SU746509A1 - Двоично-дес тичный сумматор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и автоматического управлени  и может быть применено в системах числового управлени .

Известны сумматоры, содержащие  чейки поразр дного суммировани . Кажда   чейка представл ет собой сумматор с трем  входами и двум  выхо- Q дами и содержит большое число логических элементов i,t2} ,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  двоично-дес тичный сумматор, кажда  декада которого содержит блоки формировани  суммы и формировани  переноса. Входы блока формировани  суммы соединены со входами первого и второго слагаемых и со входом переноса 20 из предыдущей декады, а выходы - с выходами данной декады. Выход блока формировани  переноса подключен к выходу переноса в последующую декаду, .а входы - к выходам некорректирован- 25 ной суммы блока формировани  суммы 3 ,

В каждой декаде такого сумматора используютс  семь одноразр дных двоичных сумматоров и дополнительные ло-, 30

гические элементы дл  св зи между ними.

Недостатком сумматора  вл етс  большое количество используекых элементов .

Целью изобретени   вл етс  упроще ,ние сумматора.

Дл  достижени  поставленной цели в двоично-дес тичном сумматоре, кажда  декада которого содержит блок формировани  суммы и блок формировани  переноса, причем разр дные входы блока формировани  подключены ко входам первого слагаемого, а выходы - к выходам данной декады сумматора , вход переноса блока формировани  суммы подключен ко входу переноса из предыдущей декады сумматора, выход блока формировани  переноса подключен к выходу переноса в последующую декаду, блок формировани  суммы в каждой декаде содержит узлы ввода второго слагаемого, ввода переноса и элементы НЕ. Входы узла ввода второго слагаемого непосре ственно и через элементы НЕ подключены к разр дным входам блока формировани  сумкы , а выходы - к разр дным входам узла ввода переноса, выходи которого Полключены к выходам блока формировани  , вход переноса узла ввода переноса подключен ко входу переноса блока формировани  суммы. Первый , второй и третий входа блока формировани  перноса соединены соответственно со входом старшего первог слагаемого, с управл ющей шиной сумматора и с выходом старшего разр да данной декады..- , Поставленна  цель достигаетс  также твМ| что блок формировани  переноса содержит два элемента ИЛИ, элемент И и элемент запрета. Входы первого элемента ИЛИ и элемента И подключены к первому и второму входам блока формировани  переноса, тре тий вход которого подключен к управл ющему входу элемента запрета, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, Входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами элемента И И элемента запрета, а выход -с выходом блока формировани  переноса. Поставленна  цель достигаетс  так же тем, что узел ввода второго слагаемого содержит коммутационное поле дес ть входных клемм которого подключены ко входам узла ввода второго слагаемого, а п ть выходных клемм к выходам уз-ла ввода второго слагаемого , . Кроме того, узел ввода переносе содержит элементы И,ИЛИ- и НЕ и 3 айрета . входы каждого элемента ИЛИ под к выходам соответствующих элемента И и элемента запрета, а выход - к соответствующему выходу узла ввода переноса. Первый вход каждого 1-го (,2,3,4) элемента И соединен со входом (i+l)-ro элемента запрета и подключен к (i-fl)-My разр дному входу узла ввода переноса, первый вход которого подключен ко входу первого элемента запрета и через эле мент НЕ к первому входу п того элемента И, Вторые входы элементов И и управл ющие входы элементов запрета подключены ко входу переноса данного узла. На фиг, 1 показана функциональна  схема одной декады двоично-дес тичного сумматора; на фиг, 2 - таблична  запись Д1ес тичных чисел в коде Лйбова-Крейга; на фиг, 3 - таблица ввода второго слагаемого. , Кажда  декада csMMaTopa содержит блок формировани  суммл 1, входы 2 первого слагаемого, вход 3 переноса из предыдущей декады сумматора, выходы 4 данной декады сумматора, блок формиров ани  перноса 5, выход 6 перенрса в последующую декаду сумматоБлок формировани  суммы 1 содержит узел ввода второго слагаемого 7, узел ввода переноса 8 и элементы НЕ 9 , Узел ввода второго слагаемого 7 осуществл ет.сдвиг первого слагаемого на величину второго слагаемого представл ет собой коммутационное поле с п тью выходными клеммами 10 и дес тью входными клеммами 11, Узел ввсща переноса 8 осуществл ет сдвиг поступающей на его входы суммы двух слагаемых на величину единицы переноса из Предьгоущей декады и содержит элемент НЕ 12, п ть элементов И 13, п ть элементов запрета 14 и п ть элементов ИЛИ 15, Блок формировани  переноса 5 содержит элементы И 16, запрета 17, ИЛИ 18 и 19, Первый, второй и третий вхсады блока формировани  переноса 5 подключены соответственно ко входу 2 старшего разр да первого слагаемого, к управл ющей шине 20 сумматора и выходу 4 старшего разр да данной декады. Входы 2 подключены к разр дным входам блока формировани  суммы 1, . которые непосредственно соединены с первыми п тью входами 1J. узла 7, а через элементы НЕ 9 с другими п тью входами 11 узла 7, Вход 3 подключен ко входу переноса блока формировани  суммы 1, который соединен со входом переноса узла ввода переноса 8, разр дные входы которого подключены к выходам 10 узла 7, а выходы - к выходам блока формировани  суммы, которые  вл ютс  выходами 4 данной декады сумматора. Разр дные входы узла вводы переноса 8 подключены ко входам соответствующих элементов запрета 14, управл ющие входы которых подключены ко входу переноса узла ввода переноса 8, Первые Еходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И 13 подключены соответственно ко второму, третьему, четвертому и п тому разр дным входам узла ввода переноса 8, первый разр дный вход которого через элемент НЕ 12 соединен с первым входоМ п того элемента И 13, вторые входы элементов И 13 подключены ко входу переноса узла ввода переноса 8, Входы элементов ИЛИ 15 подуключены к выходам соответствующих элементов И 13 и элементов запрета 14, а выходы - к выходам узла ввода переноса 8, Входы элемента И 16 и элемента ИЛИ 18 соединены с первым и вторым входами блока формировани  переноса 5, третий вход которого подключен к управл ющему входу элемента запрета 17, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 18, Входы элемента ИЛИ 19 подключены к выходам элемента И 16 и элемента запрета 17, а выход - к выходу 6 блока 5,

