of this cascade, the second output of the unit for combining the results of partial comparisons of the last K-th cascade is the output of the device for the signal when the second number is exceeded first - A> B and is connected to the second input of the element 2OR-NOT of the signal generator of the sign of equality of numbers, characterized in that the first and second elements of each block for comparing the digits, respectively, are an inverter and a logical element 2 AND-NOT, the second input of which is connected to the second input of the element 2OR-NOT, in each block for combining the results of partial comparisons, both elements perform the logical function of three variables X, Y, Z, whose single values correspond to the expression
Figure 00000066
, and zero values -
Figure 00000067
, inputs of variables Y of the first and second elements
Figure 00000068
respectively, they are the first and second inputs of the block, the inputs of the variables Z and X of these elements are respectively connected and are the third and fourth inputs of the block, the signal generator of the equality sign additionally contains an inverter, the input of which is connected to the first output of the unit for combining the results of partial comparisons of the last K-th stage , and the output is to the first input of the element 2OR-NOT and is the output of the device for the signal when the first number is exceeded by the second - A <B, the inputs of each bit comparison unit are connected to a pair of bit inputs a i and b i of the compared numbers A and B of the corresponding order i = 0, 1, ... N - 1, and if the distribution chain of the output signals of this block to the device outputs contains an even number of series-connected blocks for combining the results of partial comparisons, the first and second inputs of the block are respectively connected to the inputs a i and b i , and if odd -, then to the inputs b i and a i .
2. Компаратор двоичных чисел по п. 1, отличающийся тем, что блоки сравнения разрядов имеют два варианта выполнения, в каждом из них блок содержит с первого по пятый МОП-транзисторы обогащенного типа с индуцированными каналами р-типа и с первого по пятый МОП-транзисторы обогащенного типа с индуцированными каналами n-типа, истоки с первого по четвертый р-МОП-транзисторов подключены к шине положительного напряжения питания, а истоки первого и с третьего по пятый n-МОП-транзисторов - к шине нулевого потенциала, затворы первых р- и n-МОП-транзисторов соединены и являются первым входом блока, сток четвертого р-МОП-транзистора соединен с истоком пятого р-МОП-транзистора, а исток второго n-МОП-транзистора - со стоком третьего n-МОП-транзистора, стоки второго, третьего р-МОП- и второго n-МОП-транзисторов соединены с первым выходом блока, стоки пятого р-МОП- и четвертого, пятого n-МОП-транзисторов соединены со вторым выходом блока, в первом варианте выполнения блока затворы второго, четвертого р-МОП- и третьего, четвертого n-МОП-транзисторов соединены и являются вторым входом блока, а затворы третьего, пятого р-МОП- и второго, пятого n-МОП-транзисторов соединены и подключены к стокам первых р- и n-МОП-транзисторов, во втором варианте выполнения блока затворы второго, четвертого р-МОП- и третьего, четвертого n-МОП-транзисторов соединены и подключены к стокам первых р- и n-МОП-транзисторов, а затворы третьего, пятого р-МОП- и второго, пятого n-МОП-транзисторов соединены и являются вторым входом блока, каждый элемент, выполняющий функцию, единичные значения которой соответствуют выражению
Figure 00000066
, а нулевые значения - выражению
Figure 00000067
, содержит первые, вторые и третьи МОП-транзисторы обогащенного типа с индуцированными каналами р- и n-типов проводимости, затворы которых попарно соединены и соответственно являются входами сигналов X, Y и Z, истоки первых и третьих р- и n-МОП-транзисторов соответственно подключены к шинам положительного напряжения питания и нулевого потенциала, стоки первого р-МОП- и третьего n-МОП-транзисторов соответственно соединены с истоками вторых р- и n-МОП-транзисторов, стоки которых и стоки третьего р-МОП- и первого n-МОП-транзисторов соединены с выходом элемента.
