Конвеєрний підсумовуючий пристрій

Конвеєрний гпідсумовуючий пристрій, що містить п входів та групу з п блоків порівняння, який відрізняється тим, що містить п комірок, і-ий блок порівняння міститься в і-ій комірці пристрою, крім того, і-та комірка містить суматор, вузол виділення загальної частини операндів, три регістри, D-тригер, мультиплексор і блок логічних елементів І, причому перший вхід І-ОІ комірки з'єднаний з першим входом мультиплексора, вихід якого підключений до входу першого регістра, вихід якого з'єднаний з першим входом блока порівняння та першим входом вузла виділення загальної частини операндів, вихід якого з'єднаний Винахід відноситься до автоматики та обчислювальної техніки та може бути використаний при розв'язанні задач паралельного підсумовування масиву чисел та при побудові спеціалізованих обчислювальних систем Відомий пристрій для підсумовування п-розрядних чисел масиву (а с 554537, кл G06F7/385, з третім регістром, а вихід другого регістра з'єднаний з першим входом блока елементів І та другим входом блока порівняння, перший вихід якого з'єднаний з другим входом мультиплексора, а другий вихід - з D-входом D-тригера, R-вхід якого підключений до входу установлення в початковий стан пристрою, інверсний вихід D-тригера підключений до другого входу блока елементів І, вихід якого є першим виходом І-ОІ комірки, другий вхід вузла виділення загальної частини операндів І-ОІ комірки з'єднаний з другим виходом (І-1)-ОІ комірки, перший вхід суматора І-ОІ комірки з'єднаний з третім виходом (І-1)-ОІ комірки, другий вхід - з першим виходом (І+1)-ОІ комірки, а вихід суматора є третім виходом І-ОІ комірки, вихід третього регістра є другим виходом І-ОІ комірки, керувальний вхід мультиплексора підключений до керувального входу пристрою, вхід другого регістра є другим входом І-ОІ комірки, крім того, через відсутність в першій комірці вузла виділення загальної частини операндів та третього регістра, вихід першого регістра є другим виходом першої комірки, а перший вхід суматора з'єднаний з виходом блока елементів І, при цьому в n-ій комірці вхід третього регістра з'єднаний з виходом суматора, а вихід - з другим входом суматора, вихід вузла виділення загальної частини операндів з'єднаний з входом другого регістра, а також підключений до другого входу (п-1) комірки, третій вихід п-оі комірки є виходом пристрою, блок логічних елементів містить m елементів І, де m розрядність вхідних величин, перші входи яких з'єднані з першим входом блока, другі входи - з другим входом блока, а виходи - з виходами блока елементів І 1977 р), що містить суматор з зсувом, п ЛІЧИЛЬНИКІВ з m розрядами кожний, вхід кожного лічильника з'єднаний з виходом ВІДПОВІДНОГО ВХІДНОГО вен тиля, входи всіх вхідних ЛІЧИЛЬНИКІВ з'єднані з виходом блока керування, вихід кожного і-го розряду (1 < і < т ) кожного j-ro лічильника (1 < j < n - 1) з'єднаний через ВІДПОВІДНИЙ вентиль з входом і-го о 00 (О 46877 розряду (j + 1) лічильника, вихід кожного і-го розряду п-го лічильника з'єднаний через ВІДПОВІДНИЙ вентиль з входом і-го розряду суматора, входи всіх вентилів і нульові входи розрядів першого лічильника з'єднані з виходом блока керування, прозрядний регістр, вихід кожного q-ro розряду якого (1 < q < п) з'єднаний з входом q-ro додаткового вентиля, причому з метою спрощення пристрою, вихід старшого розряду кожного q-ro лічильника з'єднаний з входом q-ro розряду регістра, вихід q-ro додаткового вентиля з'єднаний з входом (q + m)-ro розряду суматора, входи всіх додаткових вентилів та нульові входи регістра з'єднані з виходом блока керування Відомий пристрій для одночасного виконання операцій додавання над множиною чисел (а с 558276, кл G06F7/385, 1977 р), що містить однотипні блоки, причому кожний і-й блок містить регістр часткового результату, вузол формування часткового результату, тригер зберігання молодшого розряду часткового результату, тригер формування кінцевого результату, елемент І, виходи п старших розрядів вузла формування часткового результату з'єднані з входами регістра часткового результату (і + 1)-го блока, одиничний вихід тригера зберігання молодшого розряду часткового результату з'єднаний з першим входом елемента І, другий вхід якого з'єднаний з одиничним входом тригера формування кінцевого результату (і + 1)-го блока, вихід молодшого розряду вузла формування часткового результату підключений до одиничного входу тригера зберігання молодшого розряду часткового результату, нульові входи тригерів зберігання молодшого розряду часткового результату, формування кінцевого результату та регістра часткового результату підключені до шини тактових імпульсів, причому в і-й блок пристрою введені регістр порядку, вузол формування порядку, елемент АБО та два логічних вузла, виходи регістра порядку з'єднані з входами вузла формування порядку, виходи якого підключені до входів регістра порядку (і + 1)-го блоку, крім того виходи регістра порядку з'єднані з входами елемента АБО, вихід якого