Троичный сумматор

[BEPEP]

В двоичном сумматоре функция "вычитание" реализуется элементом "Исключающее ИЛИ" - это минимум три базовых элемента. В каждом по 4 транзистора(если логика КМОП)- получается 12 транзисторов на один бит. Плюс ещё 3-й вход, вход переноса занят. В него добавляется единица. Тут управляемый инвертор, те же 12 транзисторов, но уже на трит и все 4 входа ничем не заняты Логика , правда, не совсем КМОП "чистая", ещё 7 сопротивлений нужно.
_____________
А если один из входов троичного сумматора сделать статично инвертированным, то получится 114 транзисторов с функцией вычитания.
Один вход - перенос, два входа на сложение, один вход - вычитание. Один отдельный , инвертирующий вход. Такая реализация тоже имеет место быть.
Либо где-то отдельный ивертирующий регистр создавать из которого число , которое надо отнять, на сумматор попадать будет, либо можно на каждый вход сумматора прикрутить УИ, регистры не нужны будут для этого дела, либо статично инвертированный вход один сделать.
В двоичной схемотехнике двумя транзисторами вычитание никак нельзя сделать - не хватает входов, либо сумматор будет только вычитать, складывать не будет

[BEPEP]

Я пожалуй отрежу сообщения с транзисторными схемами в соответствующий топик про троичность на КМОП-ах

Как пожелаете.
Но тут новый раздел надо тогда: КМОП-резистивная логика
Технология КМОП в реализации на кристалле тем и хороша , что кроме комплементарных пар на кристалле ничего больше не нужно. А тут ещё сопротивления на кристалле нужно "травить", так или иначе полупроводники делать, которые в качестве этих самых сопротивлений будут. Так что на кристалле такая схемотехника уже с сопротивлениями считаться должна. "Чистая" КМОП - одни транзисторы.
Вроде так.
----------
В кристаллах не силён, верхушки только примерно знаю, но как-то мне на глаза попадалась схема процессора 6502 "скалпированная" и восстановленная(в сети где-то есть, на гитхабе) , там нет комплементарных пар. В основном одни N-канальные полевики, но так же нет и ни одного сопротивления, потому что их тоже полевики заменяют. На кристалле, что сопротивление, что транзистор, что даже конденсатор - всё будет полупроводник. Как-то их сооружают из запчастей полевиков. Полевик в качестве токоограничителя работает - эквивалент сопротивления.
Затвор на плюс сажают, а толщиной оксидного слоя , между затвором и полупроводниковым слоем, регулируют величину открытия канала. такое вот сопротивление на кристалле получается - ещё один транзистор

[BEPEP]

Я бы сформулировал задачу несколько точнее. Нужно разработать такую топологию МОП-транзисторов, чтобы обеспечить управление проводимостью канала напряжением затвор-подложка, при этом проводимость канала не должна зависеть от напряжения исток-подложка в диапазоне нескольких вольт. Итак, мне нужна САПР, в которой можно решить эту задачу.

Под ваше описание J-FET подойти должен. Управление проводимостью канала осуществляется затвором одним.
Картинка, для наглядности:

J-FET.png

Под ваше описание подходит.
Или у вас затвор-подложка - это отдельный плюс-минус питания, не питание канала? Помимо электронов и дырок ещё какие носители заряда новые?

[BEPEP]

Эту проблему можно решить путём включения резисторов между мопами
...
Автор такого подхода - некто HUSSEIN MOUFTAH, имеющий патент на это дело в 80-х (возможно оно уже давно просрочено)

А вообще да - на таком КМОП-инверторе с подтяжками и диодах (BLN/BLP и MIN/MAX) можно реализовать любые унарные троичные функции - а значит и любые троичные схемы!

Средняя точка, как делитель напряжения, не самый хороший вариант тут. На мой взгляд лучше землю использовать, а от коротыша что-то типа такого вкрутить:

J-FET-2.png

Ограничители тока на J-FETах. Упрощённо всё - набросок мыслей.

[Lavr]

Я сейчас занят проектированием троичного сумматора и я не согласен с автором топика по ряду вопросов или его утверждений.

У меня прямо такое ощущение сложилось, что я навязчиво бегал за г-ном BEPEP и навязывал ему свои "вопросы и утверждения"...

У меня все теоретические утверждения в железке в итоге заработали:



А г-н BEPEP свои несогласия с автором топика никак даже просто нарисовать не может...

