Устройство для сложения и вычитания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ, содержащее сумматор-вычитатель и блок -управления, включающий узел, анализа соотношения знаков операндов и узел, формирования знака результата, причем первая группа информационных входов сумматора-вычитателя соединена с входами перво- . го операнда устройства, выходы сумматора-вычитателя соединены с выходами устройства, узел анализа соотношения операндов знаков содержит три элемента НЕ, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый элемент ИЛИ, узел формирования знака результата содержит элемент НЕ, три элемента И и элемент ИЛИ, при этом выходы первого и второго элементов НЕ узла анализа соотношения знаков операндов соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И узла анализа соотношения знаков операндов, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ узпа анализа соотношения знаков операндов, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И -узла анализа соотношения знаков операндов, а выход соединен с первым входом первого элемента И узпа формирования знака результата, выход элемента НЕ узпа формирования знака результата подключен к первому вхбку второго элемента И узпа формирования знака результата., выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ узпа формирования знака результата , от л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш1ения быстродействия ,, устройство содержит регистр, в блок управления введен узел формиро (Л вания сигналов синхронизации, содержащий генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр, элемент НЕ, элемент И, элемент ИЛИ, в узел анализа соотношения знаков операндов введены пятый и шестой элементы И, второй , третий и четвертый элементы ИЛИ, о со причем информационные входы регистра соединены с входами второго операн-. да устройства, выходы регистра соеОд динены с первой и второй группами информационных входов сумматора-вычитателя , выход знакового разряда которого соедцрен с входом первогоэлемента НЕ и первыми входами третьего , четвертого, пятого и шестого элементов И узла анализа соотношения знаков операндов, выход знакового разряда регистра соединен с входом второго элемента НЕ, первым входом второго элемента И и вторыми входами четвертого и шестого элементов И узпа анализа соотношения знаков операндов, вход кода опера

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ", Н ABTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3718208/24-24 (22) 29. 03. 84 (46) 23.11.85.Бюл.№ 43 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.П.Кожемяко, Т.Б..Мартынюк, Т.Г.демянчук и С.Б.Юдин (53) 681.325.5 (088.8) (56) Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств.

М.: Советское радио, 1975, с.339341, рис.8.15, 8.16.

Авторское свидетельство СССР № 842798, кл.G 06 F 7/50, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДПЯ СЛОЖЕНИЯ И.

ВЫЧИТАНИЯ, содержащее сумматор-вычитатель и блок управления, включающий узел анализа соотношения знаков операндов и узел формирования знака результата, причем первая группа информационных входов сумматора-вычитателя соединена с входами первого операнда устройства, выходы сумматора-вычитателя соединены с выходами устройства, узел анализа соотношения операндов знаков содержит . три элемента НЕ, первый, второй, тре- тий и четвертый элементы И, первый элемент ИЛИ, узел формирования знака результата содержит элемент НЕ, три элемента И и элемент ИЛИ, при этом выходы первого и второго элементов НЕ узла анализа соотношения знаков операндов соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И узла анализа соотношения знаков операндов, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ узла анализа соотношения

ÄÄSUÄÄ 1193664 A (5ц 4 С 06 F 7/50 знаков операндов, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И -узла анализа соотношения знаков операндов, а выход соединен с первым входом первого элемента И узла формирования знака результата, выход элемента НЕ узла формирования знака результата подключен к первому входу второго элемента И узла формирования знака результата., выход которого соединен с первым входом элемента

ИЛИ узла формирования знака результата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит регистр, в блок управления введен узел формирования сигналов синхронизации, содержащий генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр, элемент НЕ, элемент И, элемент ИЛИ, в узел анализа соотношения знаков операндов введены пятый и шестой элементы И, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем информационные входы регистра соединены с входами второго операн. да устройства, выходы регистра соединены с первой и второй группами информационных входов сумматора-вы" ! читателя, выход знакового разряда которого соединен с входом первого элемента НЕ и первыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И узла анализа соотношения знаков операндов, выход знакового разряда регистра соединен с входом второго элемента НЕ, первым входом второго элемента И и вторыми входами четвертого и шестого элементов И узла анализа соотношения знаков операндов, вход кода опера l93664 ции устройства соединен с входом третьего элемента НЕ, третьими входами первого и четвертого элементов И и вторым входом пятого элемента И узла анализа соотношения знаков операндов, второй и третий входы второго элемента И узла ана-, лиза соотношения знаков операндов соединены с выходами первого и третьего элементов НЕ узла анализа соотношения знаков операндов соответственно, второй и третий входы третьего элемента И узла анализа соотношения знаков операндов соединены с выходами второго и третьего элементов HE узла анализа соотношения знаков операндов соответственно, третьи входы пятого и шестого элементов И узла анализа соотношения знаков операндов соединены с выходами второго и третьего элементов HE узла анализа соотношения знаков е операндов соответственно, выходы третьего и четвертого элементов И узла анализа соотношения знаков операндов соединены с входамк второго элемента ИЛИ узла анализа соотношения знаков операндов, выходы пятого и шестого элементов И узла анализа соотношения знаков операндов соединены с входами третьего элемента ИЛИ узла соотношения знаков операндов, выходы первого и второго элементов ИЛИ узла соотношения знаков операндов соединены с входами четвертого элемен. та ИЛИ узла.анализа соотношения знаков операндов, выход которого подключен к входу признака записи информации сумматора-вычитателя, выход заема старшего разряда которого соединен с входом элемента HE и вторым входом первого элемента И узла формирования знака результата, выход элемента HE узла формирования знака результата соединен с первым входом третьего элемента И узла формирования знака результата, выходы .втарого и третьего элементов ИЛИ уз-.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольла анализа соотношения знаков операндов соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И узла формирования знака результата соответственно, выходы первого и ° третьего элементов И узла формирования знака результата подключены соответственно к второму и третьему входам элемента ИЛИ узла формирования знака результата, выход которого соединен с информационным входом знакового разряда сумматора-вычитателя, вход запуска устройства соединен с установочным входом сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации. выход первого рязряда которого соединен с первым входом элемента ИЛИ узла формирования сигналов синхронизации, выход которого соединен с входом разрешения записи сумматора-вычитателя, выход второго разряда сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации соединен с входом раэрешения записи регистра, выход третьего разряда сдвигового регистра уз-: . ла формирования сигналов синхронизации соединен с входом разрешения считывания регистра и с вторым входом элемента ИЛИ узла формирования сигналов синхронизации, выход четвертого разряда сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации соединен с входом разрешения записи знакового разряда сумма; тора-вычитателя, выход пятого разря-. да сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации соединен с входом разрешения считывания сумматора-вычитателя и с входом элемента HE узла формирования сигналов синхронизации, выход которого соединен с первым входом элемента И узла формирования сигналов синхронизации, второй вход и .выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и входом сдвига сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации. эовано при построении оптоэлектронных арифметических устройств для

1193664

35 элемента НЕ 43.

SS сложения и вычитания десятичных чисел.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг.l представлена блок-схема устройства для сложения и вычитания; на фиг.2 — структурная схема блока . управления.

Устройство для сложения и вычитания содержит сумматор-вычитатель 1, регистр 2 и блок 3 управления. Знаковые разряды сумматора-вычитате1 и регистра 2 связаны соответственно с входами 4 и 5 блока 3 управления, на вход 6 которого подается код операции с входа кода операции устройства. Выходы 7 и 8 блока 3 управления соединены соответственно с входами разрешения записи и разрешения считывания сумматоравычитателя 1, а выходы 9 и 10 - с управляющими входами разрешения записи и разрешения считывания .регйстра 2. Выход заема старшего разря,да сумматора-вычитателя 1 подключен к входу 11 блока 3 управления, вход 12 которого соединен с входом запуска, а выход 13 соединен с информационным входом знакового раз- . ряда сумматора вычитателя 1. Входы 14 регистра 2 соединены с входами второго операнда устройства, выходы. регистра 2 соединены с информационными входами 15 и 16 первой и второй групп сумматора-вычитателя l. Выход 17 блока 3 управления подключен к входу разрешения записи знакового разряда сумматора-вычитателя l. а выход 18 — к входу приз нака записи информации сумматора вычитателя 1, выходы 19 которого соединены с выходами устройства.

Блок 3 управления (фиг.2 ) содер- . жит узел 20 анализа соотношения знаков операндов, узел 21 формирования знака результата и узел 22 формирования сигналов синхронизации.

В узле 20 входы 4,5 и 6 блока 3 управления соединены соответственно с входами элементов НЕ 23-25.

Вход 4 блока 3 управления соединен с входами элементов И 26-29, вход 5 - с входами элементов И 27, 29 и 30, вход 6 - g входами элементов И 27, 28 и 31. Выход элемента НЕ 23 соединен с входами элемен-. тов И 30 и 31, выход элемента НЕ .24с входами элементов И 26, 28 и 31 выход элемента НЕ 25 †. с входами элементов И 26, 29 и 30. Выходы элементов И 30 и 31 подключены к входам элемента ИЛИ 32, выходы элементов

И 26 и 27 - к входам элемента ИЛИ 33, выходы элементов И 28 и 29 - к входам элемента ИЛИ 34 . Входы элемента ИЛИ 35 соединены с выходами элементов ИЛИ 32 и 33, а его выход является выходом 18 блока 3 управления.

В узле 21 формирования знака результата вход ll блока 3 управления соединен с входом элемента НЕ 36 и входом элемента И 37, выход элемента НЕ 36 подключен к входам элементов И 38 и 39. Другие входы элементов И 37-39 соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ 32-34, а выходы - с входами элемента ИЛИ 40, выход которого является выходом 13 блока 3 управления.

Узел 22 формирования сигналов синхронизации содержит генератор 41 тактовых импульсов, сдвиговый ре.гистр 42 и элементы НЕ 43, И 44., ИЛИ 45, причем вход 12 блока 3 управления соединен с установочным входом сдвигового регистра 42, выходы генератора 41 и элемента НЕ 43 соединены с входами элемента И 44, выход которого подключен к входу сдвига сдвигового регистра 42, содержащего пять рязрядов. Выходы первого и третьего разрядов сдвигового регистра 42 соединены с входами элемента ИЛИ 45, выход которого является выходом 7 блока 3 управления, выходы второго, третьего, четвертого и пятого разрядов сдвигового регистра 42 являются выходами 9, 10, l7 .и 8 блока 3 управления соответственно, кроме того, выход пятого разряда регистра 42 соединен с входом

Устройство работает следующим образом.

В иачальныи момент, времени сумматор-вычитатель 1 и регистр 2 обнулены. Запись информации в сумматорвычитатель 1 выполняется при появлении управляющего сигнала на выходе 7 блока 3 управления; этот сигнал формируется при наличии сигнала запуска на входе 12 блока 3 управления.

Затем выполняется запись второго операнда в регистр 2 пр управляющему сигналу, поступающему с выхода 9

193664

45 сигнала на выходе 8, разрешающего считывание результата из сумматора.вычитателя 1. Одновременно с этим происходит sàïðåùåíèå поступления синхроимпульсов на вход регистра 42

55 и таким образом, останов работы устройства.

5 1 блока 3 управления. Запись информации в сумматор-вычитатель 1 и регистр 2 осуществляется по входам 15 и 14 соответственно. С выходов знаковых разрядов сумматора-вычитателя 1 и регистра 2 информации о знаках операндов по входам 4 и 5 подается в блок 3 управления, на вход 6 которого поступает код операции. Блок 3 управления формирует в соответствии с этим сигнал на выходе 18, разрешающий запись информации из регистра 2 в сумматор-вычитатель 1 по входам 16 при наличии сигналов одновременно на выходах

7 и 10 блока 3 управления, управляющих записью информации в сумматор-вычитатель 1 и считыванием информации из регистра 2. При записи в сумматор-вычитатель 1 второго слагаемого происходит параллельное суммирование операндов, если второе слагаемое поступает по входам 15, или параллельное вычитание, если оно поступает по входам 16, По управляющему сигналу на выходе 17 блока 3 управления в знаковый разряд сумматора-вычитателя 1 осуществляется запись знака результата, поступающего с выхода 13 блока.3 управления. Считывание результата выполняется с выходов 19 сумматора-вычитателя 1 при наличии управляющего сигнала на выходе 8 блока 3 управления.

Управляющий сигнал 1 на выходе

18 блока 3 н знак результата формируется с помощью узлов 20 и 21 блока 3 управления в соответствии с данными таблицы, в которой представлена зависимость сигнала 1 и знака результата (Зн Р )от комбинаций знаков операндов (Зн А, Зн В ), кода выполняемой операции (КОП) и сигнала заема старшего информационного разряда сумматора-вычитателя 1 (Рк ).

@ля ЗнА ЗиВ,, ЗнК и КОП положительный знак "+" кодируется нулем ("0"l,. а отрицательный знак Т -" )- единицей ("1". ). Равенстso управляющего сигнала (единице означает разрешение записи вто.рого слагаемого .в сумматор-вычита-, тель 1 по входам 16 и запрещение одновременной его записи по входам 15, при равенстве управляющего сигнала ) нулю разрешается эа. пись второго .слагаемого по входам 15 и запрещение его записи по входам 16.

В таблице не иснользованы четыре комбинации входных величин ЗнА, ЗнВ, КОП и Р как не имеющие смысла, поскольку при сложении двух операндов не может быть случая, когда Р)=1, так как Р является сигналом з ае ма.

Блок 3 управления работает следующим образом, В начальном состоянии регистр 42 находится в нулевом состоянии. При появлении на входе 12 единичного сигнала запуска происходит запись единицы в первый разряд регистра 42, что приводит к появлению единичного управляющего сигнала на выходе 7, разрешающего запись первого операнда А в сумматор-вычитатель 1. С приходом следующего синхроимпульса происходит сдвиг информации на один разряд вправо в регистре 42, что приводит к появлению единичного управляющего сигнала на выходе 9, разрешающего запись второго операнда в регистр 2. В третий такт работы происходит установка в единичное состояние третьего разряда регистра 42, 4 что вызывает появление единичных управляющих сигналов на выходах

7 и 10, которые разрешают считывание информации из регистра 2 и запись ее в сумматор-вычитатель 1. К этому времени на выходе 18 узла 20 сформирован сигнал Ч, разрешающий

40 запись информации в сумматор-вычитатель 1 по одной из его групп информационных входов 15 или )б, Появление единичного сигнала на выходе четвертого разряда регистра 42 разрешает запись в знаковый разряд сумматора-вычитателя 1 знака результата, поступающего с выхода 13 блока 3 управления. За пятый такт работы происходит формирование управляющего

1193664

ЗнК

КОП

ЗнВ

0

0 0

1 1

1 0

0 1.

0 1

0

0

1 I

1 0

0 0:0

0 1 0

1 1

1193664

Фиг.2

ВНИИПИ Заказ 7316/52 Тираж 709 Подписное

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