з'єднаний з підсумовуючим входом вузла формування порядку, а також з керуючими входами логічних вузлів, виходи регістра часткового результату з'єднані з входами логічних вузлів, виходи першого логічного вузла підключені до входів п старших розрядів вузла формування часткового результату, а виходи другого логічного вузла підключені до входів (п + 1)-розрядів вузла формування часткового результату, причому п-ий вихід другого логічного вузла підключений до п-го та (п+1)-го входів вузла формування часткового результату, до підсумовуючого входу якого підключений одиничний вихід тригера зберігання молодшого розряду часткового результату, вихід елемента І з'єднаний з (п - 1)-им розрядом регістра часткового результату (і + 1)-го блока Недоліком даних пристроїв є значні апаратурні витрати Найбільш близьким по технічній суті є пристрій для паралельного додавання тривалостей групи часових інтервалів (ас СРСР 1119035, кл C06G7/14,1984r) Пристрій містить п входів, групу з п блоків по рівняння, блок виділення загальної частини та блок послідовного підсумовування, причому перші входи групи входів кожного блока порівняння з'єднані з входами пристрою, другі входи групи входів - з першим виходом ВІДПОВІДНОГО блока порівняння та ВІДПОВІДНИМ входом блока виділення загальної частини, входи кожного блока порівняння підключені до виходу блока виділення загальної частини, а другі виходи - до ВІДПОВІДНИХ ВХОДІВ групи входів блока послідовного підсумовування, вхід якого з'єднаний з виходом блока виділення загальної частини Недоліком даного пристрою є значна апаратурна складність, яка пов'язана з високим рівнем паралелізму, що застосовується для одночасної обробки п операндів В основу винаходу поставлено задачу розробки конвеєрного підсумовуючого пристрою, в якому за рахунок введення нових блоків та зв'язків між ними забезпечується виконання конвеєрного способу обробки масиву п операндів, що при достатній швидкодії дозволяє зменшити апаратурну складність пристрою Поставлена задача вирішується тим, що в конвеєрному підсумовуючому пристрої, який містить п входів, групу з п блоків порівняння та п комірок і-ий блок порівняння входить в і-ту комірку пристрою, крім того, і-та комірка містить суматор, вузол виділення загальної частини, операндів три регістри, D-тригер, мультиплексор і блок логічних елементів І, причому перший вхід і-оі комірки з'єднаний з першим входом мультиплексора, вихід якого підключений до входу першого регістра, у якого вихід з'єднаний з першим входом блока порівняння та першим входом вузла виділення загальної частини, операндів вихід якого з'єднаний з третім регістром, а вихід другого регістра з'єднаний з першим входом блока елементів І та другим входом блока порівняння, перший вихід якого з'єднаний з другим входом мультиплексора, а другий вихід - з D-входом D-тригера, R-вхід якого підключений до входу установлення в початковий стан пристрою, інверсний вихід D-тригера підключений до другого входу блока елементів І, вихід якого є першим виходом і-оі комірки, другий вхід вузла виділення загальної частини І-ОІ комірки з'єднаний з другим виходом (і - 1)-оі комірки, перший вхід суматора І-ОІ комірки з'єднаний з третім виходом (і - 1)-оі комірки, другий вхід - з першим виходом (і + 1)-оі комірки, а вихід суматора є третім виходом іоі комірки, вихід третього регістра є другим виходом І-ОІ комірки, керувальний вхід мультиплексора підключений до керувального входу пристрою, вхід другого регістра є другим входом І-ОІ комірки, крім того, перша комірка не містить вузла виділення загальної частини та третього регістра, вихід першого регістра є другим виходом першої комірки, а перший вхід суматора з'єднаний з виходом блока елементів І, причому у n-оі комірки вхід третього регістра з'єднаний з виходом суматора, а вихід - з другим входом суматора, вихід вузла виділення загальної частини з'єднаний з входом другого регістра, а також підключений до других входів (п - 1) комірок, третій вихід n-оі комірки є виходом пристрою, блок логічних елементів містить m елементів І (де m -розрядність вхідних величин), перші 46877 входи яких з'єднані з першим входом блока, другі загальної частини,j - цикл обробки входи - з другим входом блока, а виходи - з вихоАлгоритм має такий вигляд дами блока елементів І Крок 1 Визначається загальна значуща часПредставлення пристрою у вигляді п комірок, тина всіх доданків yj-му циклі, тобто кожна з яких містить суматор, вузол виділення q f = m in{a , , . ^ / U , (2) загальної частини, три регістри, D -тригер, мультиплексор, блок порівняння та блок елементів І з де а, о- і-й доданок на вході ВІДПОВІДНИМИ зв'язками між ними, дозволяє органіКрок 2 Виділяється зріз різниць а,, тобто сукузувати паралельно-послідовну (конвеєрну) обропність величин різниці всіх доданків j-ro циклу з бку масиву п операндів тому, що кожна і-та комірка їхньою загальною частиною q,, тобто пристрою обробляє і-й елемент масиву, а сам процес обробки виконується послідовно 4 s ftj& = /4M-