SU450163A1 - К-значный фазоимпульсный сумматор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники, а может быть применено в автоматике и в приборостроении.

Известны схемы К-значных сумматоров, содержащие два двоичных динамических триггера , схему «Запрет, двухтактный кольцевой регистр сдвига и формирователь фазоимпульсных кодов суммы и переноса. Однако такие схемы содержат соединение большого количества элементов различных типов и наименований , что приводит к сложным алгоритмам выполнени  операций многозначного суммировани .

Цель изобретени  заключаетс  в уменьшении количества элементов, составл ющих схему сумматора, и упрощении алгоритма выполнени  операции суммировани .

Эта цель достигаетс  путем использовани  феррит-транзисторных  чеек (ФТЯ), соединенных в специальную схему, выполн ющую операцию суммировани  двух слагаемых и переноса из предыдущего разр да. Эта схема содержит входные шины слагаемых, подсоединенных к единичным установочным входам соответствующих динамических триггеров, выходы которых через схему «Запрет соединены с щиной сдвига двухтактного кольцевого регистра и входной щиной переноса. Выходы разр дов кольцевого регистра сдвига соедин ютс  с соответствующими входами записи формировател  фазоимпульсного кода суммы и переноса, а выходы последнего  вл ютс  выходами суммы и переноса соответственно.

Схема к-значного фазоимпульсного сумматора изображена на чертеже.

К-значный фазоимпульсный сумматор представл ет собой схему, содержащую (3k + 9) ФТЯ- Сумматор имеет входы двух слагаемых Xi и Х2 и переноса и выходы суммы 2 и переноса Рг. Вход первого слагаемого подсоединен к установочному входу по записи динамического триггера на  чейках 1 и 2.

Вход второго слагаемого подсоединен к установочному входу по записи динамического триггера на  чейках 3 и 4. Вход переноса из предыдущего разр да подсоединен к схеме сборки. на выходе устройства «Запрет. Динамические триггеры имеют общий вход установки в нулевое состоние тактом т . ГЦины посто нных тактов подсоединены к обмоткам ФТЯ динамических триггеров таким образом, что Б нулевом состо нии все динамические триггеры генерируют импульсы по такту та

(инициирующие  чейки 2 и 4), а в единичном состо нии (инициирующ,ие  чейки 1 и 3) генерируют импульсы, соответственно, по тактам Т4 и Тб. Выходы динамических триггеров объедин ютс  в схему сборки и подсоедин ютс 

на обмотки считывани  верхней и нижней  чеек 5 и б устройства, выполн ющего функцию «Запрет по TI, на обмотки записи которых подсоединены шины посто нных тактов тз и ТБ, а выход объединен схемой сборки с входом переноса из предыдущего разр да.

Таким образом, динамические триггеры, устройство «Запрет и схемы сборок преобразуют информацию входных переменных в число импульсов. Выход устройства преобразовани  подсоединен к обмоткам считывани  ФТ51 верхнего р да двухтактного кольцевого регистра сдвига.

Схема регистра сдвига содержит 2/fe  чеек 7, 8, 9, ..., (2Й+5), (2A-f6), соединенных в кольцо по обмоткам записи. К входу записи первой  чейки 7 регистра подсоединена шина редкого такта начальной установки tj . К нижнему р ду ФТЯ регистра сдвига через эмиттерные входы нодсоединена схема управлени  сдвигом информации (2fe + 9). На обмотки считывани  нижнего р да ФТЯ регистра сдвига и ФТЯ управлени  сдвигом подсоединены шины посто нных тактов TI, TS и Т7 и шина редкого такта т. На обмотку записи  чейки управлени  сдвигом информации регистра подсоединены шины посто нного такта Т4 и Тб и шина редкого такта т:, а на обмотку гашени  - шина редкого такта Tj.

К нижнему р ду ФТЯ регистра сдвига через эмиттерные входы подсоединена схема управлени  вывода результата (2fe+10). К обмотке записи  чейки управлени  вывода нодсоединена шина редкого такта т| , а к обмотке считывани  - шина редкого такта т| . Линии св зи  чейки управлени  вывода информации со схемой сборки и эмиттерным входом каждой ФТЯ нижнего р да  чеек регистра сдвига но токовому принципу подсоединены к обмоткам записи ФТЯ устройства формировани  фазоимпульсного кода результата операции суммировани  (),

(2fe+12) (3fe + 8), (). Лини  св зи

 чейки унравлени  работой регистра св зи с эмиттерным входом  чейки (2k+Q) по токовому принципу нодсоединена к обмотке записи  чейки (2Й + 7) схемы формировани  переноса в старший разр д.

