close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5117

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5117
(13) C1
(19)
7
(51) G 06F 7/50
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 19981000
(22) 1998.11.03
(46) 2003.06.30
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Авгуль Леонид Болеславович;
Петроченко Андрей Сергеевич; Супрун Валерий Павлович (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный университет (BY)
BY 5117 C1
(57)
Устройство для сложения, содержащее первый мажоритарный элемент с порогом два,
первый элемент И, первый и второй элементы сложения по модулю два, выход i-го из которых, где i = 1, 2, соединен с i-м выходом устройства для сложения, вход первого разряда
BY 5117 C1
j-го (j = 1, 2, 3, 4) операнда которого соединен с j-м входом первого элемента сложения по
модулю два и j-м входом первого мажоритарного элемента с порогом два, выход первого
элемента И соединен с первым входом второго элемента сложения по модулю два, отличающееся тем, что дополнительно содержит элементы сложения по модулю два с третьего
по шестой, элементы И со второго по девятый, второй и третий мажоритарные элементы с
порогом два, пять элементов ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ, первый и второй элементы И-НЕ,
j-й вход первого элемента И-НЕ соединен со входом первого разряда j-го операнда устройства для сложения, вход второго разряда j-го операнда устройства для сложения соединен с j-м входом третьего элемента сложения по модулю два, j-м входом второго
мажоритарного элемента с порогом два и j-м входом второго элемента И-НЕ, вход третьего разряда j-го операнда соединен с j-м входом четвертого элемента сложения по модулю
два, j-м входом третьего мажоритарного элемента с порогом два и j-м входом второго
элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым входом
пятого элемента сложения по модулю два, (k + 1)-й (k = 1, 2,…, 5) вход которого соединен
с выходом (k + 2)-го элемента И, а выход соединен с третьим выходом устройства для
сложения, четвертый выход устройства для сложения соединен с выходом элемента ИЛИ,
(k + 1)-й вход которого соединен с выходом k-го элемента ЗАПРЕТ, а седьмой и восьмой
входы соединены с выходами восьмого и девятого элементов И соответственно, пятый
выход устройства для сложения соединен с инверсным выходом шестого элемента сложения по модулю два, первый вход которого соединен с выходом первого мажоритарного
элемента с порогом два, первым входом первого, третьего и четвертого элементов И, первым входом запрета третьего элемента ЗАПРЕТ и первым входом запрета четвертого элемента ЗАПРЕТ, второй вход запрета которого соединен со вторым входом второго и
седьмым входом пятого элементов сложения по модулю два, вторым входом третьего
элемента И и первым входом пятого и седьмого элементов И, выходом второго мажоритарного элемента с порогом два, первым входом запрета второго элемента ЗАПРЕТ и входом запрета пятого элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с восьмым входом
пятого элемента сложения по модулю два, первым входом восьмого и девятого элементов И,
выходом третьего мажоритарного элемента с порогом два и первым прямым входом первого и третьего элементов ЗАПРЕТ, второй прямой вход третьего элемента ЗАПРЕТ соединен со вторым входом пятого, седьмого и девятого элементов И, вторым прямым
входом первого элемента ЗАПРЕТ, выходом второго элемента И-НЕ и третьим входом
второго элемента сложения по модулю два, четвертый вход которого соединен с выходом
первого элемента И-НЕ, третьим входом третьего и третьим входом пятого элементов И,
вторым входом первого, четвертого и восьмого элементов И, первым входом шестого
элемента И, третьим прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, первым прямым входом
второго элемента ЗАПРЕТ и вторым входом шестого элемента сложения по модулю два,
третий вход которого соединен с выходом третьего элемента сложения по модулю два,
третьим входом первого и четвертого элементов И, четвертым входом третьего элемента И,
входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ и вторым входом запрета второго элемента
ЗАПРЕТ, второй прямой вход которого соединен с выходом четвертого элемента сложения по модулю два, пятым входом второго элемента сложения по модулю два, четвертым
входом четвертого элемента И, третьим входом седьмого, восьмого и девятого элементов
И, вторым входом шестого элемента И и прямым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ.
(56)
SU 1827672 A1, 1993.
BY 950174 A, 1997.
RU 2006915 C1, 1994.
SU 1208550 A, 1986.
US 4229802 A, 1980.
2
BY 5117 C1
US 548546 A, 1996.
JP 04128922 A, 1992.
JP 03108023 A, 1991.
Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и предназначено для построения быстродействующих арифметических устройств ЭВМ и специализированных процессоров.
Известен одноразрядный четверичный сумматор (устройство для сложения двух двухразрядных двоичных чисел), содержащий два элемента сложения по модулю два и четыре
элемента равнозначности [1].
Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности, так
как оно не выполняет сложение четырех трехразрядных чисел.
