Устройство для сложения и вычитания в избыточной двоичной системе счисления

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в управляющих, моделирующих и вычислительных машинах и устройствах, работающих в избыточной двоичной системе счисления с цифрами 1,0, I . Цель изобретения - повьппение быстродействия в случае задания постоянным одного из операндов. Сущ ,ность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее в каждом разряде блок формирования отрицательного переноса, блок формирования положительной суммы, блок формирования положительного переноса и блок формирования отрицательной суммы, дополнительно введены блок формирования промежуточного результата и сумматор по модулю два, включенные таким образом, что при операциях Сложение, Вычитание или пропуск операнда блок формирования положительного переноса, блок формирования отрицательного переноса и блок формирования положительной cyMffljj формируют коды сигналов , соответствующих названиям блоков о Наличие операции Пропуск операнда позволяет сделать данное устройство прозрачным для одного из операндов путем умножения на ноль второго. Таким образом, устройство реализует операцию вида Sj AJ + + j В;,., где. {-1, о,. 1}; Aj и Bj - операнды, S,, - результат. Использование предлагаемого устройства целесообразно в быстродействующих арифметических процессорах, специализированных вычислителях, так как ограниченная глубина распространения переноса увеличивает скорость выполнения операций, что позволяет организовать ряд цифровых устройств комбинационного типа, а также безытерационных структур для вычисления неявных соотношений. 6 ил., 2 табл. § (Л ю ОО 00 о О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1238061 (58 4 С 06 F 7/49

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3774802/24-24 (22) 25.07.84 (46) 15 .06.86. Бюл. У 22 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (72) В. В. Аристов, В, В. Попков и А, В. Зарановский (53) 681.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1015371, кл. С 06 F 7/49, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 453691, кл. G 06 Р 7/50, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ В ИЗБЫТОЧНОЙ ДВОИЧНОЙ СИСТЕМЕ

СЧИСЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в управляющих, моделирующих и вычислительных машинах и устройствах, работающих в избыточной двоичной системе счисления с цифрами

1, О, l. .Цель изобретения — повышение быстродействия в случае задания постоянным одного из операндов Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее в каждом разряде блок формирования отрицательного переноса, блок формирования положительной суммы, блок формирования положительного переноса и блок формирования отрицательной суммы, дополни-, тельно введены блок формирования про" межуточного результата и сумматор по модулю два, включенные таким образом, что при операциях Сложение", "Вычитание" или "Пропуск операнда блок формирования положительного переноса, блок формирования отрицательного переноса и блок формирования положительной суммы формируют коды сигналов, соответствующих названиям блоков. Наличие операции Пропуск oneTl ранда позволяет сделать данное устройство "прозрачным для одного иэ операндов путем умножения на ноль второго. Таким образом, устройство реализует операцию вида $;,„ А; +

В„ - операнды, S,, " результат. Использование предлагаемого устройст-. ва целесообразно в быстродействующих арифметических процессорах, специализированных вычислителях, так как ограниченная глубина распространения переноса увеличивает скорость выполнения операций, что позволяет организовать ряд цифровых устройств комбинационного типа, а также беэытерационных структур для вычисления неявных соотношений. 6 ил., 2 табл.

Ф

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь- зовано в управляющих, моделирующих и вычислительных машинах и устройствах, работающих в избыточной двоичной системе счисления с цифрами 1, О, 1.

Цель изобретения — повышение быстродействия в случае задания постоянным одного из операндов.

На фиг. 1 изображена блок-схема одного разряда устройства для сложения и вычитания в избыточной двоичной системе счисления; на фиг. 2— блок-схема блока формирования отрицательного переноса; на фиг. 3 — то же, положительной суммы, на фиг. 4— то же, положительного переноса; на фиг. 5 — то же, промежуточного результата; на фиг. 6 — то же, отрицательной суммы.

Устройство для сложения и вычитания в избыточной двоичной системе счисления (фиг. 1) содержит в каждом разряде блоки формирования отрица-. тельного переноса 1, положительной суммы 2, (промежуточного) положительного переноса 3, сумматор 4 по разряда

IA. А;

В„.

В„. В„SJ S„

1238061 3 управления вычислением r<. Блок 1 (фиг. 2) содержит элемент ЗИ-ИЛИ/НЕ 26 ф блок 2 (фиг. 3) — элемент 4И-ИЛИ/НЕ

27, блок 3 (фиг. 4) — элемент

4И-ИЛИ/НЕ 28, блок 5 (фиг. 5) элементы 4И-ИЛИ/НЕ 29 и 30; блок 6 (фиг. 6) — элемент ЗИ-ИЛИ/НЕ 31.

Последовательность работы устройства состоит в задании на входах 7-10

13, 14, 23 чисел К и В в избыточной двоичной системе счисления, задании кода операции Сложение" нВычитание" или Пропуск операнда" на входах 17, 18, 24 и 25 устройства и съеме ре15 зультата выполнения операции на выходах 19-22 после окончания переходных процессов.

Разряды входных чисел А и Ь и вы.ходного результата 8; в избыточной двоичной системе счисления представляются в виде 1, О и 1, чему соответствуют коды, представленные в табл. 1.

Т а б л и ц а 1 модулю два, блок 5 формирования промежуточного результата и блок 6 формирования отрицательной суммы, вход 7 инверсного значения положительного первого операнда А, вход ф

8 прямого значения положительного первого операнда A+, вход 9 инверс-. ного значения отрицательного первого операнда А, вход 10 прямого значения отрицательного первого операнда А", вход 11 инверсного значения положительного переноса из предыдущего разряда Р +, вход 12 прямого значеS ния положительного переноса из преды. дущего разряда Р, вход 13 инверсного.çHà÷åíèÿ положительного второго операнда В, вход 14 прямого значения положительного второго операнда В выход 15 инверсного значения положительного переноса в следующий разряд

P+ выход 16 прямого значения по° j+ l ложительного переноса в следующий разряд Р;... вход 17 управления сложением r+ вход 18 управления вычитанием r, выходы 19 и 20 положитель+, + ного результата Z.,Z„,выходы 21 и 22 от-. рицательного результата Р;,,,P „,вход цательного результата P. . p." вход

23 прямого значения отрицательного второго операнда В", вход 24 управле.ния пропуском операнда r, вход 25

1 =-1 1 0 1 О 1 0

45

Операция правляющие сиг. налы

ro r! О 0

О 1 О 1

"Сложение"

"Вычитание"

"Пропуск операндан

О О 1 О

О 0(1) О(1) 0(l) 0(1) 0(1) 0(l)

1=+1010101

Операциям "Сложение", "Вычитание", "Пропуск операнда", т.е, S. = А„+ „. В„, где g.= -I » Ij соответствуют значения входов 17, 18, 24 и 25, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

1238061

+ В+. В . r в

P+

4+1

=V. +PW +PA.

J J J

P.

J +!

При подаче на входы 14 и 23 второго операнда.на выходе блока 4 формируются значения, определяемые следующими булевыми выражениями

В; =В; BB„В,. =.В, =В„:O+ В, На выходе блока 3 формируются значения, определяемые такими выражениями булевых зависимостей:

Значения выходного сигнала 6 определяется следующей зависимостью:

Z. =А В +А.r +А В r

J J J J 4

Сигналы на выходах блока 5 определяются следующими зависимостями:

W. =А.В. +А r. +А В r +А

1 j В .1,1 J

W- =А В. + Аr + А E.r. +А.

4 j J J J /

Выходные сигналы блока 1 определяются зависимостями:

P, = 111 + Р. 1В1, + Р. А.;

1+1

J J J

Выходные сигналы блока 2 определяются по следующим зависимостям:

Формула и з обретения

Устройство для сложения и вычитания в избыточной двоичной системе счисления, содержащее в каждом разряде блок формирования отрицательного переноса, блок формирования положительной суммы, блок формирования положительного переноса и блок формирования отрицательной суммы, первый вход которого соединен с первым входом блока формирования положительного переноса и с входом инверсного значения положительного первого опе. ранда устройства, вход прямого значения положительного первого операнда устройства. соединен с вторым входом блока формирования отрицательной суммы, вход прямого значения отрицательного первого операнда устройства соединен с первыми входами блока формирования отрицательного переноса и блока формирования положительной суммы, второй вход блока формирования положительной суммы соединен с входом инверсного значения отрицательного первого операнда устройства, второй вход блока формирования отрицательного переноса и тратий вход блока формирования положительной суммы соединен с входом инверсного значения положительного переноса из предыдущего разряда устройства, четвертый вход блока формирования положительной суммы соединен с входом прямого значения положительного переноса из предыдущего разряда устрой-. ства, пятый вход блока формирования положительной суммы соединен с инверсным выходом блока формирования отрицательной суммы, вход прямого значения положительного второго опе, ранда устройства и вход инверсного эна" чения положительного второго операнда устройства соединены с вторым и третьим входами блока формирования положи" . тельного переноса соответственно, прямой и инверсный выходы которого соединены с выходами прямого и инверсного значений положительного переноса в следующий разряд устройства, входы управления сложением и вычитанием устройства соединены соответственно с четвертым и .пятым вхо40 дами блока формирования положительного переноса, прямые и инверсные выходы блоков формирования положительной суммы всех разрядов устройст- ва являются выходами положительного

45 результата устройства, прямые И инверсные выходы блоков формирования отрицательного переноса всех разрядов устройства являются выходами отрицательного результата устройства, о т л и ч а ю щ е е с я " тем, что, с целью повышения быстродействия в случае задания постоянным одного из операндов, в каждый разряд устройства введены блок формирования промежуточного результата и сумматор по модулю два, входы которого соединены с входами прямых значений положительного второго операнда и отри1238061 дательного второго операнда, прямой и инверсный выходы сумматора по модулю два соединены соответственно с шестым и седьмым входами блока формирования положительного переноса, с третьим и четвертым входами блока формирования отрицательной суммы, с первым и вторым входами блока формирования промежуточного результата, 1р третий и четвертый вхоцы которого соединены соответственно с входами прямого и инверсного значений положительного первого операнда устрой-. ства, пятый и шестой входы блока фор- 15 мирования промежуточного результата соединены соответственно с входами прямого и инверсного значений отрицательного первого операнда устройства, вход управления пропуском опе- 20 ранда устройства соединен с восьмым входом блока формирования положительного переноса, пятым входом блока формирования отрицательной суммы и седьмым входом блока формирования . 25 промежуточного результата, вход управления вычислением устройства соединен с шестым входом блока формирования отрицательной суммы и восьмым входом блока формирования промежуточ-ЗО ного результата, первый выход которого соединен с третьим входом блока формирования отрицательного переноса и шестым входом блока формирования положительной суммы, второй выход блока формирования промежуточного результата соединен с четвертым входом блока формирования отрицательного переноса и седьмым входом блока фор» мирования положительной суммы, при этом блок формирования отрицательного переноса содержит элемент ЗИ-ИЛИ/НЕ, прямой и инверсный выходы которого соединены с прямым и инверсным выходами блока, первая группа входов со- 4S единена с первым и вторым входами блока, вторая группа входов с вторым и четвертым входами блока, третья группа входов соединена с третьим входом блока, блок формирования поло- жительной суммы содержит элемент

4И-ИЛИ/НЕ, прямой и инверсный выходы которого соединенъ1 с прямым и инверсным выходами блока, первая группа входов соединена с вторым, третьим и пятым входами блока, вторая группа входов соединена с первым, четвертым и пятым входами блока, третья группа входов соединена с третьим и седьмым входами блока, четвертая группа входов соединена с четвертым и шестым входами блока, блок формирования положительного переноса содержит элемент 4И-ИЛИ/НЕ, прямой и инверсный выходы которого соединены с прямым и инверсным выходами блока» первая группа входов соединена с вторым, пятым и шестым входами блока, вторая группа входов соединена с третьим, четвертым и шестым входами блока,. третья группа входов соединена с первым и восьмым входами блока, четвертая группа входов соединена с первым и седьмым входами блока, блок формирования промежуточного результата содержит два элемента 4И-ИЛИ/НЕ, инверсные выходы которых соединены с первым и вторым выходами блока, первая группа входов первого элемента

4И-ИЛИ/НЕ соединена с вторым, третьим и восьмым входами блока, вторая группа входов первого элемента 4И-ИЛ..;/HE соединена с первым и четвертым входами блока, третья группа -входов первого элемента 4И-ИЛИ/НЕ соединена с четвертым и седьмым входами блока, четвертая группа входов первого элемента 4И-ИЛИ/НЕ соединена с шестым входом блока, первая группа входов второго элемента 4И-ИЛИ/НЕ соединена с вторым, третьим и восьмым входами блока, вторая группа входов второго элемента 4И-ИЛИ/НЕ соединена с первым и четвертым входами блока, третья группа входов второго элемента

4И-ИЛИ/НЕ соединена с седьмым и четвертым входами блока, четвертая группа входов второго элемента 4И-ИЛИ/НЕ соединена с пятым входом блока, блок формирования отрицательной суммы содержит элемент ЗИ-ИЛИ/НЕ, инверсный выход которого соединен с инверсным выходом блока, первая группа входов соединена с первым, третьим и шестым входами блока, вторая группа входов соединена с вторым и пятым входами блока, третья группа входов соединена с вторым и четвертым входами блока.

1238061

19 20

21 22

Фиа2

U 1Ф 23 7899

11

/Я

1 238061

Фих. 9 своам

Составитель В. Березкин !

Редактор М. Товтин Техред И. Ходанич Корректор T.Kon6

Заказ 3292149, Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4