Схема переноса в старший разр д содержит две ФТЯ (2k+7) и (). Выход  чейки (2 + 7) подсоединен к обмотке записи  чейки (2fe-+-8) задержки переноса до следующего цифрового периода. К обмотке считывани  схемы подсоединены шины редких тактов (к

и - к  чейке

 чейке (2k+7) (2k + 8).

К обмоткам считывани  верхнего р да ФТЯ регистра сдвига подсоединен выход устройства преобразовани  информации в число импульсов . К обмоткам считывани  верхнего р да ФТЯ регистра сдвига дл  выполнени  онерации вывода результата и гашени  информации в регистре подсоединены шины редких тактов тй и -cl

о

Схема устройства формировани  фазоимпульсного кода результата содержит (k-1) ФТЯ (2fe+ll), (), ..., (З/г+8), (3k+9).

На обмотки записи ФТЯ подсоединены соответствующие линии св зи от схемы управлени  вывода результата. Кажда  лини  св зи соответствует определенному значению результата . На обмотки считывани  подсоединены соответствующие шины редких тактов з 1 з з Выходы  чеек устройства формировани  фазоимпульсного кода резульg тата подсоединены к схемам сборки. Выход последней схемы сборки устройства  вл етс  выходом к-значного фазоимпульсного сумматора .

Слагаемые, поступающие на входы к-значQ ного фазоимпульсного сумматора, представлены в фазоимпульсной форме, нричем каждому нз к возможных значений (О, 1, 2, ..., (k-1) соответствует наличие импульса тока по соответствующему такту (t|, , 3 )

5 3 )Дл  нормального суммировани  информации все слагаемые подаютс  в одном цифровом периоде, а результат операции получаетс  в следующем цифровом периоде, кроме нулевого значени  результата (нулевое значение результата выводитс  в том же цифровом периоде ).

За цифровой период принимаетс  временный интервал между двум  токовыми импульсами редкого такта tj в генераторе тактовых импульсов. За тактовый период принимаетс  временной интервал между двум  токовыми импульсами посто нного такта ть Количество тактовых периодов, необходимых дл  нравиль0 ной работы сумматора, равно k (k - значность системы счислени ). Количество тактов в тактовом периоде, необходимых дл  правильной работы сумматора, равно «8. Такты, новтор емые в каждом тактовом периоде, называютс  посто нными и обозначаютс  как TI, а такты, повтор емые в каждом цифровом периоде только один раз и в определенном тактовом периоде называютс  редкими и обозначаютс  как Tj ,

Работу схемы можно нроследить на примере сложени  двух чисел Xi 4, 2 и переноса Рг-1 1.

Пусть й 5, перед вынолнением операции суммировани  динамические триггера наход тс  в нулевом состо нии, устройство «Запрет - в запертом состо нии, так как по такту t| поступил импульс гашени . В регистр сдвига, в  чейку 7, произведена начальна  установка по такту т| . Код числа Xi 4

предусматривает по вление токового импульса по такту т, по такту т| и l по

такту . Но по такту TJ все динамические

тригеры срабатывают и считывают информацию  чеек 5 и 6. На выходе схемы «Запрет

импульс не по вл етс , так как схема «Запрет погашена по такту ть По такту tg записываетс  информаци  в  чейку 1 - первое слагаемое. По такту i динамический триггер срабатывает и считывает информацию схемы «Запрет, подготовленную к работе по такту Тз. Выход  чейки 6 считывает единичку информации из  чейки 7 регистра сдвига, котора  записываетс  в  чейку 8 нижнего р да регистра по такту Т4. Ячейка управлени  сдвигом (2 + 9) подготовлена к работе тактом Т4, и следующий посто нный такт TS считывает информацию двухъ русной схемы из  чеек 8 и (2k + 9). Токовый импульс переводит в единичное состо ние  чейку 9 верхнего р да регистра сдвига. По посто нному такту TS происходит формирование состо ни  первого динамического триггера, а по Тб -  чейки (2/2 + 9). Так как в ФТЯ нижнего р да регистра информаци  отсутствует, посто нным тактом т гаситс  информаци   чейки управлени  сдвигом (2/ + 9). В следующих втором и третьем тактовых периодах схема работает аналогично описанному выще.

