SU1571577A1 - Parallel binary adder - Google Patents

Parallel binary adder Download PDF

Info

Publication number
SU1571577A1
SU1571577A1 SU884469474A SU4469474A SU1571577A1 SU 1571577 A1 SU1571577 A1 SU 1571577A1 SU 884469474 A SU884469474 A SU 884469474A SU 4469474 A SU4469474 A SU 4469474A SU 1571577 A1 SU1571577 A1 SU 1571577A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
cell
trigger
output
transfer
Prior art date
Application number
SU884469474A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Михайлович Марченко
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Модуль" Винницкого Политехнического Института
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 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Модуль" Винницкого Политехнического Института filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Модуль" Винницкого Политехнического Института
Priority to SU884469474A priority Critical patent/SU1571577A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1571577A1 publication Critical patent/SU1571577A1/en

Links

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах дл  суммировани  чисел, представленных в параллельном двоичном коде. Целью изобретени   вл етс  сокращение аппаратурных затрат и повышение быстродействи  сумматора. Указанна  цель достигаетс  тем, что кажда   чейка двоичного сумматора, содержаща  два триггера, три элемента И, два элемента ИЛИ, содержит третий элемент ИЛИ с соответствующими св з ми. 1 ил.The invention relates to computing and can be used in arithmetic to sum up numbers represented in parallel binary code. The aim of the invention is to reduce hardware costs and improve the performance of the adder. This goal is achieved by the fact that each cell of a binary adder, containing two triggers, three AND elements, two OR elements, contains a third OR element with corresponding connections. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к-вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах дл  суммировани  чисел, представленных в параллельном двоичном коде.The invention relates to computing technology and can be used in arithmetic devices to add numbers represented in parallel binary code.

Целью изобретени   вл етс  сокращение аппаратурных затрат и повыпе- ние быстродействи  устройства.The aim of the invention is to reduce the hardware costs and increase the speed of the device.

На чертеже представлена функциональна  схема трех соседних  чеек параллельного двоичного сумматора.The drawing shows a functional diagram of three adjacent cells of a parallel binary adder.

Ячейки 1 (i - 1) - 1 (i + 1) содержат первые 2(1 - 1) - 2(1 + 1) и вторые 3 (1 - I) - 3 (1 + 1) триггеры , первые элементы И 4 (i - 1) -4 (i + l), вторые 5(i - l)Cells 1 (i - 1) - 1 (i + 1) contain the first 2 (1 - 1) - 2 (1 + 1) and the second 3 (1 - I) - 3 (1 + 1) triggers, the first And 4 elements (i - 1) -4 (i + l), second 5 (i - l)

-5 (i + l) и третьи 6 (i - 1) -6 (i + l), а также первые 7 (i-1)- -7 (i + 1), вторые 8 (i - 1) - 8 (i+ +l) и третьи 9 (i - 1) - 9 (i + 1 ) элементы ИЛИ. Сумматор содержит также шину 10 синхронизации.-5 (i + l) and the third 6 (i - 1) -6 (i + l), as well as the first 7 (i-1) - -7 (i + 1), the second 8 (i - 1) - 8 (i + + l) and third 9 (i - 1) - 9 (i + 1) elements OR. The adder also contains a bus 10 synchronization.

Работу сумматора опишем на примере работы  чеек 1 (а - l), I (i) и 1 (i + 1), изображенных на чертеже . На первьй и второй информационные входы каждой  чейки подаютс  значени  соответствующих разр дов слагаемых А и В, например разр ды аЈ и Ъ подаютс  на первый и второй входы элемента И 4 (i),  вл ющиес  первым и вторым информационными входами  чейки 1 (i), а также на соединенные с ними первый и второй входы второго элемента ИЛИ 8 (i). По синхроимпульсу СИ, поступающему с шины 10 синхронизации одновременно на С-входы всех триггеров сумматора, триггеры -- устанавливаютс  в состо ние,соответствующее состо нию их D-входов,The adder will be described by the example of the work of the 1 (a - l), I (i) and 1 (i + 1) cells shown in the drawing. The first and second information inputs of each cell are supplied with the values of the corresponding bits of the components A and B, for example, bits aЈ and b are fed to the first and second inputs of the And 4 (i) element, which are the first and second information inputs of cell 1 (i), and also connected to them the first and second inputs of the second element OR 8 (i). According to the SI sync pulse coming from the synchronization bus 10 simultaneously to the C inputs of all the accumulator triggers, the triggers are set to the state corresponding to the state of their D inputs,

Инверсный выход второго триггера 3%(i),  вл ющийс  выходом инверсного переноса q, равен в начальный момент после сигнала СИ единице в томThe inverse output of the second trigger 3% (i), which is the output of the inverse transfer q, is equal to the initial moment after the signal of the SI unit in that

СПSP

чh

СПSP

1 J1 J

случае, если значение 1-го разр да хэт  бы одного из слагаемых равно нулю.If the value of the 1st bit of the hat would be one of the addends is zero.

