Устройство для вычитания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИТАНИЯ, содержащее генератор импульсов, первый, второй и третий счетчики, первый, второй и третий элементы И схему сравнения, триггер, причёй выход генератора импульсов соединен с первым входом первого .элемента И, выход крторрго соединен с входами управления сдвигом первого и второго счетчиков, выходы младших разрядов которых соединены с первыми входами второго и третьего элементо;в И соответственно, к вторым вхЬдгьм которых подключены соответственно инверсный и прямой выходы триггера, вход установки которого в единичное состояние подключен к выходу схемы сравнения, первый и второй входыi которой подключены к выходам разрядов первого и второго счетчиков соответственно , вход начальной установки устройства соединен с входами управления записью первого и второго счетчиков и входами установки в нулевое состояние третьего счетчика и триггера, прямой выход которого является знаковым выходом уст ройства, отличающееся тем, что, с целью повьввения быстродействия , оно содержит четвертый элемент И, элемент ИЛИ и полусумматор , причем выход генератора импульсов соединен с перви входом четвертого элемента И, выхода: 14ладших разрядов первого и второго счетчиков соединены соответственно с пер (Л вым и вторым входами полусумматора, выход суймы которого соединен с установочными входами старшего разряда первого и второго счетчиков и третьими входами второго и третьего элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и втоо эо :о рым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторьв и входами первого и четвертого элементов И, . выход первого элемента И соединен X :о со счетным входом третьего счетчика, вьЬсод которого является выходом признака окончания работы устройства , выход четвертого элемента И соединен с вычитающими входами первого и второго счетчиков.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ), РЕСПУБЛИК (l9) ОН

Зс59 G 06 F 7/50 (21) 3544571/18-,24 (22) 20.12.82

I (46). 30.03.84. Бюл. У 12 (72) В.А. Горных и Т.К. Быховец . (71) Институт технической кибернетики АН БССР (53) 681.325.5(088-8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 771668, кл..С 06 Р 7/50, 1929, 2. Авторское свидетельство СССР

У 1016781, кл. 0 06 Р 7/50, 1982

{прототип). (54) (57.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИТАНИЯ, . содержащее генератор импульсов,: первый, второй и третий счетчики, первый, второй и третий элементы И, схему сравнения, триггер, причт выход генератора импульсов соединен с первым входом первого, элемента И, выход которого соединен с входами управления сдвигом первого и второго счетчиков, выходы младших разрядов которых .соединены с первыми входами второго и третьего элементов

И соответственно, к вторым входам которых подключены соответственно инверсный и прямой выходы триггера, вход установки которого в единичное состояние подключен к выходу схемы . сравнения, первый и второй входы которой подключены к выходам разрядов первого и второго счетчиков соответственно, вход начальной установки устройства соединен с входами управления записью первого и второго счетчиков и входами установки

s нулевое состояние третьего счет.чика и триггера, прямой выход которого является знаковым выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью иовышення быстродействия, оно содержит четвертый элемент И, элемент ИЛИ и полусумматар, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом четвертого элемента И, выходы младших разрядов первого и второго счетчи.ков соединены соответственно с первым и вторым входами иолусумматора, выход суймы которого соединен с установочньв»и входами старшего разряда первого и второго счетчиков и третьими входами второго и третьего элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И, выход первого элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика, вЫход которого является выходом признака окончания работы устройства, выход четвертого элемента И соединен с вычитающими входами первого и второго счетчиков.

1083183

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки информации, а также в системах управления и контроля.

Известно устройство для получения разности двух чисел которое содержит генератор импульсов, два счетчика, триггер и элем нт И (1) .

Недостатком данного устройства является невысокое быстродействие, обусловленное тем, что количество тактов работы устройства численно равно коду вычитаемого.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычитания, содержащее генератор импульсов, первый, второй и третий счетчики, первый второй и третий элементы И, схему сравнения и триггер, прямой выход которого подключен к знаковому выходу устройства и второму входу третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу младшего разряда второго счетчика, 2 инверсный выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу младшего разряда первого счетчика, нулевой вход триггера и установочные входы первого, второго и третьего счетчиков соединены с управляющим входом устройства, единичный вход триггера подключен к выходу схемы сравнения, входы которой соединены с выходами разрядов первого и второго счетчиков, первые входы которых подключены к выходу первого элемента И, своим первым входом соединенного с выходом генератора импульсов f2) .

