Сумматор-вычитатель по модулю

 

1. СУММАТОР-ВЫЧИТАТЕЛЬ ПО МОДУЛЮ, содержащий сумматор, блок инвертирования кода, причем информационные входы блока инверти рования кода соединены с шиной первого операнда сумматора-внчитателя по модулю, первый управляющий вход блока инвертирования кода сое динен с управляющим входом Сложения сумматора-вычитателя по модул первая и вторая группы Входов сумматора соединены соответственно с выходами блока инвертирования кода и шиной второго операнда сумматора вычитателя по модулю, отлича щийся тем, что, с лелью сокра щения аппаратурных затрат, он соде жит дешифратор, счетчик, блок форм рования позиционного признака, элемент ИЛИ и элемент И, причем шина первого операнда сумматора-Bi ,1итателя по модулю соединена с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которогосоединен с управляющим входом Вычитание сумматора-вычитателя по модулю, выход элемента И соединен с вторым управляющим входом -блока инвертирования и первым входом дешифратора, входы с второго по (т+1)-й которого соединены с шиной кода основания сумматора-вычитателя по модулю, выходы дешифратора соединены с соответствующими управляющими входами блока формирования позиционного признака, информа ционнме входы которого соединены соответственно с выходами разрядных сумм и переносов сумматора, внходщ разрядных сумм которого соединены соответственно с входами счетчика, выходы которого являются выходами результата сумматора-вычитателя по модулю, выход блока формирования позиционного признака соединен со счетным входом счетчика и является выходом позиционного призна ка сумматора-вычитателя по модулю.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3@Ц С 06 F 7/49

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3529367/18-24 (22) 28.12.82 (46) 23.02.84. Бюл . Р 7 (72) В.Л. Кабанов (53) 681.325(088.8) (56) 1. Акушский И.Я., Юдицкий Д.22; машинная арифметика в остаточных классах . И., "Советское радио", 1968, с. 311-322.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 570052, кл. G 06 F 7/50, 1977 (прототип). (54)(57) 1. СУММАТОР-ВЬ2ЧИТАТЕЛЬ

ПО ИОДУЛЮ, содержащий сумматор, блок инвертирования кода, причем информационные входы блока инвертирования кода соединены с шиной первого операнда сумматора-вычитателя по модулю, первый управляющий вход блока инвертирования кода соединен с управляющим входом "Сложения" сумматора-вычитателя по модулю, первая и вторая группы входов сумматора соединены соответственно с выходами блока инвертирования кода и шиной второго операнда сумматоравычитателя по модулю, о т л и ч а юшийся тем, что, с .целью сокращения аппаратурных затрат, он содержит дешифратор, счетчик, блок форми„.Я0„,,1075259 А рования позиционного признака, элемент ИЛИ и элемент И, причем шина первого операнда сумматора-в чита:теля по модулю соединена с соответ« ствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым вхо- дом элемента И, второй вход которого.соединен с управляющим входом

"Вычитание" сумматора-вычнтателя по модулю, выход элемента И соединен с вторым управляющим входом

"блока инвертирования и первым входом дешифратора, входы с второго

rro (m+1)-й которого соединены с шиной кода основания сумматора-вычитателя по модулю, выходы дешифрато-. I ,ра соединены с соответствующими управляющими входами блока формирования позиционного признака, информа ционние входа которого соединены соответственно с выходами разрядных сумм и переносов сумматора, выходы разрядных сумм которого сое- Я динены соответственно с входами счетчика, выходы которого являются выходами результата сумматора-вычитателя по модулю, выход блока формирования позиционного признака соединен со счетным входом счетчика и является выходом позиционного призна ка сумматора-вычитателя по модулю.

1075259

2. Сумматор-вычитатель по п.1, отличающийся тем, что, блок Формирования позиционного признака содержит группу элементов И, элемент ИЛИ и шифратор„ причем управляющие входы блока соединены соот« ветственно с:первым входом элемента

ИЛИ и первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соедиИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах, работающих с числами в системе остаточных классов. 5

Известны сумматоры по глодуюпо, содержащие непозиционный сумматор(13.

Недостатком данных сумматоров является необходимость в дополнительном позиционном сумматоре для получения дополнения второго операнда, что повышает аппаратурные затраты.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является сумматор-вычитатель по модулю, содержащий позиционный и непозиционный сумматоры, две группы элементов И, группу элементов ИЛИ, блок инвертирования кода, блок переполнения позиционного сумматора, причем входы блока инвертирования кода соединены 20 с шиной первого числа, управляющий вход блока инвертирования кода — с шиной управления, выходы блока инвертирования кода соединены с первой группой входов позиционного 25 сумматора, вторая группа входов которого соединена с шиной второго числа, третья группа входов позиционного сумматора соединена с ши.ной кода дополнения, выходы позиционного сумматора соединены с входами блока переполнения позиционного сумматора,и первыми входами элементов И первой группы, вторые входи ко-. торых подключены к первоглу выходу блока переполнения позиционного сумматора, выходы элементов И первой группй подключены к первым входам элементов ИЛИ группи, вторыевходы которых соединены с выходами элементов И второй группы, выходы элементов ИЛИ группы являются выходами сумматора по модулю, первые входы. элементов И второй группы подключены к выходам непозиционного сумма тора, вторые входы элементов И вто-,45 рой группы подключены к второму выХоду блока переполнения позицион.ного сумматора, первая группа входов непоэиционного сумматора подключена иены соответственно с информационными входами с (m+1)-го блока и выходами шифратора, входы которого соединены соответственно с информационными входами с первого по в-й блоки, выходы элементов И группы соеди не ны соответстве н но с входами элемента ИЛИ,начиная со второго, выход элемента ИЛИ является выходом блока.

