SU1136150A1 - Трехвходовой параллельный сумматор - Google Patents

Abstract

ТРЕХВХОДОВОЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СУММАТОР, содержащий первый узел ускоренного переноса, в каждом разр де сумматора содержатс  первый и второй сумматоры по модулю два и первый узел формировани  функций переноса, причем первый, второй и третий входы первого сумматора по модулю два соединены с соответствующими входами слагаемых данного разр да сумматора , выход первого сумматора по модулю два соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами переноса данного разр да сумматора, первый вход переноса данного разр да сумматора соединен с первым входом первого узла формировани  функций переноса, а второй вход переноса соединен с выходом соответствующего разр да первого узла ускоренного переноса, первый и второй выходы первого узла формировани  функций переноса соединены соответственно с входами распространени  и генеращш переноса соответствующего разр да первого узла, ускоренного переноса, выход второго сумматора по модулю два соединен с выходом суммы данного разр да сумматора, отличающимис  тем, что, с целью повышени  быстродействи , он содержит второй узел ускоренного переноса, а каждый разр д сумматора содер-. жиг второй узел формировани  функций пеpeH ica , первый узел формировани  функций переноса содержит элементы И-НЕ с первого по щестой, а второй узел формировани  функций переноса содержит элементы И-НЕ л седьмого по двадцатый и элементы НЕ с первого по четвертый, причем первые входы первого, второго, третьего и четвертого . элементов И-НЕ соединены с первым входом первого узла формировани  функций переноса, вторые входы первого, второго и четвертого и первый вход п того элементов И-НЕ соединены с входом первого слагаемого - данного разр да сумматора, третьи входы второго и четвертого и вторые входы (Л третьего и п того элементов И-НЕ соединены с входом второго слагаемого данного разр да сумматора, третьи входы первого, третьего и п того и четвертый вход четвертого элементов И-НЕ соединены с входом третьего слагаемого данного разр да сумматора , выходы nepBoiO, второго, третьего и п того элементов И-НЕ подключены к DO входам шестого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым выходом первого узла формировани  функций переноса , второй выход которого соединен с О выходом четвертого элемента И-НЕ, первые входы седьмого, восьмого, дев того и дес того элементов И-НЕ соединены с входом первого слагаемого данного разр да сумматора, первые входы элементов И-НЕ с одиннадцатого по п тнадцатый соединены через первый элемент НЕ с входом первого слагаемого данного разр да сумматора, вторые входы дев того, одиннадцатого, четырнадцатого и п тнадцатого и первые входы шестнадцатого и семнадцатого элементов И-НЕ соединены с входом второго слагае

Description

мого данного разр да сумматора, вторые входы седьмого, дес того и тринадцатого и первый вход восемнадцатого элементов И-НЕ соединены через второй элемент НЕ с входом второго слагаемого данного разр да сумматора, вторые входы восьмого, двенадцатого, шестнадцатого и восемнадцатого элементов И-НЕ соединены с входом третьего слагаемого данного разр да сумматора , третьи входа дев того, дес того и п тнадаатого и второй Bxojf семнащатого элементов И-НЕ соединены через третий элемент НЕ с входом третьего слагаемого данного разр да сумматора, третьи входы седьмого, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ соединены с вторым входом переноса данного разр да сумматора и с выходом соответствующего разр да второго узла ускоренного переноса.

136150

третьи входы восьмого, четырнадцатого, шестнадцатого , семнадцатого и восемнадцатого элементов И-НЕ соединены через четвертый элемент НЕ с вторым входом переноса дан ,ного разр да сумматора, выходы седьмого, восьмого, дев того, одиннадцатого, двенадца . .того и шестнадцатого элементов И-НЕ соединены с входами дев тнадцатого элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу генерации переноса соответствуюшего разр да второго узла ускоренного переноса, выходы дес того, тринадцатого, четырнадцатого , п тнадцатого, семнадцатого и восемнадцатого элементов И-НЕ соединены с входами двадцатого элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом распространени  переноса соответствующего разр да второго узла ускоренного переноса .

V

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано пр  построении быстродействз юшлх многоопе рандных арифметических устройств.

Извеотен сумматор Дл  сложени  несколь ких чисел, содержащий двухвходовые сумматоры , входные регистры и группы элементов И11.

