Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах и устройствах, функционирующих в системе остаточных классов. Цель изобретения - повышение быстродействия. Цель достигается за счет устранения информационной избыточности разрядов кольцевого сдвигающего регистра, хранящих результат операций модульного сложения и вычитания, путем введения в устройство, содержащее дешифраторы 3 и 11, вычитатель 6, блоки 8,9 и 26 элементов И, блок 10 элементов ИЛИ, шифратор 12, элемент ИЛИ 13, группу элементов ИЛИ 14, приемный регистр 15, элементы И 16 и 18, кольцевой сдвигающий регистр 19, элементы 22 и 23 запрета, схему 24 сравнения и счетчик 25, элемента НЕ 17 с соответствующими связями. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4. G 06 F 7/72

I c -. iE4éÌ

БлБЛ;10,,д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4430083/24-24 (22) 24,05.88. (46) 30.12.89. Бюл. Ф 48 (72) О,Н,Фоменко, В.А.Краснобаев, В,П;Ирхин, В.М.Панков, А.А.Журавлев., С,В.Инанов и С,И.Куцый (53) 681.325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 9 1312572, кл. G 06 F 7/72, 1985.

Авторское свидетельство СССР

В 1388850, кл, G 06 F 7/72, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ ЧИСЕЛ ПО ИОДУЛ10 ф

„„ЯО„„ЫЗ292З а1

2 (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной .техники и может быть использовано в вычислительных машинах и устройствах, функционирующих в системе остаточных классов. Цель изобретения — повышение быстродействия. Цель достигается за счет устранения информационной избыточности разрядов кольцевого сдвигающего регистра, хранящих результат операций модульного сложения и вычитания, путем введения в устройство, содержащее шифраторы 3 и 11, вычитатель 6, блоки 8, 9 и 26 злемен3 1532923 гов И, блок 10 элементов ИЛИ, шифратор. 12, элемент ИЛИ 13, группы элементов ИЛИ 14, приемный регистр 15, элементы И 16 и 18 кольцевой сдвигае

5 ющий регистр 19, элементы 22 и 23 запрета, схему 24 сравнения и счетчик 25, элемента НЕ 17 с соответствующими связями, ил ., 2 табл.

Изобретение относится к автоматие и вычислительной технике и может

ыть использовано в вычислительных машинах и устройствах, функционируюих в системе остаточных классов.

Цель изобретения — повышение быстодействия.

На чертеже представлена схема устройства для сложения и вычитания чи-" сел по модулю. 20

Устройство содержит, первый информационный вход 1 устройства, вход 2 ,задания сложения устройства, первый ! дешифратор, второй информационный вход 4 устройства, вход 5 задания, 25 вычитания устройства, вычитатель 6, вход,7 задания модуля устройства, первый 8 и второй 9 блоки элементов ,И, блок 10 элементов ИЛИ, второй де,шифратор ll, шифратор 12, элемент

ИЛИ 13, группу элементов ИЛИ 14, при емный регистр 15, первый элемент

И 16, элемент НЕ 17, второй элемент

И 18, кольцевой сдвигающий регистр

l9, тактовый вход 20 устройства, вы-. ход 21 устройства, первый 22 и второй 23 элементы запрета, схему 24 сравнения, счетчик 25 и третий блок

26 элементов И.

Устройство работает следующим об- 40 разом„

В двоичном коде на вход 1 поступает операнд А,на вход 4 " операнд В, который также поступает на вход вычитателя 6 по модулю m на выходе ко- 45 торого получают значение (m-В). Сигнал "+" с входа 2 открывает первый блок 8 элементов И, через который и через блок 10 элементов ИЛИ операнд

В поступает на вход второго дешифратора 11. С выхода второго дешифратора

11 операнд В в унитарном коде поступает на первую группу входов шифратора 12, на вторую группу входов которого поступает через первый дешифратор 3 операнд А. В зависимости от соотношения операндов А и В на выходах элементов ИЛИ 14 группы формируется двоичное число, соответствующее количеству сдвигов регистра 19, а на выходе элемента ИЛИ 13 образуется сигнал, если направление сдвига правое. Сигнал с выхода элемента ИЛИ

13 поступает на первый вход элемента

И 16, а если сигнал отсутствует, то открывается элемент И 18, обеспечивая левое направление сдвига. С входа 20 на входы открытых элементов 22: и 23 запрета поступают импульсы. При совпадении состояний счетчика 25 и приемного регистра 15 схема 24 сравнения выдает сигнал, который закрывает элементы 22 и 23 запрета и откры". вает блок 26 элементов И, через который значение группы двоичных разрядов регистра 19 (результат операции модульного сложения) поступает на выход 2J устройства.

Пусть необходимо определить результат (А-В) modm. В этом случае, сигнал

"-" с входа 5 поступает на второй блок 9 элементов И. С выхода вычитателя 6 значение (m-В) через открытый. второй блок 9 элементов И, блок 10 . элементов ИЛИ поступает на второй дешифратор 11. Дальнейшая работа устройства аналогична определению результата операции модульного сложения.

Рассмотрим примеры конкретного вы-. полнения операции модульного сложения и вычитания для ш=7.

Исходное состояние регистра 19: — 0 — 1 — 1 -0-0-0 Первые три двоичных разряда соответствуют числу

"5", Число "3" соответствуеr сдвигу регистра влево на один двоичный раз- . ряд,"2" — вправо на один двоичный разряд и т,д, Составим таблицу для реализации операции модульного сложения.