2 к выходам блока инвертирования кода, вторая группа входов непозиционного сумматора подключена к шине второго числа (2). .Недостатком известного сумматора по модулю является наличие позиционного сумматора, осуществляющего сложение трех чисел, что повышает аппаратурные затраты.

Целью изобретения является сокра" щение аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что сумматор-вычитатель по модулю, содержащий сумматор, блок инвертирования кода, причем информационные входы блока инвертирования кода соединены с шиной первого операнда сумматора-вычитателя по модулю, первый управляющий вход блока инвертирования кода соединен с управляющим входом "Сложения" сумматора-вычитателя по модулю, первая и вторая группы входов сумматора соединены соответственно с выходами блока инвертирования кода и шиной второго операнда сумматоравычитателя по модулю, содержит дешифратор, счетчик, блок формирования позиционного признака, элемент

ИЛИ и элемент И, причем шина первого операнда сумматора-вычитателя по модулю соединена с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с управляющим входом "Вы-читание" сумматора-вычитателя по модулю, выход элемента И соединен с вторыми управляющим входом блока инвертирования и первым входом дешифратора, входы с второго по (m+1)-й которого соединены с шиной кода основания сумматора-вычитателя по модулю, выходы.дешифратора соединены с соответствующими управляющими входами блока формирования позиционного признака, информационные входы которого соединены соответственно а выходами разрядных сумм и переносов сумматора, выходы разрядных

1075259 сумм которого соединены соответственно с входами счетчика, выходы которого являются выходами результата сумматора-вычитателя по модулю, выход блока формирования позиционного признака соединен со счетным входом счетчика и является выходом позиционного признака сумматора-вычитателя по модулю.

Блок формирования позиционного признака содержит группу элементов

И, элемент ИЛИ и шифратор, причем управляющие входы блока соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ и первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены соответственно с информационными входами с (m+1)-го блока и выходами шифратора, входы которого соединены соответственно с информационными входами с первого по ш-й блоки, выходы элементов И группы соединены соответственно с входами элемента ИЛИ, начиная со второго, выход элемента ИЛИ является выходом блока.

На. фиг. 1 представлена схема сумматора-вычитателя по модулю; нафиг. 2 — схема блока позиционного признака для случая m=4 и оснований

5, 7, 9, 11, 13 и 1б.

Сумматор-вычитатель по модулю содержит блок 1 инвертирования кода, дешифратор 2, сумматор 3, блок 4 формирования позиционного признака, счетчик 5, элемент ИЛИ б, элемент

И 7, шины 8 и 9 первого и второго операндов, шину 10 кода основания, управляющие входы 11 и 12 "Сложение" и "Вычитание", выходную шину

13, выход 14 позиционного признака, Блок 4 .содержит шифратор 15, группу элементов И 1б, элемент ИЛИ

17, информационные входы 18, выход

19, управляющие входы 20.

ПредуСматривается кОдирование остатка oL по основанию Р, имеющему разрядность ш, группой из ш последовательных разрядов элемента двоичного базиса системы остаточных классов, который определяется двоичным эначенцем выражения вида („) f 2 "-1 3 (Р- с )

Р где Ч(Р) — функция Эйлера основания P.

Коды Н(о6) цикличны в разрядности. и.при сложении кодов базисов справед ливо соотношение

В((+ l3 )=Я(Ы)+В(Р )+ПЧ

Ч(И где П,. — значение переноса в разряд Ч(Р) .

Для ненулевого значения вычитаемого вычитание заменяется сложением с обратным кодом вычитаемого.

Значение переноса П является признаком, который позволяет коррек-. тировать сумму рангов, складываемых в в системе остаточных классов чисел;

Поскольку код базиза не может содержать более (ш-1) единиц подряд, то значения П (Р), равное единице, должно формироваться и при получении . единичных значений в ш последовательных разрядах кода суммы. Коды базисов равномерно расположены на числовом диапазоне, поэтому при получении суммы в m — - разрядах допустима ми,Нимизация определения принадлежности кода суммы к коду базиса. Если код суммы не принадлежит коду базиса значение P. является единичным.и значение модульной суммы на единицу выше полученной. Воэможность минимизации в анализе принадлежности кода .суммы в m разрядах к коду базиса позволяет достаточно просто определять по коду суммы единичное значение ПЧ(р, Сумматор-вычитатель по модулю работает следующим образом.