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие, так как при нулевом младшем разряде уменьшаемого (в половине случаев) происходит вычитание единицы из уменьшаемого — процесс, длительность которого определяется скоростью распространения сигнала заема от младшего разряда к старшему.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

15

30

40

50

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычитания, 55 содержащее генератор импульсов, первый, второй и третий счетчики, первый, второй и .третий элементы И, схему сравнения, триггер, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входами, управления сдвигом первого и второго счетчиков, выходы младших разрядов которых соединены с первыми входами второго и третьего элементов И соответственно, к вторым входам которых подключены соответственно инверсный и прямой выходы триггера, вход установки которого в единичное состояние подключен к выходу схемы сравнения, первый и второй входы которой подключены к выходам разрядов первого и второго счетчиков соответственно, вход начальной установки устройства соединен с входами управления записью первого и второго счетчиков и входами установки в нулевое состояние третьего счетчика и триггера, прямой выход которого является знаковым выходом устройства, содержит четвертый элемент И, элемент

ИЛИ и полусумматор, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом четвертого элемента И, выходы младших разрядов первого и второго счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами полусумматора, выход суммы которого соединен с установочными входами старшего — . разряда первого и второго счетчиков и третьими входами второго и третьего элементов И, выходы которых соединены сответственно с первым .и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И, выход первого элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика, выход которого является выходом признака окончания работы устройства, выход четвертого элемента И соединен с вычитающими входамИ первого и второго счетчиков.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит. генератор 1 импульсов, элементы И 2-5, счетчики

6-8, схему 9 сравнения, триггер 10, полусумматор t 1, элемент ИЛИ 12, выход 13 признака окончания работы,. вход 14 начальной установки и знаковый выход 15.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу с входа 14 устройства уменьшаемое заносится в первый счетз 1083 чик 6, вычитаемое заносится во второй счетчик 7,третий счетчик 8 и триггер 10 устанавливаются в нулевое состояние.

Устройство начинает работать после снятия сигнала с яхода 14, причем триггер 10 принимает значение, определяемое величин, i выходного сигнала схемы 9 сравнения, и в дальней- шем состояние этой схемы не изменязтся до конца цикла вычисления. 1р

Допустим, что уменьшаемое больше вычитаемого. В этом случае триггер

10 устанавливается в единичное состояние и на знаковом выходе 15 устройства поддерживается высокий уровень, определяющий положительный знак раз- . ности. Одновременно этим состоянием триггера 10 разрешается работа треть. его элемента И 4.и блокируется работа второго элемента И 3. 20

Дальнейшая работа устройства зависит от значения младших разрядов уменьшаемого и вычитаемого. Если они оба равны нулю, то на выходе полусумматора 11, выполняющего функцию сло- 25 жения по модулю два присутствует. нулевой уровень, поступающий на вход старшего разряда первого и второго счетчиков 6 и 7. Нулевой уровень присутствует также на выходе элемен- ЗО та ИЛИ 12. Этот уровень запрещает работу первого элемента И 5 и разрешает работу четвертого элемента И 2, поступая на его инверсный вход. Выходным сигналом элемента И 2 осуще35 ствляется сдвиг информации в счетчиках 6 и 7 вправо в направлении младшего разряда, и увеличение содержимого счет .ика 8 на единицу.

Эти же действия выполняются и В 1( том случае, когда младшие разряды первого и второго счетчиков равны единице.

В случае, когда младший разряд уменьшаемого равен единице, а млад- 45 ший разряд вычитаемого равен нулю, на выходе полусумматора 11 присут" ствует высокий уровень, а на выходе элемента ИЛИ 12 — низкий уровень. .Следовательно, по выходному сигналу 50 четвертого элемента И 2 осуществляется сдвиг информации в счетчиках 6 и 7 на один разряд вправо, но на место старшего разряда в эти счетчи-. ки заносится единица, поступающая 55 с выхода полусумматора 11.Одновременно содержимое счетчика 8 увеличиваетая на единицу.

183 4

Если младший разряд уменьшаемого равен нулю, а младший разряд вь|чнтаемого — единице, то высокий уровень появляется на выходе поиусумматора

11 и элемента ИЛИ 12. В этом случае срабатывает первый элемент И 5 и его выходиым сигналов из содержимого счетчиков 6 и 7 вычитается единица.

При этом сдвиг содержимого в этих счетчиках не производится и изменение содержимого счетчика 8 не выполняется.

Пикл вычисления заканчивается, когда в счетчике 8 окажется код числа, равного числу разрядов уменьшаемого (вычитаемого). При этом на управляющем выходе 13 устройства появляется сигнал, указывающий, что цикл вычисления закончен и результат, выраженный в прямом коде, находится в счетчиках 6 и 7. Знак разности при этом индицируется величиной сигнала на знаковом выходе устройства, при этом единичное состояние соответствует положительному числу. Для случая, когда вычитаемое больше уменьшаемого, устройство работает аналогично указанному выше, но на знаковом выходе устройства присутствует нулевой уровень.

Для примера рассмотрим процесс вычитания числа 10 из числа 28.

Перед началом работы в первый счетчик 6 помещается число 11100, а во второй счетчик 7 — число 01010.

Поскольку младшие разряды обоих счетчиков равны нулю, то выполняется сдвиг их содержимого вправо на один разряд и увеличивается на единицу содержимое счетчика 8. На место старших разрядов в счетчики 6 и 7 записывается нулевой код. В результате в первом счетчике 6 оказывается код 01110, во втором счетчике

7 — 00101, а в третьем счетчике 8—

00001.

Так как младший разряд уменьшаемого равен нулю, а младший разряд вычитаемого — единице, то из содержимого счетчиков 6 и 7 вычитается по единице. В результате в счетчике 6 оказывается код 01101, в счетчике

7 — 00100, а в счетчике 8 — по-прежнему 00001. По следующему импульсу генератора 1.импульсов происходит сдвиг информации в счетчиках 6 и 7, занесение единицы на вход старшего разряда этих счетчиков и увеличение

S 1083183 6 содержимого счетчика 8. 5 результате Это приводит к появлению в счетчике 6 в счетчике 6 оказывается код 10110, кода 10010, в счетчике 7 такого же в счетчике 7 — 10010, а в счетчике кода. 10010, а в счетчике 8 кода

8 - 00010. По нулевому значению 00101. младших разрядов счетчиков 6 и 7 s Так как длина уменьшаемого и высхема срабатывает аналогично первому читаемого составляет пять разрядов, такту, ио в счетчике 6 оказывается то появление кода числа 5 в счетчикод 01011, в счетчике 7 — 01001, а ке 8 означает, что цикл вычисления в счетчике 8 - 00011. Единкчное, зна- окончен, т.е. код разности равный .чение младших разрядов приводит к 10 числу 28-10 18 находится в счетчиках очередному сдвигу содержийого счет- 6 и 7. При этом появляется сигнал

44кев 6 и .7 и увеличеййю содержимого на выходе 1 3 признака окончания расчетчика 8, в результате чего код . боты устройства. в счетчике б равен .00101, в счетчике Технико-зкономический эффект изоб7 - 00100, а в счетчике 8 - 00100. 1S ретения заключается в новыпеиии быЕдииичиое состояние младшего разря- стродействия предлагаемого устройстда уиенФааемого и нулевое состояние ва, поскольку вычитание единицы из вщадшаго разряда вычитаемого приво- уменьшаеиого и вычитаемого производит к занесению единицы на место дится только при комбинщфЮ нх младетарщего разряда счетчиков .6 и 7, 20 ших разрядов 01, т.е. в 1И части сдвигу информации в этих счетчиках случаев, а не в 1/2, как у известнои увеличению содержимого счетчика 8. го устройства.

13 14

Составитель В . Горохов

Редактор М . Рачкулинец Техред И . Гергель Корректор И.Иуска

Заказ 1754/42 Тираж,699 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР цо .делам изобретений и открытий

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

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