В табл.1 отражены результаты опера" ции модульного сложения.

В табл.2 для построения шифратора

12 отражено необходимое количество тактов сдвига для каждой пары операндов А и В и направление сдвига. Сдвиг влево соответствует положительному направлению сдвига и отражен в таблице знаком "+".

1532923

Следовательно, группа элементов

ИЛИ 14 в данном случае состоит из двух элементов, которые, формируют четыре варианта чисел: 00, 01, 10, 11

В элементе ИЛИ 13 объединяются выходы коммутатора, которые помечены в табл.2 знаком

Пример 1. A=O, В=2. Необходимо определить (А+В) modm, Первый операнд A=O поступает на первый дешифратор 3, с выхода которого поступает на первый вход второй группы входов шифратора 12. Операнд В через первый ,блок 8 элементов И и блок 10 элементов ИЛИ поступает на второй дешифра-.. тор ll. С выхода второго дешифратора

ll поступает на третий вход первой группы входов шифратора 12. В приемном регистре 15 записано число 01 ;@ согласно табл.2, Сигнала с выл ода элемента ИЛИ 13 не поступает, а на элемент И 12 поступает сигнал. Им-, пульсы через открытые элементы 22 и

23 запрета поступают на сдвиг регист- 25 ра 19 и на счетчик 25. В момент совпа- " дения состояния регистра 15 и счетчика 25 (в счетчике 25 содержится -. значение 01) схема 24 сравнений формирует сигнал, закрывающий элементы 22 и 23 запрета и открывающий блок 26 элементов И. Состояние регистра 19 следующее: 0 - 1 - О - 1 - 1 - О - О

Содержание первых трех разрядов регистра 19 через блок 26 элементов И поступает на выход 21. Это и есть ре. зультат операции, Пример 2. A=Î, В=2. Необходимо определить (А-В) modm. В этом случае на первый вход второй группы . входов шифратора 12 поступает сигнал, 40

На шестой вход первой группы входов шифратора 12 также поступает сигнал (7-2 =5). В приемном регистре 15 записано число 00. Сигнала с выхода элемента ИЛИ 13 не поступает, а схема 45

24 сравнения в момент включейия устройства вырабатывает сигнал, закрывающий элементы 22 и 23 запрета и открывающий блок 26 элементов, Сдвиг не происходит. Состояние регистра 19 следующее: -1 — 0 — 1 — 1 - Π— D — 0

Содержимое первых трех двоичных разрядов регистра 19 представляет результат операции модульного вычиI тания.

Таким образом, в предлагаемом уст-.

;ройстве одновременно с уменьшением количества двоичных разрядов регистра

19, достигается непосредственное получение результата в группе левых разрядов регистра 19, Формула изобретения

Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю, содержащее первый и второй дешифраторы, нычитатель, приемный регистр, схему сравнения, счетчик, кольцевой сдвигающий регистр, шифратор, с первого по третий блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, первый и второй элементы запрета, первыйи второй элементы И, группу элементов ИЛИ и элемент ИЛИ, причем первый информационный вход устройства соединен с входом первого дешифратора, второй информационный вход устройства соЕдинен с первым входом первого бло" ка элементов И и с входом вычитаемого вычитателя, вход уменьшаемого и вывыход которого соединены соответственно с входом задания модуля устройства и с первым входом второго блока элементов И, входы задания сложения и и вычитания устройства соединены со-. ответственно с вторыми входами первого и второго блоков элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов ИЛИ, выход которого сое-. динен с входом второго дешифратора, выхрды приемного регистра и счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения, выход которой соединен с управляющими входами первого и второго элементов запрета, с первым входом третьего блока элементов И, входы разрядов второго входа которого соединены соответственно с выходами log m+1, где ш - величина модуля, младших разрядов кольцевого сдвигающего регистра, входы разрешения сдвига вправо и влево которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, тактовый вход устройства со-. единен с информационными входами.первого и второго элементов запрета, выход второго элемента запрета соединен со счетным входом счетчика, .о тл и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит элемент HE причем выход элемента ИЛИ через элемент HF соединен с первым входом второго элемента

1532923

Таблица 1

И, второй вход которого объединен с в вторым входом первого элемента И и соединен с выходом первого элемента запрета, выход третьего блока элементов И является выходом устройства, . выходы второго и первого дешифраторов соединены соответственно с входапервой и второй групп шифратора, в моды которого соединены с соответс вующими входами элемента ИЛИ и элентов ИЛИ группы, выходы элементов

И группы соединены с входами сооттствующих разрядов приемного рестра. 15

О 1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 О

2 3 4 5 6 О

3 4 5 6 0 1 2

4 5 6 О 2 3

560123 4

6 0 1 2 3 4 5

1

3

5

Таблица 2

3- 2- 12- 1- 1+

1- 1+ 3+

1+ 3+ О

3+ 0 2+

0 2+ 32+ 3- 21+ 3+ 0 2+

3+ 0 2+ 3О 2+ 3" 22+ 3- 2- 13- 2- 1- 1+

2- l- 1+ 3+ !

- l+ 3+ 0

1

3

5

Составитель А.Клюев

Редактор Л,Пчолинская ТехредЛ„Олийнык Корректор М.Кучерявая

Заказ 8100/53 Тираж 668 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,!01