Конструктивний модуль додавача в залишках з груповим переносом

Конструктивний модуль додавача в залишках з груповим переносом, що містить з першої по m ту (m=3,4,...) комірку додавача, першу, другу та третю m - розрядні шини операндів, m - розрядну шину результату, де з першого по третій бокові виходи переносу в старші розряди i-ої комірки підключені до, відповідно, з першого по третій бокові входи переносу із молодших розрядів і+1 -ої комірки, а з першого по третій бокові виходи переносу у молодші розряди i-ої комірки підключені відповідно до з першого по третій бокові входи переносу із старших розрядів і-1 - ої комірки (i=2,...,m-1), на перший, другий та третій первинні входи операндів кожної комірки підключені відповідні розряди першої, другої та третьої m-розрядних шин операндів, а первинні виходи кожної комірки підключені до відповідних розрядів шини результату, який відрізняється тим, що містить з першого по третій входи конструктивного модуля для переносу із молодших розрядів додавача, з першого по третій входи конструктивного модуля для переносу із старших розрядів додавача, з першого по третій виходи конструктивного модуля для переносу в молодші розряди додавача, з першого по третій виходи конструктивного модуля для переносу в старші розряди додавача, першу логічну схему кодування вхідних сигналів операндів, з другої по U 2 UA 1 3 «дорівнює», логічну схему формування сигналу «дорівнює», логічну схему формування сигналу «більше», першу логічну схему додавання за модулем 2, логічну схему формування сигналу Sub, інвертор, першу схему логічного множення, другу схему логічного множення. Задачею даної корисної моделі є удосконалення схеми конструктивного модуля додавача в залишках, шляхом внесення змін до його структури у вигляді введення набору схем групового переносу з метою прискорення процесу обчислення цільової функції. На кресленні зображено функціональну схему конструктивного модуля додавача в залишках з груповим переносом. Модуль містить з першого по третій входи 13, 14, 15 конструктивного модуля для переносу із молодших розрядів додавача, з першого по третій входи 6, 5, 4 конструктивного модуля для переносу із старших розрядів додавача, з першого по третій виходи 10, 11, 12 конструктивного модуля для переносу в молодші розряди додавача, з першого по третій виходи 1, 2, 3 конструктивного модуля для переносу в старші розряди додавача, першу логічну схему кодування вхідних сигналів операндів 18, з другої по m-ту (m=3,4,...) логічні схеми кодування вхідних сигналів операндів 19, логічну схему формування групового переносу в старші розряди додавача 20 та логічну схему формування групового переносу в молодші розряди додавача 21, першу, другу та третю mрозрядні шини операндів 7, 8 та 9, m-розрядну шину результату 16, від першої по m-ту комірку додавача 17. У даному випадку використовується комірка, описана у [1]. При цьому перший, другий та третій входи першої схем кодування вхідних сигналів 18 підключені, до перших розрядів, відповідно, першої, другої та третьої m-розрядних шин операндів. Виходи з першого по четвертий першої схеми кодування вхідних сигналів операндів 18 підключені відповідно до четвертого, п'ятого, шостого та сьомого входів наступної i-тої (i=2) схеми кодування вхідних сигналів операндів 19. При цьому перший, другий та третій входи кожної i-тої схем кодування вхідних сигналів підключені до i-тих розрядів, відповідно, першої, другої та третьої m-розрядних шин операндів, (і=2,...,m), з першого по четвертий виходи i-тої схеми кодування вхідних сигналів операндів 19 підключені відповідно до четвертого, п'ятого, шостого та сьомого входів i+1-ої схеми кодування вхідних сигналів операндів 19, а з першого по четвертий виходи останньої схеми кодування вхідних сигналів операндів 19 підключені до, відповідно, з першого по четвертий входи схеми формування групового переносу в старші розряди додавача 20 та з першого по четвертий входи схеми формування групового переносу в молодші розряди додавача 21, на п'ятий, шостий та сьомий входи цієї схеми підключені, відповідно, перший, 62946 4 другий та третій бокові входи конструктивного модуля для переносу із старших розрядів додавача 4, 5, 6, які також підключені, відповідно, до першого, другого та третього бокових входів переносу із старших розрядів m-ої комірки 17, а на перший, другий третій бокові входи переносу із молодших розрядів першої комірки підключені, відповідно, перший, другий та третій бокові входи конструктивного модуля для переносу з молодших розрядів додавача 15, 14, 13, які також підключені, відповідно, до п'ятого, шостого та сьомого входів логічної схеми формування групового переносу в старші розряди додавача 20, перший, другий та третій виходи якої підключені, відповідно, до першого, другого та третього виходів конструктивного модуля для переносу в старші розряди додавача 1, 2, 3. З першого по третій бокові виходи переносу в старші розряди і-ої комірки 17 підключені, відповідно, до з першого по третій бокові входи переносу із молодших розрядів і+1-ої комірки 17, а з першого по третій бокові виходи переносу у молодші розряди і-ої комірки 17 підключені відповідно до з першого по третій бокові входи переносу із старших розрядів і-1-ої комірки 17 (і=2,...,m-1), на перший, другий та третій первинні входи операндів кожної комірки 7, 8, 9 підключені відповідні розряди першої, другої та третьої m-розрядних шин операндів, а первинні виходи кожної комірки підключені до відповідних розрядів шини результату 16. Запропонована корисна модель працює наступним чином, на кожну лінію т-розрядних шин операндів через первинні входи операндів 7, 8 та 9 конструктивного модуля надходять значення двійкових кодів, відповідно чисел X, Y, Р. З вагами (xj-xj+m-1), (yj-yj+m-1), (pj-pj+m-1), де j=0, m, 2m, 3m,... На кожній лінії шини результату яка підключена до первинного виходу 16 конструктивного модуля формується значення розрядів з такими самими вагами числа Z (zj-zj+m-1), де j=0, m, 2m, 3m,..., де Z=(X+Y), якщо X+YP. На первинні входи 4, 5, 6 надходить сигнал перенесення зі старших розрядів, на виходах 1, 2, 3 формується сигнал перенесення до старших розрядів. На виходах 10, 11, 12 формуються сигнал переносу до молодших розрядів. На входи 13, 14, 15 надходить кодований сигнал переносу з молодших розрядів. Перша схема кодування вхідних сигналів операндів 18 та схеми кодування вхідних сигналів операндів 19 одночасно отримують значення операндів зі входів операндів 7, 8, 9 та генерують допоміжні сигнали формування переносу для схеми формування групового переносу в старші розряди додавача 20 та схеми формування групового переносу в молодші розряди додавача 21 відповідно. У таблиці 1 наведені залежності вихідних сигналів схеми 18 від відповідних вхідних сигналів. 5 62946 6 Таблиця 1 Код на виходах схеми 18 Сигнал на першому вході схеми 18 Сигнал на другому вході схеми 18 Сигнал на третьому вході схеми 18 3 0 0 0 2 0 0 1 5 0 1 0 7 0 1 1 5 1 0 0 7 1 0 1 10 1 1 0 9 1 1 1 У таблиці 2 наведені залежності вихідних сигналів схеми 19 від відповідних вхідних сигналів. Таблиця 2 Кодований сигнал сформований сигналами на з четвертого по сьомий входах схеми 19 Сигнал на першому вході схеми 19 Сигнал на другому вході схеми 19 Сигнал на третьому вході схеми 19 Схема формування переносу в старші розряди 20 на основі попередньо підготовлених допоміжних сигналів формування переносу та стандартних кодів перенесення, що надходять на первинні бокові входи 13, 14, 15, формують коди перенесення в старші розряди. У таблиці 3 наведені залежності вихідних сигналів схеми 20 від відповідних вхідних сигналів. Аналогічно схема 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 4 4 3 4 4 4 4 0 0 0 Кодований сигнал схеми 19 на виходах 1 4 1 4 1 8 8 1 4 2 4 2 9 8 1 4 3 4 10 8 1 4 4 4 4 11 8 2 5 6 5 6 11 9 1 6 6 6 6 11 8 1 6 7 6 7 10 8 1 8 8 8 8 11 8 2 9 8 9 8 11 9 10 10 8 10 8 11 10 4 11 8 11 8 11 11 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 формування переносу у молодші розряди 21 на основі попередньо підготовлених допоміжних сигналів формування переносу та стандартних кодів перенесення, які надходять на первинні бокові входи 4, 5, 6, формують коди перенесення в молодші розряди. У таблиці 4 наведені залежності вихідних сигналів схеми 21 від відповідних вхідних сигналів. Таблиця 3 Кодований сигнал на виходах останньої схеми 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Значення на первинних бокових входах конструктивного модуля 15 14 13 15 14 13 15 14 13 15 14 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 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 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 Виходи схеми 20 13 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 7 62946 8 Таблиця 4 Кодований сигнал на виходах останньої схеми 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Значення на первинних бокових входах конструктивного модуля 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 12 11 10 12 11 10 12 11 10 12 11 Виходи схеми 21 Шляхом введення в структуру конструктивного модуля логічних схем групового переносу була досягнута можливість почати формування допоміжних сигналів формування переносу одночасно в усіх схемах 18 та 19 модуля, таким чином, частина процесу обчислення кінцевої функції перебігає паралельно. Затримка в формуванні результату може бути обчислена наступним чином. Нехай t17, t21, t22, t22, t19 – затримки сигналів на відповідних схемах. Нехай суматор складається з r конструктивних модулів, n=m*r. Наближено можна вважати: t17=t21=t22=t18=t19. 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 Тоді затримка сигналу перенесення в будьяку сторону - m* t19+(r-1)*t21. Максимальна затримка W формування результату на крайніх модулях W=m*t17+m*t19+(r-1)*t21. Наближено можна вважати: t17=t21=t22=t18=t19=T. Тоді W≈2mТ+rТ=Т(2m+r). Тоді як затримка на суматорі, побудованому виключно із комірок 17 nТ=rmТ. Таким чином досягається значне прискорення. Наприклад, якщо n=512, m=16, а r=32, маємо прискорення у 8 разів. 1. Патент № UA 16568 А кл. 7G06F7/50, 2004. 9 Комп’ютерна верстка М. Мацело 62946 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601