(54) ДВОИЧНЫЙ СУММАТОР
Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано при проек тировании сумматоров цифровых вычислительны устройств. Известный двоичный сумматор, содержащий семь троичных логических элементов и шины первого и второго слагаемого 11 . Недостатком известного сумматора вл етс то, что он имеет сложную реализацию и низкое быстродействие. Наиболее близкий к предлагаемому двоичный сумматор содержит п ть троичных логических элементов и шины первого и второго слагаемых причем шины первого и второго слагаемых соединены с входами троичных элементов, которые соединены между собой таким образом, что на выходе устройства обеспечиваютс выходы сумм и переноса двоичного сумматора 2. Недостатком известного сумматора вл етс то, что он имеет низкое быстродействие, так как сигнал переноса в последующий разр д формиру етс за три фазы передачи информации по троичным элементам разр да Цель изобретени - увеличение быстродействи сумматора. Указанна цель достигаетс тем, что двоичный сумматор, содержащий п ть троичных элементов , причем шина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы первого троичного элемента, выход которого соединен с первым и вторым входами первой группы второго троичного элемента, выход третьего троичного элемента соединен с первым входом второй группы четвертого троичного элемента, выход которого соединен с выходом переноса двоичного сумматора, выход второго троичного элемента соединен с первым и вторым входами первой группы п того троичного элемента , выход которого вл етс выходом суммы двоичного сумматора, шина первого слагаемого двоичного сумматора соедийена с первым входом первой группы третьего троичного элемента , а шина второго слагаемого двоичного сумматора - с первым входом второй группы второго и с первым входом первой группы четвертого троичных элементов, выход четвертого троичного элемента соединен с первым входом второй группы первого и с вторым входом пер вой группы третьего троичных элементов, шина тактового питани двоичного сумматора соединена с первым входом второй группы третьего троичного элемента, выход которого соединен с вторым входом первой группы четвертого троичного элемента. Этим увеличиваетс быстродействие сумматора, т. е. сигнал переноса в последующий разр д сумматора формируетс за две фаэы передачи информации по троичным элементам разр да. В таблиде представлены троичные операции п ти элементов, на которых выполн етс разр д двоичного сумматора. Указанные операции образуют функционально полную систему логических функций и могут быть реализованы на основе троичных элементов. На фиг. 1 представлена функциональна схема двоичного сумматора; на фиг. 2 - временна диаграмма работы двоичного сумматора при сложении двух положительных чисел 3 и 6. Функциональна схема двоичного сумматора содержит троичные элементы 1, 2, 3, 4 и 5 (фиг. 1). Шина первого слагаемого XI соединена с первыми входами первой группы первого и тре гьего троичных элементов 1 и 3. Шина второго слагаемого Х2 соединена с первым входом второй группы второго и с первым входом первой группы четвертого троичных элементов 2 и 4. Выход первого троичного элемента 1 соединен с первым и вторым входами первой группы второго троичного элемента 2. Выход второго троичного элемента 2 соединен с первым и вторым входами первой группы п того элемента 5 формирующего сигнал с окончательной суммы даоичного сумматора. Выход третьего троичного элемента 3 соединен с вторым первой группы и первым второй группы входами четвертого троичного элемента 4, формирующего сигнал п окончательного переноса двоичного сумматора. Выход четвертого троичного элемента 4 (шина сигнала переноса) соединен с первым входом второй группы первого и с вторым входом первой группы третьего элементов 1 и 3. Система тактового питани схемы сумматор трехфазна , при этом каждый следующий разр д слагаемого поступает на вход сумматора через три фазы (один такт) передачи информации по элементам схемы (фиг. 2). Тактовым импульсом первой фазы считываетс информаци с троичных элементов 1 и 3, второй фазы - с троичных элементов 2 и 4, третьей фаэы - с троичных элементов 5. Разр ды . слагаемого поступают на вход двоичного сумматора по щинам XI и Х2 во врем тактового импульса третьей фазы. Треть щина тактового питани (фаза 3) соединена с первым входом второй группы троичного элемента 3 (в графическом изображении элемента-Т). Это означает, что на этот вход во врем тактового импульса третьей фазы каждого такта подаетс сигнал, т, е. при отсутствии импульсов на щинах XI и Х2 троичный элемент 3 вл етс генератором сигналов отрицательной пол рности. Рассмотрим работу двоичного сумматора на примере суммировани двух положительньк чисел 3 и 6. Первое слагаемое, число 3, в двоичной системе счислени представл етс положительными сигналами в первом и втором разр дах. Второе слагаемое, число 6, представл етс отсутствием сигнала в первом разр де и положительными сигналами во втором и третьем разр дах. Положительный сигнал первого разр да первого слагаемого подаетс на вход 1 первой группы элементов 1 и 3, при зтом передаетс сигнал на вход 1 второй группы элемента 3 (фиг. 1 и 2). Тактовым импульсом первой фазы первого такта считываетс информаад с элемента 1, и согласно логике работы элемента, записанной в таблице, положительный сигнал с элемента 1 передаетс на вход 1 перасй группы элемента 2; импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 2 передаетс на вход 1 первой группы элемента 5; импульсом третьей фазы положительный сигнал с элемента 5 выходит из сумматора, образует первый разр д суммы, одновременно положительный сигнал второго разр да первого слагаемого подаетс на вход 1 первой группы элементов 1 и 3, а второго слагаемого - на вход 1 второй группы элемента 2 и на вход 1 первой группы элемента 4, при этом передаетс сигнал на вход 1 второй группы элемента 3. Тактовым импульсом первой фазы второго такта положительный сигнал с элемента 1 передаетс на вход 2 первой группы элемента 2; импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 4 (сигнал переноса) передаетс на вход 1 второй группы элемента 1 и на вход 2 первой группы элемента 3; во врем тактового импульса третьей фазы положительный сигнал третьего разр да второго слагаемого подаетс на вход 1 второй группы элемента 2 и на вход 1 первой группы элемента 4, при этом передаетс сигнал на вход 1 второй группы элемента 3. Тактовым импульсом первой фазы третьего такта отрицательный сигнал с элемента 1 передаетс на вход 2 первой группы элемента 2; импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 4 (сигнал переноса) передаетс на вход 1 второй группы элемента 1 и на вход 2 первой группы элемента 3; во врем тактового импульса третьей фазы сигнал передаетс на вход второй группы элемента 3. 5 Тактовым импульсом первой фазы четверто го такта отрицательный сигнал с элемента 1 пе редаетс на вход 2 первой группы элемента 2; импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 5 выходит из сумматора, образу четвертый разр д суммы. Таким образом, цифры соответствующих разр дов сумг ы по вл ютс на выходе сумматора спуст один такт с момента подачи их на вход сумматора. Предлагаемый двоичный сумматор позвол ет также получить алгебраическую сумму поло жительных и отрицательных чисел, представленных в положительном или обратном коде. При построении параллельного двоичного сумматора выход элемента 4 (шина сигнала переноса) младшего разр да сумматора соедин етс со входом 12, т. е. с первым входом второй группы второго и с первым входом первой группы четвертого элементов старшего разр да сумматора, а выход элемента 5 (ишна сигнала суммы) - с первым входом второй группы первого и с-вторым входом первой группы третьего элементов каждого разр да, кроме первого разр да сумматора. При этом увеличиваетс быстродействие сумматора в три раза, т. е. сигнал переноса в последующий разр д сумматора формируетс за одну фазу переда ш информации по троинп.1м элементам разр да. 11 ±1 6 Продолжение таблицы. Двоичный сумматор, содержащий п ть троичных элементов, причем шина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы первого троичного элемента , выход которого соединен с первым и вторым входами первой группы второго троичного элемента, выход третьего троичного элемента соединен с первым входом второй группы чертвертого троичного элемента, выход которого соединен с выходом переноса двоичного сумматора, выход второго троичного элемента соединен с первым и вторым входами первой группы п того троичного элемента, выход которого вл етс выходом суммы двоичного сумматора, отличающийс тем, что, с целью увеличс1 О1 быстродействи двоичного сумматора, тина первого слагаемого двоичного сумматора соединена с первым входом первой группы третьего троичного элемента, а шина второго слагаемого двоичного сумматора - с первым входом второй группы второго и с первым входом первой группы четвертого троичных элементов, выход четвертого троичного элемента соединен с первым входом второй группы дервого и с вторым входом первой группы третьего троичных элементов, илша тактового питани двоичного сумматора соединена с первым входом второй группы третьего троичного элемента, выход которого соединен с вторым входом первой группы четвертого троичного элемента. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Соколов Т. В., Васильев Ф. А. Ферритовые логические элементы и узлы информационных систем. Л., ЛВИА им. Можайского, 1970, с. 115-117, рис.3.27. 2.Авторское свидетельство СССР № 638960, кл. G 06 F 7/385, 1978 (прототип).