Наглядный пример полного сумматора с управляемой инверсией одного числа:
https://dzen.ru/a/Z21cEDTfGFamVbZr

А на это даже глядеть совестно: децкий схемотехнический лепет на лужайке...

[BEPEP]

Я сейчас занят проектированием троичного сумматора и я не согласен с автором топика по ряду вопросов или его утверждений.

У меня прямо такое ощущение сложилось, что я навязчиво бегал за г-ном BEPEP и навязывал ему свои "вопросы и утверждения"...

У меня все теоретические утверждения в железке в итоге заработали:

...

А г-н BEPEP свои несогласия с автором топика никак даже просто нарисовать не может...

Ну, заработать может и и не с 314 транзисторами, а с 999. Это хорошо , что заработал Я свои теоретические утверждения нарисовал. У меня вышло 112 транзисторов на полный троичный сумматор х4 входами - как положено. Рисунки перенесены в другую тему. Ссылка выше.

Наглядный пример полного сумматора с управляемой инверсией одного числа:
https://dzen.ru/a/Z21cEDTfGFamVbZr

А на это даже глядеть совестно: децкий схемотехнический лепет на лужайке...

Тем не менее, элементы все стандартные, реализация только не КМОП. На КМОП это 40 транзисторов, а не как у вас - 52. Это с вычитанием. без вычитания - 28 транзюков.
Кстати говоря, я когда его делал, без схем , из головы лепить начал и на следующий день пожалел сильно - косяков напорол. Пришлось всё таки вначале схемы рисовать, а по ним уже лепить.
Так и с троичным калькулятором. Теоретическая, принципиальная схема для наглядности - очень полезная штука. Когда всё проверил, убедился , что всё правильно, тогда можно приступать к следующим этапам.

[BEPEP]

Как-то так. Не исключено что ещё косяки есть.

Сегодня сделал очередную ревизию, косяки есть! Перепутана полярность соединения ключей на схеме "УИ". Исправлено. Добавлена цветовая цветовая палитра P/N транзисторов, маркеры Истока транзисторов. Когда такая куча элементов, лучше стандартные обозначения более наглядно детализировать. Более читабельная схема на мой взгляд.

Упр_НЕ_3.png

В режиме инверсии выходной каскад на 0 не попадает. Работает в связке со всей логикой сумматора. Вне её будет коротыш при нуле.

ИЛИ_3.png

И_3.png

[BEPEP]

Ещё одна существенная ревизия - минус 4 транзистора в блоке "УИ"

Упр_НЕ_3_12.png

Итого: на полный троичный сумматор требуется 100 транзисторов
Вот что наглядность визуальная даёт
Пойду в тему Лавра, обрадую его, ссылку дам

[BEPEP]

Лавр, итоговое количество транзисторов на полный троичный сумматор снизилось ещё на 12 штук. Всего 100 транзисторов надо
Последняя ревизия выявила мой косяк , который в одном блоке лишние 4 транзюка использовал.
viewtopic.php?p=177326#p177326
100 транзисторов на полный х4 сумматор против твоих 314 для обрезка на 3 входа.

[Lavr]

100 транзисторов на полный х4 сумматор против твоих 314 для обрезка на 3 входа.

Не "твоих", а Ваших. Я с Вами водку на брудершафт не пил.

И почитайте на досуге вот эту книжечку 1979 года издания:


Там много схемок интересных:

and_or_not.png

которые помогут Вам и ещё уменьшить количество транзисторов...
И голова не будет уставать и болеть на ниве изобретения "велосипедов"!
И мысли перестанут столь хаотично метаться...

А когда соберёте рабочий макет, тогда и приходите меряться хм... штангенциркулями.
Потому как "бла-бла-бла... я нарисовал..." ни в чем не убеждает при уровне Вашей квалификации.

[Shaos]

А какое отношение Рудольф Сворень имеет к Троичному сумматору?...

P.S. Что-то мне подсказывает, что вышеприведённые схемы с германиевыми транзисторами будут не очень работать даже в двоичном режиме- надо порог срабатывания сдвигать вставкой диода (диодов), стабилитрона или даже светодиода в цепь базы транзистора - см. viewtopic.php?t=11454

[BEPEP]

100 транзисторов на полный х4 сумматор против твоих 314 для обрезка на 3 входа.

Не "твоих", а Ваших. Я с Вами водку на брудершафт не пил.