Недостатком этого сумматора  вл етс  невысокое быстродействие,. обусловленное

пирамидальным включением двухвходовых сумматоров.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  трехвходовой параллельньга сумматор, содержащий первый узел ускоренного переноса , в каждом разр де сумматора содержатс  первый и второй сумматоры по модулю даа и первый узел формировани  функций переноса, причем первый, второй и третий входы первого сумматора по модулю два соединены с соответствующими входами слагаемых данного разр да сумматора , выход первого cjrMMaTopa по модулю два (этединен с первым входом второго сумматера по модулю два, второй и третий

входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами переноса разр да сумматора, первый вход переноса данного разр да сумматора соединен с первым входом первого узла формировани  функций переноса, а второй вход переноса соединен с выходом соответствующего разр да

первого узла ускоренного переноса, первый и второй выходы первого узла формировани  функций переноса хх)единен. соответственно с входами распространени  и генеращш переноса соответствующего разр да первого узла ускоренного переноса, выход второго сумматора по модулю два соединен с выходом суммы данного разр да сумматора, сумматор содержит также пороговый элемент , выход которого соединен с первым входом переноса следующего разр да сумматора 2.

Недостатком известного сумматора  вл етс  относительно невысокое быстродействие из-за большой задержки распространени  сигнала переноса из i-ro в { i+2)-й разр ды .

Цель изобретени  - повышение быстродействи  сумматора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что трехвходовой параллельный сумматор, содержащий первый узел ускоренного переноса, в каждом разр де сумматора содержатс  первый и второй сумматоры по модулю два и первый узел формировани  функций переноса, причем первьп, второй и третий входы первого сумматора по модулю два соединены с соответствующилш входами слагаемых данного разр да сумматора, выход первого сумматора по модулю два соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, второй и третий входы 3. которого соединены соответственно с первым и вторым входами переноса данного разр да сумматора, первый вход переноса данного разр да сумматора соединен с первым входом первого узла формировани  функций переноса, а второй вход переноса соединен с вь1ходом соответствующего разр  да первого узла ускоренного переноса, первый и второй выходы первого узла формировани  функции переноса -соединены соответственно с входами распространени  и ге нерации переноса соответствующего разр да первого узла ускоренного переноса, выход второго сумматора по модулю два соединен с выходом суммы данного разр да сумматора, содержит второй узел ускоренного переноса, а каждый разр д сумматора содержит второй узел формировани  функилй переноса, первый узел формировани  функций переноса содержит элементы И-НЕ с первого по шестой, а второй узел формировани  функций переноса содержит элементы И-НБ с седьмого по двадцатый и элементы НЕ с первого по четвертый, причем первые входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ соединены с первым входом первого узла формировани  функций переноса, вторые входы первого, второго и четвертого и первый вход п того, элементов И-НЕ соединены с .входом первого слагаемого данного разр да сумматора, третьи входы второго и четвертого и вторые входы третьего и п того элементов И-НЕ соединены с входом вто-рого слагаемого данного разр да сумматвр, третьи входы первого, третьего и п того и четвертый вход четвертого элементов ИИ-НЕ соединены с входом третьего слагаемого данного разр да сумматора, выходы первого, второго, третьего и п того элементов И-НЕ подключены к выходам шестого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым выходом первого узла формировани  функций переноса, второй выход которого соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, первые входы седамого, восьмого , дев того и дес того элементов И-НЕ соединены с входом первого слагаемого данного разр да сумматора, первые входы элементов И-НЕ с одиннадцатого по п тнадцатый соединены через первый элемент НЕ с входом первого слагаемого данного разр да сумматора, вторые входы дев того, одиннадцатого, четырнадцатого и п тнадцатого и первые входы шестнадцатого и семнадцатого элементов И-НЕ соединены с вх дом второго слагаемого данного разр да сумматора, вторые входы седьмого, дес того и тринадцатого и первый вход .восемнад 0.4 цатого элементов И-НЕ соединены через второй элемент НЕ с входом второго слагаемого данного разр да сумматора, вторые входы восьмого, двенадцатого, шестнадцатого и восемнадцатого элементов И-НЕ соединены с входом третьего слагаемого данного разр да сумматора, третьи входы дев того , дес того и п тнадцатого и второй вход семнадцатого элементов И-НЕ соединены через третий элемент НЕ с входом третьего слагаемого данного разр да сумматора , третьи входы седьмого, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элемен-гов И-НЕ соединены с вторым входом переноса данного разр да сумматора и с выходом соответствующего разр да: второго узла ускоренного переноса, третьи входы восьмого, четырнадцатого , шестнадцатого, семнадцатого и восемнадцатого элементов И-НЕ соединены через четвертый элемент НЕ с вторым входом переноса данного разр да сумматора, выходы седьмого, восьмого, дев того, одиннадцатого , двенадцатого и шестнадцатого элементов И-НЕ соединены с входами дев тнадцатого элемента И-НЕ, выход ко-горого подключен к входу генерации переноса соответствующего разр да второго узла ускоренного переноса , выходы дес того, тринадцатого, четырнадцатого , п тнадцатого, семнадцатого и, восемнадцатого элементов И-НЕ соединены с входами двадцатого элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом распространени  переноса соответствующего разр да второго узла ускоренного переноса. На фиг. 1 представлена структурна  схема одного разр да трехвходового параллельного сумматора; на фиг. 2 - функциональна  схема первого узла формировани  функции переноса; на фиг. 3 - функциональна  схема второго узла форлгаровани  функций переноса. Трехвходовой параллельный сумматор содержит разр ды 1, узлы 2 и 3 ускоренного переноса. Каждый разр д содержит сумматоры 4 и 5 по модулю два узлы 6 и 7 формировани  функций переноса, а также, . входы 8-10 слагаемых, входы 11 и 12 переноса , выход 13 суммы. Выходы 14   15 распространени  и генерации переноса дл  узла ускоренного переноса 2 к выходы 16 и 17 распространени  и генеращга переноса дл  узла ускоренного переноса 3. Узел 6 формировани  функций переноса содержит элементы И-НЕ 18-31 и элементы НЕ 32-35, аузел 7 содержит элементы И-НЕ 36-41. Трехвходовой параллельный сумматор работает следующим образом. При суммировании трех чисел в произвольном а -ом одноразр дном сумматоре возможно возникновение двух сигналов пере носа, один из которых поступает в (V +1)-й а другой в (1. +2)-и одноразр дный сумматор . Соответственно 1с -ый одноразр дный сумматор должен иметь возможность приема сигналов переноса из (V-1)-го и ()-го одноразр дного сумматоров. В трехвходовом параллельном сумматоре вход 11 служит дл  приема сигнала переноса из предьщущего (k -1)-го разр да, а вход 12 - дл  приема сигнала переноса из (1 -2) -го разр  да. Разр ды сумматора соедин ютс  дл  построени  многоразр дного сумматора с параллельным переносом, суммируюшего три числа и использующего узлы ускоренного пе реноса. На (-ом выходе узла ускорёшюго переноса реализуетс  функци  C,. где С - перенос в нулевой разр д сумматора; G - функци  генерации переноса из i -го разр да сумматора; р - функци  распространени  перено са из i -го- разр да сумматора На i -ую группу входов узла ускоренного переноса подаютс  сигнал G,-. и Р- , ас i -го выхода снимаетс  сигнал переноса С в соответствующий разр д сумматора. В дашгом случае используетс  стандартный узел ускоренного переноса. В сумматорах с параллельным переносом разр дные neper носы формируютс  узлами ускорени  пере ,носа. Дл  обеспечени  работы этих узлов в каждом разр де сумматора должны быть по лучены функции распространени  Р и генерации G переноса. В трехвходовом CJTHматоре дл  обеспечени  распространени  двух типов переносов в (k +1)-й и в ( Ic +2)-и разр ды содержитс  два узла фор мировани  функций переносов, причем первый 6 узел формировани  функций переноса вырабатывает функции Р и С5 дл  формировани  переносов первого типа , , а второй 7 узел формировани  функций переноса вырабатывает функции Р и Ц 2 необходимые дл  формировани  переносов второго типа С . Если на входы 8-10 сумматора подать входные слагаемые ; , ч, Z , на входы И и 12 -- переносы С и с , то на выходе 14 cyм aтopa получают функцию JCY V 542 V XYZ V С ХЧ VRvZ v , t a на выходе 15 сумматора - функцию XYZVC XXvc VZvC iZ, которые формируютс  узлом 6 формировани  функций переноса, В этот момент узел 7 формировани  функций переноса выдает на выходы 16 и 17 сумматора функции Р СXZ V СЧУ V XYZ V сЧг и . На выходе 13 суммы сумматора реализаетс  функци  суммы 5 Х0 Y0 Z© С©С . При построении на базе трехвходового параллельного сумматора многоразр дного суммирующего устройства должны быть использованы три схемы ускоренного..переноса. Перва  из них формирует сигналы переносов первого типа дл  ( +1)-х трехвходовых параллельных сумматоров. Втора  схема ускоренного переноса вырабатывает переносы второго типа дл  (21 +1)-х трехвходовых параллельных сумматоров, а треть  схема ускоренного переноса служит дл  формировани  переносов (второго типа) и подачи ,их в (21:+2)-е трехвходовые. параллельные сумматоры (дл  всех случаев k 1, , где п - разр дность суммируемых чисел). По сравнению с известным сумматором, где- врем  суммировани  п -разр дных чисел описываетс  соотношением T 2t.t,.t,, , где i - задержка срабатьгеани  сумматора , по модулю два; i - задержка узла формировани  функций переноса; t,,n - задержка узла ускоренного переноса , врем  суммировани  данного сумматора 2 0 Чп пТаким образом, выигрыш по быстродействию cociaBHT не менее 20%.