В (k-1) четвертом тактовом периоде динамический триггер на  чейках 3 и 4 переводитс  в единичное состо ние кодом числа 2 1. Инициирующей  чейкой становитс   чейка 3. Это вызывает по вление токовых импульсов на входе схемы «Запрет в (k-1) период по тактам Т4 и . Так как перед по влением каждого импульса со схемы сборки устройство «Запрет посто нными тактами тз и ts устанавливаетс  в рабочее состо ние, то на выходе  чейки 6 по вл ютс  токовые импульсы по тактам t и , которые объедин ютс  на схеме сборки с токовым импульсом переноса по такту и с помощью нижнего р да  чеек регистра, считываемых тактами TS, Т7, TI, и  чейки управлени  сдвигом (2 + 9), подготавливаемой тактами -i, те, т|-, продвигают единичку информации до  чейки 9, котора  в (k-2) тактовом периоде сохранилась в  чейке (2k-3). При считывании двухъ русной схемы из  чеек (2k + &) и (2й + 9) происходит запись единицы информации в схему формировани  переноса в  чейку {2k+ 7). По такту tj все динамические триггеры устанавливаютс  в нулевое состо ние, и заканчиваетс  продвижение единицы информации в регистре сдвига. Место положени  единицы информации в регистре сдвига по такту Tj определ ет результат операции суммировани .

По такту Tg в устройстве формировани  переноса единица информации перезаписываетс  в  чейку (2/s-f 8) запоминани  переноса

до следующего цифрового периода и считываетс  в следующем цифровом периоде в (к-1) тактовом периоде по такту в следующий цифровой разр д сумматора. По такту т| гаситс   чейка (2fe + 9) управлени  сдвигом, и подготавливаетс  к работе  чейка управлени  вывода информации (2fe-flO). В регистре сдвига единица информации перезаписываетс  в нижний р д ФТЯ, т. е. в  чейку 10. По следующему такту т происходит срабатывание двухъ русной схемы из  чеек () и 10. При срабатывании двухъ русной схемы записываетс  единица

информации в  чейку схемы формировани  фазоимпульсного кода результата (2/fe+ll), одновременно в регистре сдвига единица информации записываетс  в  чейку 11. По такту Тд эта единица перезаписываетс  в нижНИИ р д ФТЯ регистра сдвига. Так как в  чейке управлени  сдвигом (2fe-bll) информаци  погащена тактом т, то тактом т| гаситс 

единица информации в нижнем р ду регистра сдвига (в  чейке 12) и, одновременно, происходит начальна  запись единицы информации в  чейку 9.

По такту второго цифрового периода считываетс  единица информации из  чейки (), что соответствует фазоимпульсному

ft-i

коду числа «1, а по такту Тд

единица информации из  чейки (2fe + 8), что соответствует переносу в следующий разр д числа «1 в фазоимпульсном коде.

Таким образом, получен результат суммировани  «1 и перенос в старший разр д «1. В дес тичной системе счислени  это соответствует числу 6 (результат правильный) 4+1 + (10) 1(5).

40

Предмет изобретени 

К-значный фазоимпульсный сумматор, содержащий два двоичных динамических триггера , схему «Запрет, двухтактный кольцевой регистр сдвига и формирователь фазоимпульсных кодов суммы и переноса, отличающийс   тем, что, с целью упрощени  устройства, входные шины слагаемых подсоединены к единичным установочным входам первого и второго динамических триггеров, выходы которых через схему «Запрет соединены с шиной сдвига двухтактного кольцевого регистра сдвига и входной шиной переноса, причем выходы

разр дов кольцевого регистра сдвига соединены с соответствующими входами записи формировател  фазоимпульсного кода суммы и переноса, а выходы последнего соединены с выходами суммы и переноса соответственно.

5Г,