Блок 1 осуществляет передачу прямого значения кода первого операнда на входы сумматора 3 для функции сложения или инверсного значения кода на входы сумматора для функции вычитания при ненулевом значении операнда. Одновременно передается значение функции "Вычитание" при ненулевом операнде на один из фходов дешифратора 2 для обеспечения корректировки разности по основанию, равному степени двойки. Дешиф-. ратор 2 по коду основания P выраба тывает унитарный код управления вычислением позиционного признака, 40 этот унитарный код поступает на блок 4. Сумматором 3 осуществляется

|двоичное сложение кода второго oneранда со значением поступающего с блока 1 кода. Значение суммы с сум45 матора 3, а также переносы из старших разрядов сумматора поступают на информационные входы блока 4 и на входы счетчика 5. В блоке 4 формируется сигнал позиционного признакоторый pmncnaeTca no коду сум» мы для оснований, у которых .Vfr) > m, или непосредственно соответствует значению переноса с какого-либо раз, ряда сумматора для оснований, у которых Ч(Р).4 m. Под m подразумевается разрядность наибольшего основания, и в этой разрядности предполагается представление кодов операндов. Счетчик 5 передает на выходы устройства код с выходов сумматора в случае равенства позиционного признака логическому нулю или увеличенный на единицу код с выходов сумматора в случае равенства позиционного признака логической едини65 це

1075259

Ь 0 Э 0 Э 2 1

Р=5 Р= 7

Р=9

Остаток

1100 1001

0110, 0011

1101

1011

1001

0001

0011

1100 .

0101

0111

0010 а101

1011

0001

0100 .

0111

1101

ОООО

1001

0011

1101

0111 !

1100

3 4

5 б

8

11

0001

1011

В случае m 4 и основайий 5,;

7, 9, 11, 13 и 16 предусматривает.ся кодирование остатков второго

Йф а(„а(р и пеРвого ф р р„й„операндов.. по основаниям.5, 7, 9, 11 и 13 че" .тырьмя младшнми разрядами базисов.

Соответствие этих кодов десятичным значениям остатков представлено в табл. 1.

Остатки по указанным основаниям могут быть кодироваиы любой группой из четырех последовательных разрядов кода базиса, при этом предлагае-. мое устройство будет обеспечивать получение кода результата в той группе четмрех последовательных !5 разрядов кода базиса, к которой принадлежат операнды.

Код основания Р Р Р„РЗ и коДы операндов по основайию 16 предполагаются кодированными позиционно. Эъ

В блоке 1 осуществляется комжутаQRR HR выходы значениям 3 ф операции Сложение", значения fçðãр„фо для операции Вычитание" при ненулевом значении первого операнда или в случае равенства его нулю нулевого кода при помощи элементов ИЛИ б и элемента И 7.

На дешифратор 2 поступает позиционный код основания, преобразуемый им в унитарный код управления. Предполагается, что коды на входах дешифратора 2 могут соответствовать голько выбранным основаниям 5, 7, 9, 13,,и 1бю т е."0101", "0111", "1O01», "1011", "1101" и "ОООО".

В- соответствии с этим логическа,, "2." на выходах дешифратора 2 с первого по седьмой формируется при (Р 16, функция "Вычитание",р>р Д,И Ф ф 0000), Р 5, Р 7, Р 9ю Р=11, Ъ=13, Р 16.

На четырехраэрядном двоичном сум= маторе 3 производится суммирование значений с выхода блока 1 и второго операнда. Выходами сумматора 3 является код суммы СЗС>С1С 0 и значения переносов П и П

В блоке 4 значения суммы поступают с входов 18 на шифратор 15, осуществляющий следующие функции на выходах с первого по четвертый

С С Ч С С Ч С С У С С1

СЗСг ч СЗС„Ч С2сом С„Со

С С2С C+

На группу элементов И 16 поступают значения переносов П и П и вы"2 ходов шифратора 15, и п8оиэводится выбор нужных из ннх кодом, поступающим с дешифратора 2 на входы 20 блока 4. С выходов элементов И 16 и первого входа 20 значения поступают через элемент:ИЛИ 17 на выход

19 блока 4. !

Значения суммы с выхода сумматора

3 и значение позиционного признака с блока 4 поступают соответственно на входы информации и счета счетчика 5, на выходе которого формируется результат.

Положительный эффект состоит в уменьшении аппаратурных затрат примерно в два раза, а также в обеспечении возможности операций по переменному значению модуля с остатками, кодируемыми элементами кодов базиcos.

1075259

Фиа 2

Ф

Составитель А. Клюев

Редактор Р. цйцика Техред C. Ìêãóíîâà Корректор A. Тяско

Заказ 499/42 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений ц открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4