Наиболее близким по функциональным возможностям и конструкции техническим
решением к предлагаемому является одноразрядный четверичный сумматор, содержащий
два элемента сложения по модулю два, мажоритарный элемент с порогом два и мажоритарный элемент с порогом четыре [2].
Недостатками известного одноразрядного четверичного сумматора также являются
ограниченные функциональные возможности, так как он не выполняет сложение четырех
трехразрядных чисел.
Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей одноразрядного четверичного сумматора.
Названный технический результат достигается тем, что устройство для сложения содержит первый мажоритарный элемент с порогом два, первый элемент И и два элемента
сложения по модулю два, выход i-го из которых, где i = 1, 2, соединен с i-м выходом устройства для сложения. Вход первого разряда j-го (j = 1, 2, 3, 4) операнда устройства для
сложения соединен с j-м входом первого элемента сложения по модулю два и j-м входом
первого мажоритарного элемента с порогом два. Выход первого элемента И соединен с
первым входом второго элемента сложения по модулю два.
В отличие от прототипа, устройство дополнительно содержит элементы сложения по
модулю два с третьего по шестой, элементы И со второго по девятый, второй и третий
мажоритарные элементы с порогом два, пять элементов ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ, первый и
второй элементы И-НЕ. При этом j-й вход первого элемента И-НЕ соединен с входом первого разряда j-го операнда устройства для сложения, вход второго разряда j-го операнда
устройства для сложения соединен с j-м входом третьего элемента сложения по модулю
два, j-м входом второго мажоритарного элемента с порогом два и j-м входом второго элемента И-НЕ. Вход третьего разряда j-го операнда соединен с j-м входом четвертого элемента сложения по модулю два, j-м входом третьего мажоритарного элемента с порогом
два и j-м входом второго элемента И. Выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым входом пятого элемента сложения по модулю два, (k + 1)-й
(k = l, 2,…,5) вход которого соединен с выходом (k + 2)-го элемента И, а выход соединен с
третьим выходом устройства для сложения. Четвертый выход устройства для сложения
соединен с выходом элемента ИЛИ, (k + 1)-й вход которого соединен с выходом k-го элемента ЗАПРЕТ, а седьмой и восьмой входы соединены с выходами восьмого и девятого
элементов И соответственно. Пятый выход устройства для сложения соединен с инверсным выходом шестого элемента сложения по модулю два, первый вход которого соединен
с выходом первого мажоритарного элемента с порогом два, первым входом первого,
третьего и четвертого элементов И, первым входом запрета третьего элемента ЗАПРЕТ и
первым входом запрета четвертого элемента ЗАПРЕТ. Второй вход запрета четвертого
элемента ЗАПРЕТ соединен со вторым входом второго и седьмым входом пятого элементов сложения по модулю два, вторым входом третьего элемента И и первым входом пятого и седьмого элементов И, выходом второго мажоритарного элемента с порогом два,
3
BY 5117 C1
первым входом запрета второго элемента ЗАПРЕТ и входом запрета пятого элемента ЗАПРЕТ. Прямой вход пятого элемента ЗАПРЕТ соединен с восьмым входом пятого элемента сложения по модулю два, первым входом восьмого и девятого элементов И, выходом
третьего мажоритарного элемента с порогом два и первым прямым входом первого и
третьего элементов ЗАПРЕТ. Второй прямой вход третьего элемента ЗАПРЕТ соединен со
вторым входом пятого, седьмого и девятого элементов И, вторым прямым входом первого
элемента ЗАПРЕТ, выходом второго элемента И-НЕ и третьим входом второго элемента
сложения по модулю два. Четвертый вход второго элемента сложения по модулю два соединен с выходом первого элемента И-НЕ, третьим входом третьего и третьим входом пятого элементов И, вторым входом первого, четвертого и восьмого элементов И, первым
входом шестого элемента И, третьим прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, первым
прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и вторым входом шестого элемента сложения
по модулю два. Третий вход шестого элемента сложения по модулю два соединен с выходом третьего элемента сложения по модулю два, третьим входом первого и четвертого
элементов И, четвертым входом третьего элемента И, входом запрета первого элемента
ЗАПРЕТ и вторым входом запрета второго элемента ЗАПРЕТ. Второй прямой вход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом четвертого элемента сложения по модулю два,
пятым входом второго элемента сложения по модулю два, четвертым входом четвертого
элемента И, третьим входом седьмого, восьмого и девятого элементов И, вторым входом
шестого элемента И и прямым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ.
На чертеже представлена схема устройства для сложения.
Устройство содержит шесть элементов сложения по модулю два 1-6, три мажоритарных элемента с порогом два 7-9, два элемента И-НЕ 10 и 11, девять элементов И 12-20,
пять элементов ЗАПРЕТ 21-25, элемент ИЛИ 26, входы младших цифровых разрядов операндов 27-30, входы старших цифровых разрядов операндов 31-34, входы знаковых разрядов операндов 35-38, выходы цифровых разрядов суммы 39-42, выход знакового разряда
суммы 43.