Далее происходит асинхронное растт- ространение сигналов переноса и инверсного переноса. Значение сигнала Переноса Р опредат етс  логически- Ми функци ми элементов 7 (i)9 5 (i) и 6 (i) и их входными сигналами Q,-, , 4b q; + , и Р;., : Р; (Q; Л Q jt Л А 1,Ч) VteCtl Л qU Р, - )Next, asynchronous rastranslation of the transfer and inverse transfer signals occurs. The value of the Transfer signal P is determined by the logical functions of elements 7 (i) 9 5 (i) and 6 (i) and their input signals Q, -,, 4b q; +, and P;.,: P; (Q; Л Q jt Л А 1, Ч) VteCtl Л qU Р, -)

. q{4i QCL. (Q°;z V Р,1-, ), ij-де q +1 - сигнал инверсного пере-юса из  чейки 1 (i + l)| - сигнал переноса из  чейки. q {4i QCL. (Q °; z V Р, 1-,), ij de q +1 is the inverse re-us signal from cell 1 (i + l) | - cell transfer signal

1(i - О;1 (i - O;

соответственно выхода первого триггераrespectively, the output of the first trigger

2(i) и пр мого выхода второго триггера 3 (i)  чейки 1 О) после воздействи  сигнала СИ.2 (i) and the direct output of the second trigger 3 (i) of the cell 1 O) after exposure to the SI signal.

Если разр ды а и Ъ} были равны единице то состо ние триггеров 2 (i)If bits a and b} were equal to unity, then the state of triggers 2 (i)

си 1«Чsi 1 "h

1+1 си 111 + 1 si 11

Q , ,Q |Л - состо ниеQ,, Q | Л - state

,сиsi

и 3 (i) (Q ;, и Q ;г) первоначально равно единице, инверсный перенос q равен нулю, а перенос определ етс  значением q ;+ . Если сигнал q ,-4, равен нулю, то состо ние  чейки 1 (1) не изменитс  до тех пор, пока до нее не дойдет распространение сигнала инверсного переноса q со стороны сггар ших разр дов сумматора, т,е пока сигнал q( не станет равен единице, Аналогично, пока не изменитс  состо ние  чейки 1 (1), сигнал q,1 будет равен своему начальному значению q , 0 (дл  указанных выше начальных условий) и будет удерживать в нуле and 3 (i) (Q;, and Q; d) is initially equal to one, the inverse transfer q is zero, and the transfer is determined by the value q; +. If the signal q, –4 is zero, then the state of cell 1 (1) does not change until it is propagated by the signal of the inverse transfer q from the side of the accumulated digits of the adder, t, e until the signal q (not becomes equal to one. Similarly, until the state of cell 1 (1) changes, the signal q, 1 will be equal to its initial value q, 0 (for the above initial conditions) and will keep it at zero

сигнал Р в  чейке 1 (i - 1) внеsignal P in cell 1 (i - 1) outside

си си зависимости от значени  Ц,{,( ,si si depending on the value of C, {, (,

СИ., СИ.SI., SI.