2. Comparator of binary numbers according to claim 1, characterized in that the bit comparison blocks have two variants of execution, in each of them the block contains from the first to the fifth MOS transistors of the enriched type with induced p-type channels and from the first to the fifth MOS- enriched type transistors with induced n-type channels, the sources from the first to the fourth p-MOS transistors are connected to the positive supply voltage bus, and the sources of the first and from the third to the fifth n-MOS transistors are connected to the zero potential bus, the gates of the first p- and n-MOS transistors are connected and are the first input of the block, the drain of the fourth p-MOS transistor is connected to the source of the fifth p-MOS transistor, and the source of the second n-MOS transistor is connected to the drain of the third n-MOS transistor, the drains of the second , the third p-MOS and second n-MOS transistors are connected to the first output of the block, the drains of the fifth p-MOS and fourth, fifth n-MOS transistors are connected to the second output of the block, in the first embodiment of the block the gates of the second, fourth p -MOS and third, fourth n-MOS transistors are connected and are the second input of the block, and the gates of the third, fifth p-MOS and second, fifth n-MOS transistors are connected and connected to the drains of the first p- and n-MOS- transistors, in the second embodiment of the block, the gates of the second, fourth p-MOS- and third, fourth n-MOS transistors are connected and connected to the drains of the first p- and n-MOS transistors, and the gates of the third, fifth p-MOS- and second , the fifth n-MOS transistors are connected and are the second input of the block, each element performing a function, the unit values of which correspond to the expression
Figure 00000066
, and zero values - to the expression
Figure 00000067
, contains the first, second and third enriched type MOS transistors with induced p- and n-type channels, the gates of which are connected in pairs and, respectively, are the inputs of the X, Y and Z signals, the sources of the first and third p- and n-MOS transistors respectively connected to the buses of the positive supply voltage and zero potential, the drains of the first p-MOS and third n-MOS transistors, respectively, are connected to the sources of the second p- and n-MOS transistors, the drains of which and the drains of the third p-MOS and the first n - MOS transistors are connected to the output of the element.
3. Компаратор двоичных чисел по п. 2, отличающийся тем, что каждый блок сравнения разрядов обоих вариантов конструктивно выполнен в виде первой и второй смежных продольными сторонами областей МОП-структур р-типа и примыкающих к ним продольными сторонами также смежных первой и второй областей МОП-структур n-типа, поперек первых областей р- и n-МОП-структур проходит первая полоска затворов, соединенная с первым входом блока, поперек всех четырех областей проходят вторая полоска затворов, соединенная с крайними со стороны первой полоски затворов р- и n-областями истоков-стоков первых областей р- и n-МОП-структур, и третья полоска затворов, соединенная со вторым входом блока, в отделенных первой полоской затворов частях первых областях р- и n-МОП-структур и во вторых областях р- и n-МОП-структур вторая и третья полоски затворов выделяют по три области истоков-стоков соответствующих типов, в первом варианте выполнения блока сравнения разрядов первые области р- и n-МОП-структур расположены по краям блока, а вторые области р- и n-МОП-структур примыкают друг к другу, р-область истоков-стоков между первой и второй полосками затворов первой области р-МОП-структур и крайние со стороны третьей полоски затворов р-области истоков-стоков обеих областей р-МОП-структур подключены к шине положительного напряжения питания, n-область истоков-стоков между первой и второй полосками затворов первой области n-МОП-структур и крайние со стороны третьей полоски затворов n-области истоков-стоков обеих областей n-МОП-структур подключены к шине нулевого потенциала, р-область истоков-стоков первой области р-МОП-структур между второй и третьей полосками затворов и крайняя со стороны второй полоски затворов n-область истока-стока второй области n-МОП-структур соединены с первым выходом блока, n-область истоков-стоков первой области n-МОП-структур между второй и третьей полосками затворов и крайняя со стороны второй полоски затворов р-область истока-стока второй области р-МОП-структур соединены со вторым выходом блока, во втором варианте выполнения блока сравнения разрядов первые области р- и n-МОП-структур примыкают друг к другу, а вторые области р- и n-МОП-структур расположены по краям блока, р-область истоков-стоков между первой и второй полосками затворов первой области р-МОП-структур и крайние р-области истоков-стоков второй области р-МОП-структур подключены к шине положительного напряжения питания, n-область истоков-стоков между первой и второй полосками затворов первой области n-МОП-структур и крайние n-области истоков-стоков второй области n-МОП-структур подключены к шине нулевого потенциала, р-область истоков-стоков второй области р-МОП-структур между второй и третьей полосками затворов и крайняя со стороны третьей полоски затворов n-область истока-стока первой области n-МОП-структур соединены с первым выходом блока, n-область истоков-стоков второй области n-МОП-структур между второй и третьей полосками затворов и крайняя со стороны третьей полоски затворов р-область истока-стока первой области р-МОП-структур соединены со вторым выходом блока, количества блоков сравнения разрядов, выполненных по первому и по второму вариантам, различаются не более чем на один, каждый элемент, выполняющий функцию, единичные значения которой соответствуют выражению
Figure 00000066
, а нулевые значения - выражению
Figure 00000067
, конструктивно выполнен в виде двух смежных продольными сторонами областей МОП-структур р- и n-типов проводимости, пересеченных поперек тремя общими полосками затворов, разделяющими МОП-структуры на области истоков-стоков соответствующих типов проводимости, первая-третья полоски затворов по порядку соединены со входами сигналов X, Y и Z, крайние р- и n-области и стоков-стоков соответственно подключены к шинам положительного напряжения питания и нулевого потенциала, а области истоков-стоков р-типа между второй и третьей полосками затворов и n-типа между первой и второй полосками затворов соединены с выходом элемента.
3. Comparator of binary numbers according to claim 2, characterized in that each block for comparing the digits of both variants is structurally made in the form of the first and second regions of the p-type MOS structures adjacent to the longitudinal sides and the adjacent longitudinal sides of also adjacent first and second regions of the MOS -structures of the n-type, across the first regions of the p- and n-MOS structures passes the first strip of gates, connected to the first input of the block, across all four regions there is a second strip of gates connected to the outermost ones from the side of the first strip of gates p- and n- regions of the sources-drains of the first regions of the p- and n-MOS structures, and the third strip of gates connected to the second input of the block, in the parts of the first regions of the p- and n-MOS structures separated by the first strip of gates and in the second regions of the p- and n -MOS structures, the second and third strips of gates are separated by three regions of the sources-drains of the corresponding types, in the first embodiment of the discharge comparison unit, the first regions of p- and n-MOS structures are located n about the edges of the block, and the second regions of the p- and n-MOS structures are adjacent to each other, the p-region of sources-drains between the first and second strips of gates of the first region of p-MOS structures and the outermost p-region of the sources from the side of the third strip of gates - the drains of both regions of p-MOS structures are connected to the bus of positive supply voltage, the n-source-drain region between the first and second strips of gates of the first region of n-MOS structures and the outermost gates from the side of the third strip of gates of the n-region of the sources-drains of both regions n-MOS structures are connected to the zero potential bus, the p-region of the sources-drains of the first region of the p-MOS structures between the second and third strips of gates and the n-region of the source-drain of the second region of n-MOS structures, extreme from the side of the second strip of gates are connected to the first output of the block, the n-region of the sources-drains of the first region of n-MOS structures between the second and third strips of gates and the p-region of the source-drain of the second region of the p-MOS structures from the side of the second strip of gates are connected to the the second output of the unit, in the second embodiment of the discharge comparison unit, the first regions of the p- and n-MOS structures are adjacent to each other, and the second regions of the p- and n-MOS structures are located at the edges of the block, the p-region of sources-drains between the first and the second strips of gates of the first region of p-MOS structures and the extreme p-regions of sources-drains of the second region of p-MOS structures are connected to the bus of positive supply voltage, the n-region of sources-drains between the first and second strips of gates of the first region of n-MOS structures -structures and the extreme n-regions of the sources-drains of the second region of n-MOS structures are connected to the zero potential bus, the p-region of the sources-drains of the second region of the p-MOS structures between the second and third strips of gates and the extreme from the side of the third strip of gates n - the source-drain area of the first region of n-MOS structures are connected to the first output of the block, the n-source-drain area of the second region of n-MOS structures between the second and third strips of gates and the p-region of source, which is extreme from the side of the third strip of gates oka-drain of the first region of p-MOS structures are connected to the second output of the block, the number of comparison blocks of the digits made according to the first and second options differ by no more than one, each element performing a function, the unit values of which correspond to the expression
Figure 00000066
, and zero values - to the expression
Figure 00000067
, structurally made in the form of two adjacent longitudinal sides of the regions of MOS structures of p- and n-types of conductivity, crossed across by three common strips of gates, dividing the MOS structures into regions of sources-drains of the corresponding types of conductivity, the first-third strips of gates are connected in order to signal inputs X, Y and Z, the extreme p- and n-areas and drains-drains are respectively connected to the buses of the positive supply voltage and zero potential, and the areas of the p-type sources-drains between the second and third strips of gates and n-type between the first and the second by strips of closures are connected to the outlet of the element.
RU2021104292A 2021-02-19 2021-02-19 Binary number comparator RU2762061C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104292A RU2762061C1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Binary number comparator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104292A RU2762061C1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Binary number comparator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762061C1 true RU2762061C1 (en) 2021-12-15

Family

ID=79175206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104292A RU2762061C1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Binary number comparator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762061C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791462C1 (en) * 2022-03-18 2023-03-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary number comparator

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4450432A (en) * 1980-09-25 1984-05-22 Itt Industries, Inc. Binary MOS parallel comparators
KR200152537Y1 (en) * 1993-12-21 1999-07-15 구본준 A circuit of binary comparator
US6014074A (en) * 1997-12-24 2000-01-11 Lg Semicon Co., Ltd. Binary comparator
RU2236696C1 (en) * 2003-04-11 2004-09-20 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Device for comparison based on short-channel mis transistors
RU2300132C1 (en) * 2005-12-23 2007-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary number comparator
RU189024U1 (en) * 2019-03-22 2019-05-06 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники" BINARY COMPARATOR
RU194455U1 (en) * 2019-05-27 2019-12-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники" BIN NUMBER COMPARATOR

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4450432A (en) * 1980-09-25 1984-05-22 Itt Industries, Inc. Binary MOS parallel comparators
KR200152537Y1 (en) * 1993-12-21 1999-07-15 구본준 A circuit of binary comparator
US6014074A (en) * 1997-12-24 2000-01-11 Lg Semicon Co., Ltd. Binary comparator
RU2236696C1 (en) * 2003-04-11 2004-09-20 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Device for comparison based on short-channel mis transistors
RU2300132C1 (en) * 2005-12-23 2007-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary number comparator
RU189024U1 (en) * 2019-03-22 2019-05-06 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники" BINARY COMPARATOR
RU194455U1 (en) * 2019-05-27 2019-12-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники" BIN NUMBER COMPARATOR

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791462C1 (en) * 2022-03-18 2023-03-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary number comparator
RU2809211C1 (en) * 2023-08-11 2023-12-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary number comparator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100384567B1 (en) Multiplication circuit
US5841300A (en) Semiconductor integrated circuit apparatus
US4621338A (en) CMOS adder using exclusive OR and/or exclusive-NOR gates
US6904447B2 (en) High speed low power 4-2 compressor
US4858168A (en) Carry look-ahead technique having a reduced number of logic levels
US4495590A (en) PLA With time division multiplex feature for improved density
US4518875A (en) Three-level MOS logic circuit
US5636157A (en) Modular 64-bit integer adder
RU2762061C1 (en) Binary number comparator
US4882698A (en) Cell based ALU with tree structured carry, inverting logic and balanced loading
US4858167A (en) Parallel binary adder having grouped stages including dynamic logic to increase carry propagation speed
US5732008A (en) Low-power high performance adder
KR100211791B1 (en) Integrated circuit chip and pass gate logic family therefor
RU207051U1 (en) PARALLEL BINARY CODE CONTROL DEVICE
Zhang et al. VLSI compressor design with applications to digital neural networks
JP3216409B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
RU215765U1 (en) LOGIC ELEMENT EQUIVALENCE 2
US6480875B1 (en) Adder circuit and associated layout structure
Zhang et al. High performance compressor building blocks for digital neural network implementation
US5847983A (en) Full subtracter
US7042246B2 (en) Logic circuits for performing threshold functions
US7395307B2 (en) Carry look-ahead circuit and adder using same
RU2198421C2 (en) High-speed carry adding device
US6917074B1 (en) Multiplexer structure with interdigitated gates and shared diffusion
Shrivathsa et al. Survey on high speed low power full adder circuits