close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5094

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5094
(13) C1
(19)
7
(51) G 06F 7/50
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ ЧИСЕЛ
В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ КОДЕ
(21) Номер заявки: a 19981078
(22) 1998.11.26
(46) 2003.06.30
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Авгуль Леонид Болеславович;
Булаш Юрий Леонидович; Супрун Валерий Павлович (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный университет (BY)
BY 5094 C1
(57)
Устройство для сложения чисел в последовательном коде, содержащее три синхронных двухступенчатых D-триггера, входы синхронизации которых соединены со входом
синхронизации устройства, входы обнуления соединены со входом начальной установки
устройства, отличающееся тем, что содержит мажоритарный элемент с порогом два, мажоритарный элемент с порогом четыре, мажоритарный элемент с порогом шесть, шесть
элементов И и четыре элемента сложения по модулю два, i-й вход первого из которых, где
Фиг. 1
BY 5094 C1
i = 1,2,...6, соединен с i-м информационным входом устройства, i-м входом мажоритарного элемента с порогом шесть, i-м входом мажоритарного элемента с порогом четыре и i-м
входом мажоритарного элемента с порогом два, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, первым входом шестого элемента И и первым входом второго
элемента сложения по модулю два, выход которого соединен с информационным входом
первого D-триггера, прямой выход которого соединен с седьмым входом первого элемента сложения по модулю два, седьмым входом мажоритарного элемента с порогом два,
седьмым входом мажоритарного элемента с порогом шесть и седьмым входом мажоритарного элемента с порогом четыре, выход последнего соединен со вторым входом второго элемента сложения по модулю два, с первым входом четвертого и первым входом
второго элемента И, выход последнего соединен с первым входом третьего элемента сложения по модулю два, выход которого соединен с информационным входом второго Dтриггера, прямой выход которого соединен с третьим входом второго элемента сложения
по модулю два, с первым входом третьего и первым входом пятого элемента И, вторым
входом первого и вторым входом шестого элемента И, инверсный выход второго Dтриггера соединен со вторым входом второго и вторым входом четвертого элемента И,
выход последнего соединен с первым входом четвертого элемента сложения по модулю
два, выход которого соединен с информационным входом третьего D-триггера, прямой
выход которого соединен с третьим входом четвертого и третьим входом шестого элемента И, вторым входом третьего элемента сложения по модулю два, третий и четвертый
входы которого соединены соответственно с выходами первого и третьего элемента И, а
инверсный выход третьего D-триггера соединен со вторым входом пятого элемента И,
выход мажоритарного элемента с порогом шесть соединен с четвертым входом второго
элемента сложения по модулю два, со вторым входом третьего элемента И и третьим входом пятого элемента И, выход последнего соединен со вторым входом четвертого элемента сложения по модулю два, третий вход которого соединен с выходом шестого элемента
И, а выход первого элемента сложения по модулю два соединен с выходом устройства.
(56)
Микропроцессорные средства и системы. - № 2. - 1986. - С.19.
RU 2043651 C1, 1995.
RU 2047216 C1, 1995.
SU 1182511 A, 1985.
SU 1783516 A1, 1992.
US 5548546 A, 1996.
JP 04128922 A, 1992.
US 4229802 A, 1980.
EP 0590251 A2, 1993.
Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть
использовано для построения арифметических устройств ЭВМ и специализированных
процессоров.
Известно устройство для сложения четырех двоичных чисел в последовательном коде,
содержащее три одноразрядных двоичных сумматора и два триггера [1].
Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку оно не обеспечивает одновременное сложение более четырех операндов.
Наиболее близким по функциональным возможностям и конструкции техническим
решением к предлагаемому является конвейерное устройство для сложения N двоичных
чисел в последовательном коде, содержащее при N = 6 пять конвейерных сумматоров, каждый из которых включает в себя комбинационный одноразрядный двоичный сумматор и
три триггера [2].
2
BY 5094 C1
Недостатком известного устройства для сложения чисел в последовательном коде является высокая конструктивная сложность, а также наличие задержки в выдаче результата
сложения (латентность), обусловленной конвейерной структурой.
Изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции устройства для
сложения чисел в последовательном коде и устранения латентности.
Названный технический результат достигается путем использования новых логических элементов (мажоритарных элементов, элементов И и элементов сложения по модулю
два), а также изменением межсоединений элементов в схеме устройства.
Устройство для сложения чисел в последовательном коде содержит три синхронных
двухступенчатых D-триггера, входы синхронизации которых соединены с входом синхронизации устройства, входы обнуления соединены с входом начальной установки устройства.
В отличие от прототипа устройство содержит мажоритарный элемент с порогом два,
мажоритарный элемент с порогом четыре, мажоритарный элемент с порогом шесть, четыре элемента сложения по модулю два и шесть элементов И.
При этом i-й вход первого элемента сложения по модулю два, где i = 1,2,...,6, соединен
с i-м информационным входом устройства, i-м входом мажоритарного элемента с порогом
шесть, i-м входом мажоритарного элемента с порогом четыре и i-м входом мажоритарного
элемента с порогом два. Выход мажоритарного элемента с порогом два соединен с первым входом первого элемента И, первым входом шестого элемента И и первым входом
второго элемента сложения по модулю два. Выход второго элемента сложения по модулю
два соединен с информационным входом первого D-триггера, прямой выход которого соединен с седьмым входом первого элемента сложения по модулю два, седьмым входом
мажоритарного элемента с порогом два, седьмым входом мажоритарного элемента с порогом шесть и седьмым входом мажоритарного элемента с порогом четыре. Выход мажоритарного элемента с порогом четыре соединен со вторым входом второго элемента
сложения по модулю два, первым входом четвертого элемента И и первым входом второго элемента И. Выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента
сложения по модулю два, выход которого соединен с информационным входом второго
D-триггера. Прямой выход второго D-триггера соединен с третьим входом второго элемента сложения по модулю два, первым входом третьего элемента И, первым входом пятого элемента И, вторым входом первого элемента И и вторым входом шестого элемента
И. Инверсный выход второго D-триггера соединен со вторым входом второго элемента И
и вторым входом четвертого элемента И. Выход четвертого элемента И соединен с первым входом четвертого элемента сложения по модулю два, выход которого соединен с
информационным входом третьего D-триггера. Прямой выход третьего D-триггера соединен с третьим входом четвертого элемента И, третьим входом шестого элемента И и вторым входом третьего элемента сложения по модулю два. Третий и четвертый входы
третьего элемента сложения по модулю два соединены соответственно с выходами первого и третьего элементов И. Инверсный выход третьего D-триггера соединен со вторым
входом пятого элемента И. Выход мажоритарного элемента с порогом шесть соединен с
четвертым входом второго элемента сложения по модулю два, вторым входом третьего
элемента И и третьим входом пятого элемента И. Выход пятого элемента И соединен со
вторым входом четвертого элемента сложения по модулю два, третий вход которого соединен с выходом шестого элемента И. Выход первого элемента сложения по модулю два
соединен с выходом устройства.
На чертеже (фиг. 1) представлена схема устройства для сложения чисел в последовательном коде.
Устройство содержит четыре элемента сложения по модулю два 1-4, мажоритарный
элемент с порогом два 5, мажоритарный элемент с порогом четыре 6, мажоритарный элемент с порогом шесть 7, шесть элементов И 8-13, три синхронных двухступенчатых D3
BY 5094 C1
триггера 14-16, шесть информационных входов 17-22, вход синхронизации 23, вход начальной установки 24 и выход 25.
Устройство выполняет сложение шести n-разрядных двоичных чисел
Xj = x0j + 2xlj + 4x2j + ... + 2n-lxn-l,j, j = 1,6 , представленных в последовательном коде:
6
n +2
j=1
i=0
S = ∑ X j = ∑ s i 2i ,
где xkj, s i ∈ {0,1}, k = 0, n − 1, j = 1,6, i = 0, n + 2.
Устройство работает следующим образом. На вход начальной установки 24 подается
импульс, обнуляющий триггеры 14, 15 и 16. На информационные входы 17-22 подаются
последовательно во времени разряды x0j, х1j,..., хn-1,j суммируемых чисел Xj (начиная с
младших разрядов x0j), сопровождаемые серией из n тактовых импульсов, поступающих
на вход синхронизации 23. После этого поступление данных на информационные входы
17-22 блокируется, а на вход синхронизации 23 подаются дополнительно три тактовых
импульса (разрядность суммы S шести n-разрядных чисел равна n + 3 бита).
На выходе 25 устройства последовательно во времени формируются разряды s0, s1,...,
sn+2 суммы S, начиная с младшего s0.
После (n + 3)-го тактового импульса устройство готово к выполнению сложения очередных чисел без предварительного обнуления триггеров 14,15 и 16.
Устройство построено в соответствии со следующими соотношениями:
s i = x i1 ⊕ x i 2 ⊕ x i 3 ⊕ x i 4 ⊕ x i 5 ⊕ x i 6 ⊕ Q1 ;