и Р q;AQ(}.,A (, ) Если инверсный перенос q , + из  чей- ки 1 (i + l) равен единице, то через врем , определ емое ад ержкой элементов Й 5 li) и ИЛИ 7 (1) перенос Р станет равным единице и установит по R-входам в ноль триггеры 2 (i) и 3 (i), и по S-входу в единицу втотюй триггер 3 (i + l)  чейки 1 (i + l), При этом, если триггер 2 (i + l) находитс  в состо нии Я ,i, 1, и сигнал q {+1 равен единице, перенос распростран етс  далее через элементы 6 (i + О и-7 (i + О. При этом через врем  задержки срабатывани  указанных элементов сигнал становитс  равен единице. Поскольку после установлени  триггера 3 (i) в единицу инверсный перенос q становитс  равным нулю согласно выражению (1)s а единичное значение переноса Р; поддерживаетс  единичным состо нием триггеров 2 (i + l), 3 (i + + 1) через элементы 5 (i + l) и 7 (i i- 1) до тех пор, пока этот сигнал не установит по R-входам в ноль триггеры 2 (i 1) и 3 (i + 1), Таким образом, отсутствует возможность установки триггера 3 (i + l) в неопределенное состо ние в момент равенства единице сигналов Р J и Р ;41, так как воздействие на R-вход триггера 3 (1 + 1) сигналом Р ;+1 продолжаетс  после сн ти  сигнала до установлени  триггеров 3 (i + l) и 2(1+1) в ноль.and Р q; AQ (}., A (,) If the inverse transfer q, + from cell 1 (i + l) is equal to one, then after a time determined by the holding of the elements Й 5 li) and OR 7 (1 ) the transfer of P becomes equal to one and installs the triggers 2 (i) and 3 (i) on the R-inputs to zero, and on the S-input to the unit that trigger 3 (i + l) of the cell 1 (i + l). If the trigger 2 (i + l) is in the state I, i, 1, and the signal q {+1 is equal to one, the transfer propagates further through the elements 6 (i + O and-7 (i + O). the delay time of the operation of the indicated elements becomes equal to unity. Since, after the trig hera 3 (i) per unit inverse transfer q becomes equal to zero according to the expression (1) s and the unit transfer value P; is maintained by the unit state of the 2 (i + l), 3 (i + + 1) flip-flops through the elements 5 (i + l) and 7 (i i- 1) until this signal sets the triggers 2 (i 1) and 3 (i + 1) on the R-inputs to zero. Thus, it is not possible to install trigger 3 (i + l) in an indefinite state at the moment of equality of a unit of signals P J and P; 41, since the effect on R-input of a trigger 3 (1 + 1) by a signal P; +1 continues after the signal is removed until the triggers are established 3 (i + l) and 2 (1 + 1) to zero.

После установлени  триггеровAfter setting the triggers

2(i), 3 (i) в ноль сигнал q равен единице, и если в  чейке 1 (i - l) имеетс  условие возникновени  сигнала переноса Q (,«,уЛ (Q (;,jtVp ) 1, сигнал Р(-( на выходе элемента ИЛИ 7 (i - 1) становитс  равен единице2 (i), 3 (i) to zero, the signal q is equal to one, and if cell 1 (i - l) has the condition for the occurrence of the transfer signal Q (, ", yL (Q (;, jtVp) 1, the signal P (- (at the output of the element OR 7 (i - 1) becomes equal to one

и устанавливает по S-входу в единицу триггер 3 (1), Поскольку на предыдущем этапе распространени  переноса и инверсного переноса триггеры 2 (1) и 3 (1) были установлены в ноль, и триггер 2 (i) сигналом в единицу не устанавливаетс , перенос из  чейки 1 (i -- I ) в  чейку 1 (i) да- лее.в  чейку 1 (1 + 1) не распростран етс ,and sets the trigger 3 (1) on the S-input to the unit. Since in the previous stage of propagation of transfer and inverse transfer, the triggers 2 (1) and 3 (1) were set to zero, and the trigger 2 (i) is not set to one, the transfer from cell 1 (i - i) to cell 1 (i) further does not spread to cell 1 (1 + 1),

Из описанного выше следует, что перенос Рг1 в любой  чейке может возникнуть в процессе суммировани  пары чисел только один раз, поскольку после возникновени  сигнала переноса Р в соответствии с выражением (О, триггеры 2 (i) и 3 (i) устанавливаютс  в ноль, и в случае поступлени  в  чейку I (i) переноса ,, в единицу установитс  только триггерFrom the above, it follows that the transfer of Pr1 in any cell can occur in the process of summing a pair of numbers only once, because after the transfer signal P appears in accordance with the expression (0, the triggers 2 (i) and 3 (i) are set to zero, and if a transfer occurs in cell I (i), only the trigger will be set to one

3(1).3 (1).

По окончании процесса распространени  -переноса в  чейке 1 (1) возможны три ситуации:At the end of the process of spreading the transfer in cell 1 (1), three situations are possible:

состо ние обоих триггеров 2 (i), 3 (i) равно нулю - если разр ды слагаемых а, Ъ ; были равны нулю и перенос из  чейки I (i - 1) в  чейку 1 (i) не возникал, либо, если из  чейки 1 (i) осуществл лс  перенос Г; в  чейку 1 (i + 1) и также отсутствовал после этого перенос Р , ,либо перенос Р,, привел к возникновению переноса Р,. и, как было доказано выше, вторично возникнуть не мог;the state of both triggers 2 (i), 3 (i) is zero - if the bits of the terms a, b; were equal to zero and transfer from cell I (i - 1) to cell 1 (i) did not occur, or if transfer from cell 1 (i) took place; in cell 1 (i + 1) and there was also no transfer P,, or transfer P, led to the transfer P ,. and, as was proved above, could not arise again;

состо ние триггера 2 (i) равно единице, а триггера З1(1) - нулю,если единице был равен только один из разр дов а; и Ъ; и перенос Р4-, не возникал;the state of the trigger 2 (i) is one, and the trigger s1 (1) is zero if the unit was equal to only one of the digits a; and b; and the transfer of P4-, did not occur;

состо ние триггера 2 (1) нулевое, 3 (i) - единичное, если в ситуации равенства нулю состо ний триггеров 2 (i), 3 (i) вследствие нулевого значени  разр дов а ; и Ъ ; или возникновени  сигнала переноса PJ после поступлени  равных единице разр дов а и bj, осуществл лс  перенос Р ;., из  чейки 1 (1 - 1). Результат суммировани  в  чейке 1 (i) - разр д Пример 1.the state of the trigger 2 (1) is zero, 3 (i) is one if in the situation of equality to zero the states of the triggers 2 (i), 3 (i) due to the zero value of the digits a; and b; or the occurrence of the transfer signal PJ after the arrival of equal to a unit bits a and bj, the transfer P was made; from cell 1 (1 - 1). The result of the summation in cell 1 (i) is bit Example 1.

А 0111A 0111

+ В 0111+ 0111

11101110

00

5five

00

суммы S; определ етс  дизъюнкцией выходов триггеров 2 (i) и 3 (i) на третьем элементе ИЛИ 9 (i): S , S amounts; determined by the disjunction of the outputs of the triggers 2 (i) and 3 (i) on the third element OR 9 (i): S,

,v v

Рассмотрим несколько примеров выполнени  суммировани  двух двоичных чисел в предлагаемом устройстве.Состо ние первого и второго триггеров каждой  чейки записываетс  ттарой двоичных разр дов в квадратных скобках, причем состо ние первого триггера  чейки записываетс  в правом разр де пары, состо ние второго триггера - в левом разр де. Пунк- тарной линией обозначаетс  распространение инверсного переноса q, сплошной - распространение переноса Р.Let us consider several examples of performing the summation of two binary numbers in the proposed device. The state of the first and second triggers of each cell is written with the third binary bits in square brackets, the state of the first cell trigger is recorded in the right bit of the pair, the state of the second trigger is in the left de. The punctual line indicates the distribution of the inverse transfer q, the continuous one means the distribution of the transfer of P.

0.0

oofoof

00

П DOP DO

q г--;тq g -; t

оо Л п рoo lp

q i о оо пq i о oo p

р и м е р 2,R and me 2,

01010101

+ ООП+ OOP

10001000

р и м ё р 3.p and m e p 3.

01010101

+ 1001+ 1001

11101110

q q q if7t-}q q q if7t-}

00 01 01 П00 01 01 P

1 one

р р рp p p

q q gq q g

г -i t- -i-6-, «3- ю oo on oog -i t- -i-6-, "3rd oo on oo

VууWoo

оabout

оabout

оabout

q Г----1 qq y ---- 1 q

J--1 J - 1

01 01 00 П01 01 00 П

01 01 10 oo01 01 10 oo

,1,one

VV

00

7 А.7 A.

j Приведенное описание функциониро- вани  предлагаемого сумматора и при- |меры показывают соответствие выпол- (н емого в нем суммировани  правилам двоичной арифметики.j The above description of the operation of the proposed adder and an example shows the conformity of the performed (summing in it the rules of binary arithmetic.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Параллельный двоичный сумматор, содержащий одноразр дные суммирующие  чейки, кажда  из которых содержит два триггера, три элемента И, два элемента ИЛИ, причем входы синхронизации первого и второго триггера соединены с шиной синхронизации сумматора , первый вход первого элемента И каждой суммирующей  чейки соёди 1 нен с первым информационным входом сумматора, первые входы второго и третьего элемента И соединены с выходом первого триггера, второй вход третьего элемента И соединен с входом переноса одноразр дной суммирующей  чейки, первый и второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом соответственно второго и третьего элементов И, а выход соединен с первым установочным входом второго триггера , инверсный выход которого соединен с выходом инверсного переноса одноразр дной суммирующей  чейки, вы- ход второго элемента ИЛИ соединен с информационным входом первого триггег ра, вход переноса каждой одноразр дной суммирующей  чейки, кроме первой,A parallel binary adder containing one-digit summing cells, each of which contains two triggers, three AND elements, two OR elements, and the synchronization inputs of the first and second trigger are connected to the synchronization bus of the adder, the first input of the first element AND of each summing cell of the 1 connection is not the first information input of the adder, the first inputs of the second and third element I are connected to the output of the first trigger, the second input of the third element I is connected to the transfer input by a one-bit summing cell, the first and second inputs of the first element OR are connected to the output of the second and third elements AND, respectively, and the output is connected to the first installation input of the second trigger, the inverse output of which is connected to the inverse transfer output by a one-bit summing cell, the output of the second element OR is connected to the information input the first trigger, the transfer input of each one-bit summing cell, except the first, 15715771571577 D}D} oioi 00 1.00 1. г g 5five 00 5five 00 0 0 ю ю оо ооyu oo oo VV оabout VV оabout j соединен с выходом переноса предыдущей  чейки, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  аппаратурных затрат и повышени  быстродействи , в каждую одноразр дную суммирующую  чейку введен третий элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходом разр да суммы сумматора, первый вход соединен с выходом первого триггера , второй вход соединен с пр мым выходом второго триггера и с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом третьего элемента И и с входом инверсного переноса одноразр дной суммирующей  чейки, второй вход третьего элемента И соединен с вторым установочным входом второго триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с установочным входом первого триггера и выходом переноса одноразр дной суммирующей  чейки, выход первого элемента И соединен с информационным входом второго триггера, первый вход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, в каждой суммирующей  чейке второй вход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и вторым информационным входом сумматора, выход ин- версного переноса каждой одноразр дной суммирующей  чейки, кроме первой, соединен с входом инверсного переноса предыдущей  чейки. j is connected to the transfer port of the previous cell, characterized in that, in order to reduce hardware costs and speed, a third OR element is introduced into each one-bit summing cell, the first input is connected to the output of the first trigger , the second input is connected to the direct output of the second trigger and to the second input of the second element I, the third input of which is connected to the third input of the third element I and to the input of the inverse transfer with a one-bit summing chip and, the second input of the third element I is connected to the second installation input of the second trigger, the output of the first element OR is connected to the installation input of the first trigger and the transfer output with a one-bit summing cell, the output of the first element I is connected to the information input of the second trigger, the first input of the first element I is connected with the first input of the second element OR, in each summing cell, the second input of the first element AND is connected to the second input of the second element OR and the second information input of the adder, the output of the inverse transferring each odnorazr summing discharge cell, except the first, is connected to an input of the inverse transfer the previous cell.
SU884469474A 1988-08-05 1988-08-05 Parallel binary adder SU1571577A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884469474A SU1571577A1 (en) 1988-08-05 1988-08-05 Parallel binary adder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884469474A SU1571577A1 (en) 1988-08-05 1988-08-05 Parallel binary adder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1571577A1 true SU1571577A1 (en) 1990-06-15

Family

ID=21393575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884469474A SU1571577A1 (en) 1988-08-05 1988-08-05 Parallel binary adder

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1571577A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635247C1 (en) * 2016-12-21 2017-11-09 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Parallel summator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР #1264165, кл. G 06 F 7/50, 1985. Самофалов К.Г., Корнейчук В4И,, Тарасенко В.П. Цифровые электронные вычислительные машины. Киев: Вища школа, 1983, с. 187, 189, рис.3.93в, *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635247C1 (en) * 2016-12-21 2017-11-09 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Parallel summator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fiedler A characterization of tridiagonal matrices
EP0241181A1 (en) Pipeline arithmetic unit
SU1571577A1 (en) Parallel binary adder
US4742480A (en) Cycle counter/shifter for division
RU2030783C1 (en) Device for determination of number of units in binary eight-digit code
RU2763988C1 (en) Accumulating adder-subtractor by an arbitrary natural number modulo
Larson Pseudoprime 𝑙-ideals in a class of 𝑓-rings
SU1264198A1 (en) Device for generating combinations
SU1411735A1 (en) Fibonacci code adder
SU744566A1 (en) Combination adder
SU1111155A1 (en) Matrix device for squaring and extracting square root
SU636639A1 (en) Digital integrator
SU1727122A1 (en) Integrating device
SU746783A1 (en) Johnson counter
SU1124288A1 (en) Device for adding numbers together
SU1166097A1 (en) Q-ary adder
SU924704A1 (en) Device for raising to the third power
SU1520525A1 (en) Device for shaping and storing modulo three residue
SU1506525A1 (en) Random process generator
SU1070555A1 (en) Device for sequential selecting of ones from binary code
SU1401453A1 (en) Counter-type adder
SU1481740A1 (en) Operational device
SU1136155A1 (en) Device for extracting square root
SU1136150A1 (en) Three-input parallel adder
SU1376245A1 (en) Positional-to-residual class system code converter