Устройство для сложения в избыточной системе счисления

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1200279 5ц G 06 F 7/4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИй И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3680541/24-24 (22) 27, l 2,83 (46) 23,12.85, Вюл, У 47 (71) Таганрогский радиотехничес-. кий институт им. В.Д.Калмыкова (72) В.Е.Золотовский и P.Â.Êîðîáêîâ (53) 681.325 (008.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 717763, кл, С 06 Р 7/49, 1977 °

2, Авторское свидетельство СССР

У 1040485, кл. С 06 F 7/49, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ

В ИЗВЫТОЧНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ, содержащее в каждом разряде двоичный сумматор, блок формирования суммы и блок формирования переносов, причем информационные входы соответствующих разрядов первого и второго операндов устройства подключены к входам двоичного сумматора, выходы разрядов которого подключены соответственно к первому и второму входам блока формирования суммы, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к входам положительного и отрицательного переносов данного разряда устройства, выход переноса двоич« ного сумматора подключен к первому входу блока формирования переносов, третий и четвертый входы которого соединены соответственно со знаковыми входами соответствующих разрядов первого и второго операндов устройства, выходы блока формирования переносов подключены к выходам положительного и отрицательного переносов данного разряда устройства, выходы блока формирования суммы соединены с выходами .суммы данного разряда устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, каждый разряд. устройства содержит. элемент И, блок формирования суммы . содержит пять элементов НЕ, семь элементов И и три элемента ИЛИ, блок формирования переносов содержит шесть элементов НЕ, пять элементов И и два элемента ИЛИ, причем информационные входы соответствующего разряда первого операнда устройства подключены соответственно к четвертому и пятому входам блока формирования переносов, информационные входы соответствукщего разряда второго операнда устройства соединены соответственно с шестым и седьмым входами блока формирования переносов, выходы первого и второго разрядов двоичного сумматора соединены с входами элемента И, выход которого подключен к восьмому входу блока формирования переносов и пятому входу блока формирования суммы, в блоке формирования суммы входы элементов НЕ с первого по пятый соединены с соответствующими входами блока формирования суммы, входы первого элемента И соединены с входом первого элемента НЕ и выходами третьего и четвертого элементов НЕ, входы второго элемента И соединены с выходами первого и пятого элементов НЕ и входом четвертого элемента НЕ входы третьего элемента И соединены а выходами первого и пятого элементов НЕ и входом третьего элемента НЕ, 1200279 входы четвертого элемента И соединены с входом второго элемента НЕ и выходами четвертого и пятого элементов НЕ, входы пятого эле. ":.нта И соединены с входами первого и третьего элементов НЕ и выходом пятого элемента НЕ, входы шестого элемента И соединены с выходом третьего элемента НЕ и входом пятого элемента НЕ, входы седьмого элемента И соединены с входом четвертого элемента НЕ и выходами первого и второго элементов НЕ, выходы первого, второго и третьего элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам четвертого и пятого элементов И и выходу третьего элемента ИЛИ, входы третьего элемента ИЛИ, соединены с выходами шестого и седьмого элементов И, выходы элементов ИЛИ подключены к соответствующим выходам блока формирования суммы, в блоке формирования переносов входы элементов НЕ с первого по шестой соединены со1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при конструировании и разработке специализированных и универсальных арифметико-логических . устройств, Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема одного разряда устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока формирования суммы; на фиг,3 — - функциональная схема блока формирования переносов.

Каждый разряд устройства содержит двоичный сумматор 1, блок 2 формирования суммы, блок 3 формирования переносов 3 ° элемент И 4, информационные входы 5 у 6 соответствующего разряда первого операнда (х,,х ) ° знаковый вход 7 соответствующего разряда первого операнда (х ), информационные входы 8 и 9 соответствующего разряда втоответственно с входами с второго по седьмой блока формирования переносов, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входи которых соединены с выходом второго элемента НЕ, а третьи входы — соответственно с восьмым и первым входами блока формирования переносов, входы третьего элемента И подключены к входам первого и второго элементов НЕ,,входы четвертого элемента И подключены к выходам третьего, четвертого и пятого элементов НЕ и входу второго элемента НЕ, входы пятого элемента И подключены к выходам третьего, пятого и шестого элементов НЕ и входу первого элемента НЕ, входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго элементов И, входы второго элемента ИЛИсоединены свыходами третьего,четвертого и пятого элементов И,выходы первогои второгоэлементов ИЛЙсоединены с соответсвующимивыходами блока формирования переносов.

2 рого операнда (у, у ), знаковый вход 10 соответствующего разряда . второго операнда (у ), входы 11 и 12 положительного и отрицательного

5 переносов (П „, П„л) предыдущего разряда, выходы 13 и 14 положительного и отрицательного переносов (П П 7 ) в следующий разряд, выС7 ходы 15-17 данного разряда (вы1О ход 17 — знаковый) х„, к, zg, Блок 2 содержит элементы НЕ 18-22, И 23-29 и ИЛИ 30-32, блок 3 — элементы HE 33-38, И 39-43 и ИЛИ 44 и 45.

На выходах разрядов сумматора 1 и элемента И 4 формируется сумма во

4- Ф м- ч вспомогательном коде (z,, х,, з ).

Сигналы, формируемые на выходах блока 2 (фиг.2), описываются системой булевых уравнений

+ Ф вЂ” -у 1 — Ф +, z=H П зчП к з1чП з з,; мл л

-+ ч з = z чП„, z>z7чП„„з з„;

Ъ hlA 7+ + к = Пм„zq чПм, ха х, °

"з

1200279

Сумма во вспомогательном коде и переносы в старший разряд ll ст э

П формируются в соответствии с таблицей (в верхней строке таблицы все возможные значения разряда первого слагаемого; в левом столбце— все возможные значения разряда второго слагаемого в ячейках таблицы

25 приведены значения суммы во вспомогательном коде и значения переноса).

Сумматор работает следующим образом. На входы 7, 6 и 5 подается . код первого операнда, Младшие биты этого слагаемого поступают на входы сумматора 1, знаковый разряд— на вход блока 3, На входы 10, 9 и 8 подается второе слагаемое, Информационные разряды этого слагаемого поступают на входы сумматора 1, знаковый разряд — на вход блока 3.

На выходах сумматора 1 и элемента И 4 формируется вспомогательный код суммы двух слагаемых, на выхо 4л дах блока 3 - переносы в старший разряд. В блоке 2 вспомогательный код суммы суммируется с переносами, формируется основной код суммы, При этом суммировании перенос в старший разряд возникнуть не может.

Необходимо отметить, что использование системы ечисления с r 4 является оптимальнь|м по соотношению количества используемых разрядов и быстродействию используемых в разрядах узлов, +3

011

010

001

000

Двоичное изображение

010

001

000

-1 111

Слагаемые поступают на входы сумматора 1 в основном коде, На первом этапе суммирования формируется вспомогательный код суммы и переносы в старший разряд, На втором этапе вспомогательный код суммы з

Сигналы, формируемые на выходах 5 блока 3 (фиг.3), описываются следующей булевой системой:

П =-- ч ст = yüхзz>vyъх,п,м1

= х у vy у х х ч х х у у где П „ — сигнал переноса сумматора 1.

Устройство работает следуннцим образом.

При работе в четверичной избыточной системе счисления четверичная цифра представляется тремя битами (два значащих и один знаковый)

При представлении чисел может быть использовано основное и вспомогательное кодирование. При основном кодировании четверичная цифра может принимать значения:

Двоичное изображение

-2 110

Остальные двоичные иэображения запрещены.

При вспомогательном кодировании использование цифр +3 и -2 запрещено, т,е. могут использоваться цифры: суммируется с переносами и формируется основной код суммы. Так как вспомогательный код может принимать значения -1, О, +2,основной код

5 может принимать значения -2, -I

О; +!, +2, +3, переносы могут принимать значения -I, О, +I, При суммировании вспомогательно10 го кода и переносов перенос в старший. разряд возникнуть не может, т.е. пробег переноса вдоль сумматора 1, как это имеет место при ис-, 1 пользовании обычных кодов невозмо15 жен, 1200279

000 001 010 . 011 111 110

010

111

010 010 ст

О11 111

001 .

"ег

О10" <

111 111 000 001 010

110 010 111 000 001

OO1 " ООО "

n n,, 1Ф 1

000 000 001 010 и,, 001 001 010 111 и, р ооо

ООО" OO1 "

1 1 1П

000

n"„

001

Ф

010

000 111

001 000

010 001 .

1200279

Составитель В.Березкин

Техред М.Пароцай Корректор Л,Патай

Редактор В.Петраш

Заказ 7868/54 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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