Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю @

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ ЧИСЕЛ ПО МОДУЛЮ Р, содержащее дешифратор и группу ключевых элементов, отличающееся тем, что, с целью упрощения, устройство содержит первый и второй входные регистры, приемный регистр, выходной регистр, группу элементов И, генератор импульсов, умножитель частоты, счетчик, кольцевой регистр сдвига, сумматор по модулю Р, схему сравнения, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, причем первый, информационный, вход устройства через первый входной регистр подключен к входу дешифратора, выходы которого подключены к первым входам соответствующих ключевых элементов труппы , выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов И группы , выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу выходного регистра, выход которого является выходом устройства, второй информационный вход устройства подключен к входу второго входного регистра и к первому входу сумматора по модулю Р, второй вход которого соединен с входом передачи модуля Р устройства , выходы второго входного регистра и сумматора по модулю Р соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом приемного регистра, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения , второй вход которой соединен с выходом счетчика, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственi но с шинами управления сложением и вычитанием устройства, управляющий вход геW нератора импульсов соединен с щиной запуска устройства, а выход - с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И через умножитель частоты подключен к входу кольцевого регистра сдвига, выходы разрядов которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, выход четвертого О5 элемента И подключен к входу счетчика, выСХ ) ход схемы сравнения подключен к вторым входам ключевых элементов группы, к третьсо со им входам элементов И группы и к вторым входам третьего и четвертого элементов И. 4:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН д11 4 G 06 F 7/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3705029/24-24 (22) 14.12.83 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) Ю. В. Пшеничный, В. А. Краснобаев, Е. И. Бороденко и В. Ф. Черныш (53) 681.325.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 454550, кл. G 06 F 7/72, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 446056, кл. G 06 F 7/72, 1971. (54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ ЧИСЕЛ ПО МОДУЛЮ Р, содержащее дешифратор и группу ключевых элементов, отличающееся тем, что, с целью упрощения, устройство содержит первый и второй входные регистры, приемный регистр, выходной регистр, группу элементов И, генератор импульсов, умножитель частоты, счетчик, кольцевой регистр сдвига, сумматор по модулю Р, схему сравнения, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, причем первыщ информационный. вход устройства через первый входной регистр подключен к входу дешифратора, выходы которого подключены к первым входам соответствующих ключевых элементов группы, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу выходно„„Я0„„1168934 А го регистра, выход которого является выходом устройства, второй информационный вход устройства подключен к входу второго входного регистра и к первому входу сумматора по модулю Р, второй вход которого соединен с входом передачи модуля P устройства, выходы второго входного регистра и сумматора по модулю P соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом приемного регистра, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом счетчика, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с шинами управления сложением и вычи- @ танием устройства, управляющий вход ге- у нератора импульсов соединен с шиной за- фа/ пуска устройства, а выход — с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И через умножитель частоты подключен к входу кольцевого регистра сдвига, выходы разрядов которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, выход четвертого элемента И подключен к входу счетчика, вы- ф ) ход схемы сравнения подключен к вторым входам ключевых элементов группы, к третьим входам элементов И группы и к вторым входам третьего и четвертого элементов И. С"1

1168934

А

0 1 2

0 0 1 2

1 1 2 3

2 2 3 4

3 3 4 0

4 4 0 1

50

2 55

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах и устройствах, работающих в системе остаточных классов (СОК).

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый информационный вход 1, первый входной регистр 2, дешифратор 3, группу ключевых элементов 4, группу элементов И 5, первый элемент ИЛИ

6, выходной регистр 7, выход 8 устройства, второй информационный вход 9, второй входной регистр 10, сумматор 11 по модулю Р, вход 12 передачи модуля Р, первый 13 и второй 14 элементы И, второй элемент ИЛИ 15, приемный регистр 16, схему 17 сравнения, счетчик 18, шину 19 управления сложением, шину 20 управления вычитанием, шину

21 запуска устройства, генератор 22 импульсов, третий и четвертый элементы И 23 и 24, 20 умножитель 25 частоты и кольцевой регистр

26 сдвига.

Сумматор 11 по модулю P инвертирует второй входной операнд В по модулю Р, т.е. на выходе сумматора 11 формируется

P — В.

Умножитель 25 частоты в п = (log (р-1) )+

+1 раз увеличивает количество выходных импульсов генератора 22, где P — модуль основания СОК, Р— количество двоичных разрядов одного разряда регистра 26. зо

Количество разрядов регистра 26 равно количеству возможных вычетов (остатков) по исходному модулю P. Каждый разряд регистра 26 состоит из п = (logz (p-1) ) + 1 двоичных разрядов, необходимых для записи числа (наибольшего вычета) P- l.

Рассмотрим работу устройства. Для операции модульного сложения отмечается закономерность распределения в поле матрицы (таблица, P = 5) в частности по строкам, результатов операции. Эта закономер- 4g ность позволяет заменить матричное устройство (ПЗУ) кольцевым регистром 26 сдвига, в котором записана одна из строк таблицы.

Пусть необходимо определить (А +

+ B)modP (присутствует сигнал на шине 19).

Исходное состояние устройства: нулевое состояние всех регистров 2, 10, 16 и счетчика 18, в регистр 26 записана первая строка таблицы модульного сложения.

По входу 1 в двоичном коде поступает первый операнд А в регистр 2, а по входу 9 в двоичном коде — второй операнд В на вход регистра 10 и на первый вход сумматора ll, на выходе которого получим значение P — В. Сигнал по шине 19 открывает элемент И 13, через который с выхода регистра 10 через элемент ИЛИ 15 операнд В поступает в приемный регистр 16. Дешифратор 3 преобразует операнд А из двоичного кода в десятичный, и на один из ключевых элементов 4 поступает сигнал, соответствующий значению А. По сигналу по шине 21 с выхода генератора 22 на входы открытых элементов И 23 и 24 поступают импульсы. С выхода элемента И 23 через умножитель 25 на вход регистра 26 поступает последовательность импульсов, увеличенная в п раз. В момент поразрядного совпадения состояний счетчика 18 и регистра 16 (в обоих будет записано значение операнда А) схема 17 сравнения выдает сигнал, который закрывает элементы И 23 и 24 и открывает соответствующий ключевой элемент 4 и элемент И 5, через который значение соответствующего разряда регистра 26 поступает на элемент ИЛИ 6 и далее в регистр 7.

Пусть необходимо определить результат операции (А — В) modP (присутствует сигнал на шине 20). В этом случае с выхода сумматора 11 значение (P-B) через OTKpbIтый элемент И 14, элемент ИЛИ 15 поступает в регистр 16. Дальнейшая работа устройства аналогична определению результата операции модульного сложения при вход,ных операндах А и P-В.

Рассмотрим примеры конкретного выполнения операции модульного сложения и вычитания для P = 5 (п = 3).

Исходное состояние содержимого регистра 26 соответствует значению первой строки таблицы, т.е. первый разряд — 000, второй — 001, третий — 010, четвертый 011 и пятый 100. Схематично исходное содержимое регистра 26 можно представить в виде

000 — 001 — — 010 — 011 — 100

Пример 1. А = О, В = 2. Необходимо определить (А + В) modP. Первый операнд

А = 000 поступает во входной регистр 2, с выхода которого через дешифратор 3 сигнал поступает на вход первого ключевого элемента 4. Второй операнд В = 010 поступает на вход регистра 10 и на первый вход сумматора 11, на второй вход которого поступает значение P = 101. Значение опе1168934

Составитель А. Степанов

Техред И. Верес Корректор М.Самборская

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Данко

За каз 4614/42 ранда В = 010 через открытый элемент И 13 (присутствует сигнал на шине 19), элемент

ИЛИ 15 поступает в регистр 16. Управляющий сигнал по шине 21 запускает генератор

22, и импульсы через открытые элементы

И 23, 24 поступают соответственно на вход умножителя 25 и счетчика 18. В момент поразрядного совпадения состояния счетчика

18 (в счетчике содержится значение 010) и регистра 16 схемой 17 вырабатывается сигнал, закрывающий элементы И 23 и 24 и открывающий первый ключевой элемент 4, соответственно открывается первый элемент

И 5. Одновременно с выхода умножителя 25 на вход регистра 26 поступают В-п = 2 3 = 6 импульсов (п = (logz4) + 1 = 3), которые сдвигают влево на шесть двоичных разрядов (на два разряда регистра 26) первоначальное содержимое регистра, т.е. первый выходной импульс генератора 22 сдвигает влево содержимое регистра 26 на три двоичных разряда. В этом случае содержимое регистра 26 представляется в виде

001е — — О l — 01 1 — 100«.— — 000

Второй выходной импульс генератора 22 сдвигае егце влево содержимое регистра 26 на три двоичных разряда. В этом случае содержимое регистра 26 представится в виде

010« — 011«; †100 †-000 †0

Как было показано, после этого выходной сигнал схемы 17 закрывает элементы И 23 и 24, и с выхода генератора 22 импульсы на умножитель 25 не проходят. После этого содержимое первого разряда регистра

26 — 010 (А = О) через открытый первый элемент И 5, элемент ИЛИ 6 поступает на вход регистра 7. Содержимое регистра 7 и будет представлять результат операции.