ts

№

л

№

III

п

40

Claims (1)

1. ТРЕХВХОДОВОЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СУММАТОР, содержащий первый узел ускоренного переноса, в каждом разряде сумматора содержатся первый и второй сумматоры по модулю два и первый узел формирования функций переноса, причем первый, второй и третий входы первого сумматора по модулю два соединены с соответствующими входами слагаемых данного разряда сумматора, выход первого сумматора по модулю два соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами переноса данного разряда сумматора, первый вход переноса данного разряда сумматора соединен с первым входом первого узла формирования функций переноса, а второй вход переноса соединен с выходом соответствующего разряда первого узла ускоренного переноса, первый и второй выходы первого узла формирования функций переноса соединены соответственно с входами распространения и генерации переноса соответствующего разряда первого узла, ускоренного переноса, выход второго сумматора по модулю два соединен с выходом суммы данного разряда сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродейст- вия, он содержит второй узел ускоренного переноса, а каждый разряд сумматора содер-. жиг второй узел формирования функций перенрса, первый узел формирования функций переноса содержит элементы И—НЕ с первого по шестой, а второй узел формирования функций переноса содержит элементы И—НЕ -с седьмого по двадцатый и элементы НЕ с первого по четвертый, причем первые входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ соединены с первым входом . первого узла формирования функций переноса, вторые входы первого, второго и четвертого и первый вход пятого Элементов И—НЕ соединены с входом первого слагаемого . данного разряда сумматора, третьи вхо- § ды второго и четвертого и вторые входы третьего и пятого элементов И—НЕ соединены с входом второго слагаемого данного разряда сумматора, третьи входы первого, третьего и пятого и четвертый вход четвертого элементов И—НЕ соединены с входом третьего слагаемого данного разряда сумматора, выходы первого, второго, третьего и пятого элементов И—НЕ подключены к входам шестого элемента И—НЕ, выход которого соединен с первым выходом первого узла формирования функций переноса, второй выход которого соединен с выходом четвертого элемента И—НЕ, первые входы седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И-НЕ соединены с входом первого слагаемого данного разряда сумматора, первые входы элементов И—НЕ с одиннадцатого по пятнадцатый соединены через первый элемент НЕ с входом первого слагаемого данного разряда сумматора, вторые входы девятого, одиннадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого и первые входы шестнадцатого и семнадцатого элементов И-НЕ соединены с входом второго слагав- мого данного разряда сумматора, вторые входы седьмого, десятого и тринадцатого и первый вход восемнадцатого элементов И-НЕ соединены через второй элемент НЕ с входом второго слагаемого данного разряда сумматора, вторые входы восьмого, двенадцатого, шестнадцатого и восемнадцатого элементов И—НЕ соединены с входом третьего слагаемого данного разряда сумматора, третьи входа девятого, десятого и пятнадцатого и второй вход семнадцатого элементов И—НЕ соединены через третий элемент НЕ с входом третьего слагаемого данного разряда сумматора, третьи входы седьмого, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ соединены с вторым· входом переноса данного разряда сумматора и с выходом соответствующего разряда второго узла ускоренного переноса, третьи входы восьмого, четырнадцатого, шестнадцатого, семнадцатого И восемнадцатого элементов И-НЕ соединены через четвертый элемент НЕ с вторым входом переноса данного разряда сумматора, выходы седьмого, восьмого, девятого, одиннадцатого, двенадцатого и шестнадцатого элементов И—НЕ соединены с входами девятнадцатого элемента И—НЕ, выход которого подключен к входу генерации переноса соответствующего разряда второго узла ускоренного переноса, выходы десятого, тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, семнадцатого и восемнадцатого элементов И—НЕ соединены с входами двадцатого элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом распространения переноса соответствующего разряда второго узла ускоренного переноса.

   Г

   1 .,·'··