q1 = M 2 ⊕ M 4 ⊕ M 6 ⊕ Q 2 ;


q 2 = M 2 Q 2 ⊕ M 4 Q2 ⊕ M 6 Q 2 ⊕ Q 3 ;


q 3 = M 2 Q 2 Q3 ⊕ M 4 Q2Q3 ⊕ M 6 Q 2 Q,

где si, i = 0, n + 2 - значение i-го разряда суммы;
хij - значение i-го разряда j-го операнда (полагаем, что xij ≡ 0 при i ≥ n);
Q1, Q2, Q3 - состояния первого 14, второго 15 и третьего 16 триггеров соответственно в
момент прихода i-го тактового импульса;
q1, q2, q3 - сигналы на информационных входах первого 14, второго 15 и третьего 16
триггеров к моменту окончания i-го тактового импульса.
Здесь Mh = Mh(xi1,xi2,xi3,xi4,xi5,xi6,Q1) - функция, реализуемая мажоритарным элементом с порогом h (h∈{2,4,6}), которая определяется следующим образом:
1, если x i1 + x i 2 + x i 3 + x i 4 + x i 5 + x i 6 + Q1 ≥ h;
Mh =
0, если x i1 + x i 2 + x i 3 + x i 4 + x i 5 + x i 6 + Q1 < h.
Работа устройства иллюстрируется временными диаграммами (фиг. 2), которые соответствуют сложению шести четырехразрядных чисел:
Х1 = 0110, Х2 = 1101, Х3 = 1110, Х4 = 0111, Х5 = 1111, Х6 = 1110.
Достоинствами устройства для сложения чисел в последовательном коде являются
широкие функциональные возможности, простая конструкция, высокое быстродействие и
отсутствие латентности при формировании результата.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1783516 A1, 1992.
2. Микропроцессорные средства и системы. - 1986. - № 2. - С.19.
4
BY 5094 C1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
125 Кб
Теги
by5094, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа