Динамо-машины  Обратные коды 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 [ 47 ] 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

из многочисленных формальных методов синтеза логических схем не дает оптимального решения хотя бы даже только с точки зрения количества оборудования. Например, использование метода минимизирующих карт Айкена *) приводит к уравнениям

B = {b + c + e)(b+c + ~e)(b + c-l-e){b + ~c + e), E={b + c){b+e)(c + e),

где знаки сложения и умножения используются в смысле логического сложения и логического умножения. Соответствующее построение выполнено на рис. 2-5. Инвертор для формирования функции Е в этой схеме поставлен по

\Ш7\ \W7U\ \или\

иЩ ЩЩ \йШГ\

Рис. 2-5. Двоичный одноразрядный сумматор, построенный по laquo;минимальным формам raquo; для В и .

ТОЙ же причине, что и в схеме рис. 2-4: как и в предыдущей схеме, на входах наряду с независимыми переменными используются все инверсии. Количество оборудования здесь меньше, чем в схеме рис. 2-4, но все еще велико: если бы все элементы laquo;и raquo; и laquo;или raquo; выполнялись из диодов, то количество диодов в схеме было бы 25. При этом схема образования суммы (В) содержит столько же диодов, сколько и на рис. 2-4. Не использовано также то обстоятельство, что функции В и Е частично связаны между собой, что дает возможность несколько сэкономить в

*) См. laquo;Синтез электронных вычислительных и управляющих схем raquo;, перев. с англ. под ред. В. И. Шестакова, ИЛ, 1955.

оборудовании: на рис. 2-5, как и на рис. 2-4, схемы формирования функций В и Е полностью самостоятельны.

Пример построения, в котором для сокращения количества оборудования использована взаимосвязь функций В и Е, показан на рис. 2-6. Проверить, что приведенное построение является действительно одноразрядным сумматором, можно непосредственно по таблице двоичного

m m m m

Рис. 2-6. Пример построения двоичного одноразрядного сумматора, в котором использована взаимосвязь между функциями ВиЕ.

сложения (таблица 2-1 на стр. 147). Можно также записать уравнения, соответствующие схеме, и затем рядом тождественных преобразований привести их к канонической форме. Эти уравнения для схемы рис. 2-6 имеют вид

В =Ьсе-\- bee + bee -f bee, E = bce + bee + be.

По существу только уравнение формирования функции Е записано в форме, отличающейся от канонической.

В схеме рис. 2-6, если бы элементы laquo;и raquo; и laquo;или raquo; выполнялись из диодов, был бы всего 21 диод. Однако при этом требуется, чтобы выходной сигнал элемента laquo;и raquo; можно было подавать на входы двух элементов laquo;или raquo;, что не всегда возможно.

Наиболее удачные построения двоичных одноразрядных сумматоров были получены эмпирическим путем.

На рис. 2-7 приведены построения одноразрядных сумматоров, впервые использованные в вычислительных машинах ВШАС и IBM-701; в течение длительного времени эти построения считались наилучшими. Схемы эти очень

с Ьс

VfViriu ДЦД

\или\

Рис. 2-7. Варианты построения двоичного одноразрядного сумматора: с) схема вычислительной машины BINAC; б) схема вычислительной машины IBM-701.

похожи между собой. Участки формирования сигнала переноса (Е) в них одинаковы; участки формирования суммы {В) различаются тем, что вместо элементов laquo;и raquo; в одной схеме в другрй стоят элементы laquo;или raquo;, а вместо элементов laquo;или raquo; - элементы laquo;и raquo;.

Как мы увидим из дальнейшего, такая замена возможна вообще в любом двоичном одноразрядном сумматоре комбинационного типа - как в участке формирования, функции В, так и в участке формирования Е (принцип взаимности).

По количеству оборудования схемы рис. 2-7 более экономны, чем рассмотренные выше. Если элементы laquo;и raquo; и laquo;или raquo; строятся из диодов, то для осуществления этих схем требуется по 19 диодов. При этом (в отличие, например, от схемы рис. 2-6) ни один из элементов не нагружается на входы двух других элементов. Другое достоинство этих