Устройство для сложения выполняет сложение четырех трехразрядных двоичных чисел А, В, С и D, представленных в дополнительном коде:
А = -4a1 + 2a2 + a3;
B = -4b1 + 2b2 + b3;
С = -4c1 + 2с2 + с3;
D = -4dl + 2d2 + d3,
где ai,bi,сi, di ∈ {0, 1}, i = 1, 2, 3;
a1,b1,с1, d1 - знаковые разряды операндов А, В, С и D соответственно;
a2,b2,c2,d2 - старшие цифровые разряды операндов;
а3, b3, с3, d3 - младшие цифровые разряды операндов.
На выходах устройства формируется пятиразрядный результат, также представленный
в дополнительном коде:
S = A + B + C + D = -16s1 + 8s2 + 4s3 + 2s4 + s5,
где st ∈{0, l}, t = 1, 5 ;
s1 - знаковый разряд суммы;
s2, s3, s4, s5 - цифровые разряды суммы (s2 - старший цифровой разряд).
Отметим, что
А, В, С, D ∈ {-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3} или в двоичном коде {100, 101, 110, 111, 000, 001,
010, 011};
S ∈ {-16, -15,…, -1, 0, 1,…, 11, 12} или в двоичном коде {10000, 10001,…, 11111,
00000, 00001,…, 01011, 01100}.
Устройство для сложения работает следующим образом.
На входы 27-30 подаются (в произвольном порядке) младшие цифровые разряды a3,
b3, с3 и d3 операндов, на входы 31-34 - старшие цифровые разряды a2, b2, с2 и d2 операндов,
4
BY 5117 C1
на входы 35-38 - знаковые разряды a1, b1, с1 и d1 операндов. На выходах 39, 40, 41, 42 формируются соответственно значения s5,s4,s3 и s2 цифровых разрядов суммы, на выходе 43 знаковый разряд s1 суммы.
Устройство для сложения построено в соответствии со следующими соотношениями:
s5 = L3;
s 4 = L 2 ⊕ M 32 ⊕ K 3 ;
s 3 = M 32 K 3 L 2 ⊕ K 3 ⊕ M 22 ⊕ K 2 ⊕ L1 ;
s 2 = M 32 K 3 L 2 M 22 ⊕ M 32 K 3 L 2 L1 ⊕ K 3 M 22 K 2 ⊕ M 22 K 2 L1 ⊕ K 3 L1 ⊕ M 22 ⊕ M12 ⊕ K 1 ;
s1 = K 1 ∨ M 32 M 22 L1 ∨ K 3 L 2 M 22 L1 ∨ M 32 K 2 M12 ∨ K 3 L 2 K 2 M12 ∨ M 22 M12 ∨ K 3 L1M12 ∨ K 2 L1M12 ,
где Li=ai⊕bi⊕ci⊕di;
Ki = ai · bi · ci · di;
M i2 = M 2 (a i , b i , c i , d i ) - функция, реализуемая мажоритарным элементом с порогом два,
i = 1, 2, 3.
Укажем, что:
1, если a i + b i + c i + d i ≥ 2;
M i2 =
0, если a i + b i + c i + d i < 2.
Работа устройства для сложения описывается приводимой ниже таблицей (фиг. 2).
Достоинствами устройства для сложения являются широкие функциональные возможности и высокое быстродействие.
Таблица работы устройства для сложения
a1 + bl + cl + d1
a2 + b2 + c2 + d2
a3 + b3 + c3 + d3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
4
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
5
s1/43
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
s2/42
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
Сумма S
s3/41 s4/40
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
s5/39
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
BY 5117 C1
Продолжение таблицы
a1 + bl + cl + d1
a2 + b2 + c2 + d2
a3 + b3 + c3 + d3
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
3
3
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
6
s1/43
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
Сумма S
s2/42 s3/41 s4/40
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
s5/39
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
BY 5117 C1
Продолжение таблицы
a1 + bl + cl + d1
a2 + b2 + c2 + d2
a3 + b3 + c3 + d3
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
3
3
3
4
4
4
4
4
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
2
2
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
7
s1/43
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Сумма S
s2/42 s3/41 s4/40
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
s5/39
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
BY 5117 C1
Продолжение таблицы
a1 + bl + cl + d1
a2 + b2 + c2 + d2
a3 + b3 + c3 + d3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
2
2
2
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
s1/43
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Источники информации:
1. А.с. СССР 1160400, МПК G 06 F 7/50, 1985.
2. А.с. СССР 1827672, МПК G 06 F 7/50, 1993.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Сумма S
s2/42 s3/41 s4/40
0
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
s5/39
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
142 Кб
Теги
by5117, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа