@ -ичный сумматор

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения быстродействующих арифметических устройств, работающих в системе остаточных классов (СОК). Цель изобретения - повьппение быстродействия. S-ичный сумматор содержит регистры S-ичных цифр слагаемых, п блоков формирования суммы (п - количество оснований СОК), п блоков формирования суммы, увелит ченной на единицу, блок формирования переноса, блок управления п мультиплексоров . Новым в S-ичном сумматоре является п-1 блоков формирования суммы , уменьшенной на основание системы счисления S, три элемента ИЛИ п шифраторов и соответствующие связи. Это в сочетании с кодированием слагаемых позиционно-остаточным кодом позс S воляет значительно повысить быстродействие , S-ичного сумматора. 2 ил., (Л 1 табл.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 39 А1 (S1) 4 С 06 F 7/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3827566/24-24 (22) 21.12.84 (46) 30.11.86. Бюл. № 44 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) В.Г.Евстигнеев (53) 681.326.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 488206, кл. G 06 F 7/50, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 447788330044, кл. G 06 Р 7/50, 1975. (54) S-ИЧНЬЙ СУ?АВИАТОР (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения быстродействующих арифметических устройств, работающих в системе остаточных классов (COK). Цель изобретения — повышение быстродействия. S-ичный сумматор содержит регистры S-ичных цифр слагаемых, п блоков формирования суммы (и — количество оснований СОК), и блоков формирования суммы, увели ченной на единицу, блок формирования переноса, блок управления и мультиплексоров. Новым в S-ичном сумматоре является п-1 блоков формирования суммы, уменьшенной на основание системы счисления S три элемента ИЛИ и шифраторов и соответствующие связи.

Это в сочетании с кодированием слагаемых позиционно-остаточным кодом позволяет значительно повысить быстродействие,S-ичного сумматора. 2 ил., 1 табл.

1273925

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения быстродействущих арифметических устройств, работающих как в двоичной так и в позиционно-остаточной системах счисления.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема S-ичного сумматора; !О на фиг ° 2 — функциональная схема блока управления.

Сумматор содержит первый и второй регистры 1 и 2 S-ичных цифр слагаемых, п блоков 3.1,...,3.п форми- 15 рования сумм, и блоков 4.1,...,4.п формирования сумм, увеличенных на единицу, (n-1) блоков 5.1,... 5. (и-1) сумм, уменьшенных на основание системы счисления S, блок 6 фор- 20 мирования переноса, блок 7 управления, и и, п шифраторов 9.1,...,9.п первый, второй, третий элементы ИЛИ 10 — 12, вход 13 функции переноса S-ичного сумматора, выход 14 функции переноса, S-ичного сумматора, выход суммы

15 S-ичного сумматора.

Блок 7 управления содержит первый, второй, третий элементы НЕ 16 — 18, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой элементы

И 19 — 25, первый, второй элементы

ИЛИ 26 и 27, вход 28 переноса, вход

29 возможного переноса вход 30 функции переноса, первый, второй, третий, четвертый, пятый выходы 31-35.

В основу работы устройства поло40 жено то, что при сложении S-ичных цифр в каждом S-ичном разряде образуются величины E = a; + Ь;, g + 1, C — S и Е + 1 — S, одна из которых передается на выход данного S-ичного

45 разряда.; вводятся понятия перенос в

i-ом S-ичном разряде 7,, возможный перенос в i-ом S-ичном разряде v., функция выходного переноса i-ro S-ичного разряда f; функция входного переноса i ãî S-ичного разряда f.;,; образование величин в каждом 5 -ичном сумматоре выполняется по следующим правилам:

SS

О, если E S

1, если 8> S

О, если ф S-!

U =

1, если С = S-1

В таблице отражена зависимость с. ! 1 и f; от величины v, f; и

V °

0 0

0 0

0 1

0 1

1 0

1 0

1 1

0 K+1 +1-S

0 f-S

0 +1-S

1 1 1 E +1-$

На основе таблицы могут быть составлены логические выражения для и функции управления мультиплексорами 8

Е;= ;, ° v; ч v; ° ч, (Е) = ; К....

f (Е+1) =v; f; 7, (2) (Я) =v f °, т

f(a+1-S)=v, f; y . Е-, Функции v и v" формируют блок б формирования переноса, функции

f(e), f(E+>), f(E,-8), (Я+1-8), ; формируют блок 7 управления на своих выходах с первого по пятый.

При позиционно-остаточном представлении суммируемых чисел в виде а „ = (C, < д ° ° ° с ), ъ;=(р,,р,,..., р„); (3) сложения в каждом S-ичном сумматоре выполняется по совокупности оснований системы остаточных классов по правилам СОК, т.е.

Е =(к, +P,, х,+P,,...,м„+P„), 1 > 2 / 2 1 У ) )

z -s« +Р -(4 г+p,-()р, f +! S(oc,i-)1+1 (Б)р,,oc +Ð,+1-(S),,,..., „+P„+1-(S), ), (4) I 273925 4 где ot., P — остатки от деления

S-ичных цифр íà j-ые основания СОК, которые должны удовлетворять

Tl условиям

Р= П P °, P 2$, S=2 (1=8-16).. (5)

Р

J =!

Если размеры оснований СОК таковы, что для представления их остатков требуется не более шести двоичных разрядов, т.е. 0 6, то блоки

3.1,...,3.п, 4.1,...,4.п, 5.1,..., 5(n — 1) целесообразно выполнять на основе табличной арифметики СОК.

В общем случае целесообразно выбирать.такие основания СОК, для которых

10 (6) Блок 6 формирования переноса ра- Ы5 ботает в соответствии с формулой (1)

Р редставляет собой память íà (S-1)х х l бит и может быть выполнен в виде ($)р,=!и($)р,=Оф

J 3 тогда для оснований, удовлетворяющих условию (S)p = О, справедливо

У

E. =E -S и Я+1=Я+I-S, а для оснований, удовлетворяющих условию (S),. 1

Р1 справедливо F =с+1-S Среди оснований СОК, выбранных для кодирования S-ичных цифр, только одно может удовлетворить условию ($)р. = О (треJ бование взаимной простоты оснований), а остальные — условию ($) . = — 1. е J .Исходя из изложенного для $=2 и оснований, удовлетворяющих условиям (6), при P 2S на фиг.1 представлена функциональная схема S-ичного сумматора.

Для получения максимального быстродействия и минимума аппаратных затрат целесообразно блоки 3.1

З.п, 4.1,...,4.п, 5.1,...,5.(n-l) выполнить табличными. Это означает,. что на информационные входы мультиплексоров 8.1,...8.п результаты по- 40 ступают с блоков 3.1,,З.п, 4.1, ...,4,п, 5.1,...5.(n-l) в коде 1 из

P . Шифраторы 9.1,.. ° 9.п преобразуют ! выходы мультиплексоров 8.1,...8.п из кода 1 из P в двоичный код. КажJ дый шифратор состоит из 7 =(log P j/

t (х! — наименьшее целое, большее или равное х / элементов ИЛИ. Каждый из P выходов j-го мультиплексора разводится на входы тех элементов

ИЛИ j-го шифратора, сумма двоичных весов которых равна номеру этого выхода. (S-1) элементов И íà и входов, подключенных выходами на входы одного элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом блока 6 формирования переноса (формирует ч;). Кроме того, в состав блока 6 формиро вания переноса входит элемент И на п входов, формирующий на втором выходе сигнал v. . С блоков 3.1,..., З.п на этот элемент И поступают выходы с номерами, соответствующими

S-ой оснастке кодовой матрицы размера 2 (S-1) строк и и столбцов.

S-ичный сумматор работает следующий образом.

Слагаемые, представленные кодом

СОК в виде а;=(о(,,y,...,tx„) и b;=

=(P,, P,...,P ), по совокупности п оснований поступают на соответствующие регистры I и 2.

В соответствии с (4) блоки 3.1, ...,З.п формируют суммы (f ), блоки 4.1 4.п формируют суммы, увеличенные на единицу (Я+1), блоки

5.1,...,5.(n-l) формируют суммы, уменьшенные на основание системы счисления (Я -S) . Основания Р, можно подобрать так, чтобы они удовлетворяли условиям (6). Из всех и оснований только одно P = 2 может быть выбрано так, чтобы ($)I = О.

В частном случае при S = 2 = 256 ($) =- О, Это означает, что по этому основанию f = E --S и Е+1=Е+1-S.

Остальные основания СОК выбираются так, чтобы ($)р -1, 1=2,п, При этом по этим основайиям f = f +1-".

С выходов блоков 3.1,...,3.п

4.1,...,4.п, 5.1,...,5.(n-l) результаты в коде из P поступают на ин1 формационные входы соответствующих мультиплексоров 8.1,...8.п. Одновре.менно результаты с блоков 3.1,..., З.п, в коде 1 из Р1 поступают на вхо,ды блока 6 формирования переноса, который на своих первом и втором выходах формирует сигнал v переноса и

t сигнал v возможного переноса. Эти сигналы поступают на первый и второй входы блока 7 управления, который в соответствии с (2) формирует на своих пяти выходах сигналы управления, используя при этом поступающий на третий вход сигнал функции . входного переноса (вход 13). Для управления мультиплексорами 8.1,..., 8.п на выходе блока 7 управления имеются элементы KIN 10 — 12, которые

5 в соответствии с условиями (6) формируют сигналы

f (Е, Е *11-$) =f ((О Ч f (E+1-$), f Ы E -S) = f (E) M f (Е-S), f (F+1, Е +1-S) =f (Е+1) Ч f (Я+-S), 1273925 6 объединены между собой и подключены к выходам соответствующих подрегистров второго регистра $ ичных цифр слагаемых, первый вход перво— го блока формирования сумм, уменьшенных на основание системы счислеа также сигнал выходной функции переноса Г; (Bblxgp, 14) В зависимости от значений сигналов f;,, v, и

v в соответствии с таблицей через мультиплексоры 8.1,...,8.п на шифраторы 9.1,...9.п в коде 1 из Р. передается одна из величин F Е +1 Я -S по соответствующим основаниям СОК.

Шифраторы 9.1,...9.ri преобразуют по каждому из оснований код 1 из P в двоичный код. В результате на их выходах образуется результат работы

S-ичного сумматора, представленный кодом COK rio совокупности из и оснований.

15

Формула изобретения ны соответственно с первым и вторым входами блока управления, о т л и — 40 чающий ся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены (n-1) блоков формирования сумм, уменьшенных на основание системы счисления, и мультиплексоров, и шиф-45 раторов и три элемента ИЛИ, первые входы блоков формирования сумм, кроме первого, блоков формирования сумм, уменьшенных на кроме первого, и блоков формирования сумм, уменьшен- 50 ных на основании системы считывания соответственно объединены между собой, вторые входы блоков формирования сумм, кроме первого, блоков формирования сумм, увеличенных на "1", 55 кроме первого, и блоков формирова1 ния сумм, уменьшенных на основание системы счисления соответственно, S-ичный сумматор, содержащий два. 25 регистра S-ичных цифр слагаемых, состоящие из п подрегистров (n — количество оснований системы осадочных классов), и блоков формирования сумм, п блоков формирования сумм, увели- 30 ченных иа единицу, блок формирования переноса,. блок управления, первые входы блоков формирования сумм соединены с выходами соответствующих подпегистров первого регистра S-ичных цифр слагаемых, выходы переноса и возможного переноса блока формирования переноса соединения, соединен с первым входом первого блока формирования сумм, второй вход первого блока формирования сумм, уменьшенных на основание системы счисления, соединен с вторым входом первого блока формирования сумм и с выходом первого подрегистра второго регистра S-ичных цифр слагаемых, выходы и блоков формирования сумм подключены к соответствующим входам блока формирования переноса и первым информационным входам соответствующих мультиплексоров, вторые информационные входы которых соединены с выходами и соответствующих блоков формирования сумм, увеличенных на 1", выходы (n-1) блоков формирования сумм, уменьшенных на основание системы счисления, соединены с третьими информационными входами мультиплексоров, кроме первого, выходы и мультиплексоров соединены с входами соответствующих шифраторов, выходы которых являются S-ичного сумматора, информационный третий вход блока управления является входом функции переноса

S-ичного сумматора, первые управляющие входы всех мультиплексоров, кроме первого, объединены и подключены к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента ИЛИ и подключен к первому выходу блока ( управления, вторые управляющие входы всех мультиплексоров, кроме первого, и первый вход третьего элемента ИЛИ объединены и подключены к второму выходу блока управления, третьи . управляющие входы всех мультиплексоров, кроме первого, и первый вход второго элемента ИЛИ объединены и подключены к третьему выходу блока управления, второй вход первоro элеI мента ИЛИ объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход блока управления является выходом функции переноса S-ичного сумматора, выход второго элемента

ИЛИ соединен.с первым управляющим входом первого мультиплексора, вы7

1273 ход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым управляющим входом первого мультиплексора, причем блок управления содержит с первого по третий элемента НЕ, с первого по седьмой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, вход третьего элемента НЕ является третьим информационным входом блока управления и соединен с первыми входами первого, четверто- >0 го, шестого и седьмого элементов И, вход второго элемента НЕ является вторым информационным входом седьмого, второго и первого элементов

И, вход первого элемента НЕ явля- 15 ется первым информационным входом блока управления и соединен с первыми входами второго, пятого элемента

И и вторым входом шестого элемента

925 8

И, выход первого элемента НЕ соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с третьими входами четвертого и пятого элементов И, выход третьего элемента .НЕ соединен с первым входом третьего элемента И и с вторым входом пятого элемента И, выходы первого и второго элемента И, шестого и седьмого элемента И соединены соответственно со входами первого и второго элементов ИЛИ, выход которого является первым выходом блока управления., выходы пятого, четвертого, третьего элементов И и первого элемента ИЛИ являются соответственно вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока управления.

)273925

Составитель M.Åñåíèíà

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

P едак тор С . Лис ина

Заказ 6478/47 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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