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

одна из цифр слагаемых в данном разряде есть единица, а другая нуль, то генератор тока (Т) не работает, а открыт (насыщен) триод Тд; если в его эмиттер подается импульс, то он при этом проходит в коллекторную цепь.

Таким образом, сигналом наличия переноса в рассматриваемой схеме является импульс тока, который либо формируется в некотором разряде безусловно (в случае be = 1),

Рис. 2-35. Токовый вариант схемы с laquo;мгновенным raquo; переносом.

либо появляется при условии, что имеется перенос из предыдущего разряда (в случае Ьф с). Триод открыт при условии 6 = с; он служит для того, чтобы замкнуть цепь импульса тока предыдущего разряда в том случае, когда этот импульс не используется в данном разряде, т. е. когда в данном разряде заперт триод Тд.

В схему формирования суммы сигналы переноса поступают через трансформаторы тока Тр, которые могут использоваться, например, для запуска феррито-транзисторных ячеек.

Как и в схеме рис. 2-33, переключение всех триодов по всем разрядам происходит одновременно. Последовательным процессом является только, возможно, распространение импульса тока от младших разрядов к старшим по цепи, составленной из открытых триодов Тз и трансформаторов Тр.

Схемы с laquo;мгновенным raquo; переносом удобны в тех случаях, когда регистры, связанные с параллельным сумматором, построены из синхронных элементов. Применение такой схемы позволяет опрашивать все эти элементы одновременно и одновременно же передавать на них цифры суммы по всем разрядам. Отсутствие задержек переноса делает эту схему весьма перспективной и для случая применения в регистрах асинхронных элементов.

На первый взгляд может показаться, что создание схем с laquo;мгновенным raquo; переносом вообще снимает с повестки дня вопросы об оптимальном логическом построении цепи переносов, о методах ускорения суммирования в параллельных сумматорах, о создании сверхпараллельных и параллельно-параллельных схем. В действительности это не так.

После того как в схеме с laquo;мгновенным raquo; переносом по всем разрядам сформированы подготовительные функции (скажем, для схемы рис. 2-35 должны формироваться подготовительные функции Dk = bkCk, Rk= bkCk + bkCk, DkRk = Ьса), формирование всех сигналов переноса в ней требует столько времени, сколько необходимо для переключения всего лишь одного триода. Очевидно, что ни в какой схеме нельзя выполнить эту операцию с меньшим количеством ступеней и что схема с laquo;мгновенным raquo; переносом является с этой точки зрения идеальной. Но все дело в том, что этой единственной ступенью должен быть обязательно триод, переключающийся из запертого состояния в глубокое насьш],ение и из насьш],енного состояния в запертое. При этом не всякие триоды пригодны для использования в схемах с laquo;мгновенными raquo; переносами; к примеру, в схеме рис. 2-33 нельзя использовать наиболее быстродействующие из серийных отечественных транзисторов - диффузионные, так как возникающие в схеме обратные напряжения на эмиттерных переходах слишком велики.

По этим причинам может оказаться, что схема с laquo;мгновенным raquo; переносом работает медленнее, чем, скажем, параллельно-параллельная схема, где для образования сигналов переноса должны сработать 2 ступени, и даже, возможно, медленнее, чем сверхпараллельная схема или схема, учитывающая статистическую структуру переносов, где количество ступеней, срабатывающих последовательно

при формировании сигналов переноса, получается порядка log т (где т - количество разрядов в слагаемых).

К тому же схема с laquo;мгновенным raquo; переносом требует применения специальных элементов схемы - не таких, как элементы, используемые в других логических цепях машины, а сами сигналы переноса, вырабатываемые в ней, имеют нестандартный вид, отличающийся от вида сигналов в других цепях. К примеру, в устройстве рис. 2-33 сигналами наличия или отсутствия переносов являются уровни напряжения -3---4,5 е; в то же время подготовительные функции, управляюпще триодами в схеме переносов и формируемые, по-видимому, типовыми для машины логическими цепями, должны иметь вид уровней напряжения-2,5 н--5,5.е;

такое различие не случайно - оно необходимо в принципе, иначе схема не могла бы работать. Ясно, что рассматривавшиеся раньше построения цепей переноса свободны от этих недостатков, присущих схемам с laquo;мгновенным raquo; переносом.

Таким образом, неправильно было бы полагать, что схемы с laquo;мгновенным raquo; переносом представляют собой всегда и в любом случае наилучшее решение при построении параллельного сумматора.

2. 6. Накапливающие сумматоры. Счетчики

Как говорилось в 2.1.3, основу накапливающего сумматора, работающего в системе счисления с основанием п, представляет счетчик импульсов по модулю п. Счетчики импульсов вообще широко используются в схемах цифровых вычислительных машин - не только в составе накапливающих сумматоров, но и в цепях управления и других схемах. Мы воспользуемся подходящим случаем, чтобы вначале рассмотреть вообще построение счетчиков, причем проведем это рассмотрение более полно, чем было бы необходимо, если бы речь шла только о накапливающих сумматорах. После этого уже рассматриваются вопросы, касающиеся непосредственно построения накапливающих сумматоров.

2.6.1. Двоичные счетчики импульсно-потенциального типа. Простейшим счетчиком по модулю 2 является триггер со счетным входом. Каждый входной импульс меняет со-