Первое слагаемое вводитс  в сумматор по входам 2 в коде Либова-Крейга .

Второе слагаемое вводитс  в сумматор в виде посто нной установки с помощью соединений в коммутационном поле между входными 11 и выходными 10 клеммами. Эти соединени  устанавливаютс  в зависимости от значени  второго слагаемого в соответствии с таблицей, данной на фиг. 3. Цифры в таблице означают величину второго слагаемого и расположены в пересечении вертикальных и горизонтальных столбцов, в которых указаны выходные 10 и 11 узла ввода второго слагаемого 7, которые должны быт.ь при этом соединены между собой. Например, дл  ввода второго слагаемого , равного 4, необходимо соединить клеммы aj и $ , а и § . а, и V S 4 6 .

Таким образом производитс  сложение произвольного первого слагаемого с посто нным вторым слагаемым, значение которого выбираетс  при настройке устройства. Ввод переноса в. данную декаду осуществл етс  по входу 3, вывод переноса из данной декады - по выходу б,

Если значение второго сйагаемого больше или равно п ти, на управл ющий вход 10 подаетс  сигнал коррекции .

Сумматор работает следующим образом .

Перед началом работы определ етс  значение второго слагаемого В. Если , подаетс  сигнал на управл ющий вход 20. В соответствии с таблицей, показанной на фиг. 3, производ тс  необходимее соединени  в узле ввода второго слагаемого 7. При работе устройства каждому значению первого слагаемого А на входах 2 и значению переноса на входе 3 соответствуетзначение суммы С А+В на выходах 4. Значение переноса в последующую декаду формируетс  на выходе 6.

Например, пусть В выбрано равным 2. В соответствии с таблицей фиг. 3 производ тс  соединени  между клеммами 11 и 10 узла ввода второго слагаемого 7, как показано на фиг, 1. Тогда, если первое слагаемое А 7 (код на входах 2 - 11100), а перенос равен О (О на входе 3), то на выхода 4 образуетс  код 10000, что соответствует сумме С 9, Сигнала на выходе б нет, что соответствует отсутствию переноса в последующую декаду устройства.

В данном двоично-дес тичном сумматоре не используетс  операци  Сложение по модулю два , и в его конструкции отсутствуют двоичные одноразр дные сумматоры. Замена операции поразр дного двоичного сложени  операцией сдвига первого слагаемого . на величину второго слагаемого позвол ет существенно упростить конструкцию сумматора. Сложение произвольного числа с посто нной установкой  вл етс  актуальной задачей дл  систем числового позиционировани . Данное устройство по своей конструкции существенно проще известных арифметических устройств, используемых в системах позиционировани .

Claims (1)

1. Двоично-дес тичный сумматор, кажда  декада которого содержит блок формировани  суммы и блок формировани  переноса, причем разр дные входы блока формировани  суммы подключены ко входам первого слагаемого, а выходы - к выходам данной декады сумматора , вход переноса блока Формировани  суммы подключен ко входу переноса из предыдущей декады сумматора, выход блока формировани переноса подключен к выходу переноса в последующую декаду сумматора, о т л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью упрощени  сумматора, блок формировани  суммы в каждой декаде содержит узлы ввода второго слагаемого, ввода переноса и элементы НЕ, причем входы узла ввода второго слагаемого непосредственно и через элементы НЕ подключены к разр дным входам блока формиро- вани  cyMMj, а выходы подключены к разр дным входам узла ввода переноса выходы которого подключены к выходгм блока формировани  сумкы а вход переноса узла ввода переноса подключен ко входу переноса блока формировани  суммы, первый, второй и третий входы блока формировани  переноса соединены соответственно со входом старшего разр да первого слагаемого, с управл ющей щиной сумматора и с выходом; старшего разр да данной деке1ды,

2,Сумматор по п, 1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что блок формировани  .переноса содержит два элемента ИЛИ, элемент И и элемент запрета, причем входы первого элемента ИЛИ и элемента И подключены к первому и второму входам блока формировани  . переноса, третий вход которого подключен к управл ющему входу элемента запрета, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ - с выходами элемента запрета, а выход - с выходом блока формировани  переноса,

3,Сумматор поп, 1, отличающийс  теМ| что узел ввода второго слагаемого содержит коммутацион .йое поле, дес ть входных клемм которого подключены ко входам узла ввода второго слагаемого, а п ть выходных клемм - к выходам узла ввода второго слагаемого.

4, Сумматор по п. 2, о т л и ч аю щ и и с   тем, что узел ввода переноса содержит элементы И, ИЛИ, НЕ и запрета, причем входы каждого элемента ИЛИ подключены к выходам соответствуюищх элемента И и элемента запрета/ а выход подключен к соот ветствуювдему выходу узла ввода переноса , первый вход каждого 1-го { i 1,2,3,4) элемента И соединен со входом (4 )-го элемента запрета и подключен к {н )-му разр дному входу узла ввода переноса, первый вход которого подключен ко входу первого элемента запрета и через элемент НЕ к первому входу п того элемента И, вторые входы элементов И и управл ющие входы элементов запрета подключены ко входу переноса данного узла.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1,С.Колдуэлл,Логический синтез релейных устройств М,, ИИЛ, 1972,

2,Н.Р, Скотт, Техника аналоговых и цифровых вычислительных машин, М. ИИЛ, 1963,

3,Карцев М.А, Арифметика цифровых машин. М., Наука, 1969, с, 194-197, рис, 2-26 (прототип)

Л J. J. Л Л Heii слагаемого

уу 9 Of) Of

4-4гв -о

1Д 1 5 1, (313 (З

iggff переноса Выход fflOKa Надо Z-го слагаемоео

Фиг,2