Прошу прощения. Я реально подумал что я г-ин и могу себе позволить на ты с не г-ами общаться

А когда соберёте рабочий макет, тогда и приходите меряться хм... штангенциркулями.
Потому как "бла-бла-бла... я нарисовал..." ни в чем не убеждает при уровне Вашей квалификации.

Ну, вот. То не могу нарисовать, теперь сделать ещё надо.
Конечно сделаю! Мне делать что-то нравится.
Собственно, уже в процессе деланья, определяюсь с элементной базой - выбираю по характеристикам и по цене. Ещё пока полностью не определился. Но что-то мне подсказывает, что мне придётся реально всё на транзисторах собирать, при чём даже не на комплементарных парах в одном корпусе, а по отдельности. Но меня это не смущает. У меня идея не в лёгкости конструкции заключается, для макетной платы так сказать, а в её компактности , понятности. Ну и, как живому и рабочему экземпляру своему изделию опрятную коробочку сделать - гостям показывать.
Админ форума, в какой-то теме его читал, тоже хочет процессор соорудить, как некий домашний экспонат - на стену повесить и включать, когда гости придут. Наслаждаться
Я на процессор даже и не замахиваюсь. Тут уже реально что-то собранное в блоки или на микросхемах делать надо или вся жизнь на него уйдёт.

[BEPEP]

Кстати говоря, так как троичный управляемый инвертор теперь на 12 транзисторах, это ровно столько , сколько в двоичной логике на вычитание уходит - сборный элемент "Исключающее ИЛИ". Два но:
1 Вариантов сигнала инвертирования 2, а не один. В этом есть определённое преимущество.
2 При нуле на неуправляемом входе и при включённой инверсии получается коротыш. В блок-схеме сумматора его нет- физически на 0 не попадает инвертор просто. Но если делать что-то вне сумматора, то придётся резистивный делитель вместо сопротивления на землю ставить.

[BEPEP]

А какое отношение Рудольф Сворень имеет к Троичному сумматору?...

P.S. Что-то мне подсказывает, что вышеприведённые схемы с германиевыми транзисторами будут не очень работать - надо порог срабатывания сдвигать вставкой диода (диодов), стабилитрона или даже светодиода в цепь базы транзистора - см. viewtopic.php?t=11454

По моему в троичной схемотехнике такие технологии , это нагромождение кучи элементов только. Один транзистор(два транзистора) в ТТЛ логике требует минимум одного сопротивления себе ещё, а то и два. Потом ещё диоды или стабилитроны вкручивать. Зачем?
Реализация на кристалле более трудоёмкая будет. Разные элементы и их количество. Сопротивление рисовать на нём какое , всё равно что ещё один транзистор и так далее. Хорошо если циклов для производства одного кристалла столько же будет, а может быть и больше , в зависимости от ассортимента того чего на кристалле травить надо. Меньше разных элементов - меньше циклов фотопечати, травления и т.п. Меньше процент брака. А он на самых технологичных производствах гуляет от 20 до 60 процентов(на хабре писали как-то).
КМОП технология имеет ряд преимуществ в простоте техпроцесса изготовления на полупроводниковой подложке. N-канальный полевик и P-канальный полевик. Никаких сопротивлений, диодов и прочего ещё городить не нужно. Матрицы полупроводниковые уже с готовыми элементами делают на которых уже логика того или иного собирается воедино. Исключение тут, только что какая память DDR с конденсаторами. 3-й элемент так сказать. Так проще = дешевле. А для троичной схемотехники она вообще идеальна(если учитывать тот факт что элемента с 3 стабильными состояниями не существует пока доступного).

[Shaos]

Я думал про то, что у полного троичного сумматора надо бы 4 входа иметь т.к. всё равно выходит 2 выхода (т.к. сумма будет от -4 до +4), но т.к. "Full Adder" это всё-таки 3 входа, то 4-входвовый сумматор можно обозвать "Fuller Adder" т.е. ещё более полный сумматор

Вот что мне DDT сгенерило для 4-входового Fuller-Adder-a

ternary_fuller_adder.png

Получается 22 троичных мультиплексора (или 20 микросхем DG403 - чуть меньше из-за того, что в схеме есть полумультиплексоры E12 и E21)

P.S. Такой сумматор например можно использовать для проверки целостности 3-тритных данных когда 4-м тритом идёт «троичная чётность» которая если всё сложить должна дать OO…