Арифметическое устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении процессоров ЭВМ и устройств обработки цифровой информации . Цель изобретения - сокращение аппаратных затрат. Указанная цель достигается тем, что в арифметическое устройство, содержащее схему сравнения , сумматор по модулю два, узел формирования знака, группу сумматоров по модулю два, узел формирования суммы и разности и узел формирования переноса , введен коммутатор чисел с соответствующими связями. 3 ил. с Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПжЛИН (У1) G 06 F 7/38, 7/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н в втаванавю авнавтввватвн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И СТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4663106/24 (22) 15. 03.89 (46) 15.03.91. Вюп. р 10 (72) О.А. Изосимов, В.П. Седов и В.А. Виллер (53) 681.325(088.8) (56) Алексеенко А.Г., шагурин И.И, Микросхемотехника. — И.: Радио и связь, 1982, с. 124, рис. 3.12б.

Авторское свидетельство СССР

1 1290298, кл. С 06 F 7/38, 7/50, 1984.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении процессоров ЭВИ и устройств обработки цифровой информации.

Цель изобретения — сокращение аппаратных затрат, На фиг, 1 представлена графическая схема алгоритма работы арифметического устройства; на фиг. 2 — его стру гурная схема; на фиг. 3 — вариант конкретного исполнения функциональной схемы двухразрядного арифметического устройства.

На фиг. 1 введены следующие обозначения: А, В и К вЂ” первый, второй операнды и результат операции соответственно;.S(А), S(B) и S(R) — знаки операндов н результаты операции;,,SU„„1635172 А 1

2 (54) АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении процессоров ЭВИ и устройств обработки цифровой информации. Цель изобретения — сокращение аппаратных затрат, Указанная цель достигается тем, что в арифметическое устройство, содержащее схему сравнения, сумматор по модулю два, узел форюмрования знака, группу сумматоров по модулю два, узел формирования суммы и разности и узел формирования переноса, введен коммутатор чисел с соответствующими связями. 3 ил.

K0II — код операции, выполняемой арифметическим устройством, причем ноль соответствует сложению, а единица — ф вычитанию; С и П вЂ” промежуточные переменные; С вЂ” число С в дополнительном коде.

Обработка операндов производится следующим образом (фиг. 1).

Сначала сравниваются модули операндов, после чего переменной С присваивается значение меньшего числа, а переменной D — - большего. Затем анализируются знаки операндов и код операции. При выполнении вычитания чисел Й с одинаковыми знаками и сложения чисел с разными знаками производится преобразование меньшего числа в дополнительный код, а затем сложение его, с большим. При выполнении вычитания

16351 72 чисел с разными знаками и сложения чисел с одинаковыми знаками числа складываются без преобразования. Ре .зультат операции всегда получается в прямом коде.

Арифметическое устройство (фиг.2) содержит схему 1 сравнения, сумматор

2 по модулю два, узел 3 формирования знака, группу 4 сумматоров по модулю два, узел 5 формирования суммы и разности и узел 6 формирования переноса, причем входы первой группы схемы 1 сравнения соединены с входами 7 разрядов первого операнда устройства, ервый вход сумматора ? по мор-,лю а а соединен с входом 8 ., " 1.рвого веранда устройств-а н . . . .ч «ходом узла 3 формирования знак-:, гторой и третий чходы сумматор" 2 чо мод 7:п 20 д л с;-.e,и челн " з з,"."1 " знк. " -,рог0 операнда ус гройств ч с 3.,опг м 10 кода операции со:>.гветственпо,; т рой о jj !; 1 i|о:мч. » ;ения наина соегцт <".÷ с л ?:<йр;oi < Ц > i5олт,пк 1 с -pip,! 2с ..равнения, а его выход подключен г выходу 1 1 з пака устро."- сева . ветхо

"Больше" схемы 1 сравнения соедиг«н с выходом 12 результата сравнения устройства, выходы группы 4 сумматоров ЗО пп модулю два соединены с соответствуницнми входами первой группы узла 6 формирования переноса, входы первой группы узла 5 формирования суммы и разности соединены с соответствуяицимм выходами узла 6 формирования переноса, 35 выходы узла 5 формирования суммы и ра з нос ти соединены с выходзеяе 1 3 раз рядов результата устройства. Кроем того, ариФметическое устройство содержит каеемутатор 14 чисел, причем ннФормайноааые входы первой и второй групп коьвеутатора 14 чнсел соединены с входами 7 н 15 разрядов первого и второго операпдов устройства соответственно, вход управления коеиутатора

14 чисел соединен с выкодом "Не больше" схемы 1 сравнения, выходы первой группы коммутатора 14 чисел соединены с входами второй группы узла 5 формирования суммы и разности и с входами второй группы узла 6 формирования переноса, выходы. второй группы коммутатора 14 чисел соединены с первыми входами группы 4 сумматоров по модулю два, устройство также содержит элемент

16 ИСКДОЧАЮЩЕК ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом переноса уз а 6 формирования переноса, а выход подключен к выходу 17 переноса устройства, выход сумматора 2 по модулю два соединен с третьим входом узла 3 формирования знака, со вторыми входами группы 4 сумматоров по модулю два, с входом переноса узла 5 формирования суммы и разности, с входом переноса узла 6 формирования переноса и со вторым входом элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы второй группы схемы 1 сравнения соединены с входами 15 раэрядов второго операнда устройства, а входы третьей группы узла 5 формировашы суммы и разности соединены с соответствующими выходами группы 4 сум:аторов по модучю два, узел 3 фор и,>ования знака содержит:злсмент 18 И-НЕ и элемент 19 РАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем первый вход элемента 19 РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен и первому входу узла 3 формирования знака, первьй и второй входы элемента 18 И-НЕ подключены ко второму и "ретьему лхо,цы. „:..л,з 3 формирования знака >.; зет;:твеняо, вих ;. элемента 18 И-НЕ соединен со вторым входом элемента 19 РАВНОЗНАЧНОСТ1.. выход которого подкло е . к выходу ла 3 формирования знака, Устройство работает следующим образоее, Первый и второй операнды, представленные в прямом коде, поступают на входы 7 и 15 а их знаки - на входы

8 и 9 соответственно. Схема 1 сравнения определяет какое из чисел меньше и вырабатывает соответствующий сигнал, который поступает на управляющий вх, кокмутатора 14 чисеп. Коммутатор 14 чисел коммутирует первый и второй операнды таким образом, что больший из них поступает на входы второй группы узла 5 и входы второй группы узла

6, а меньший - аа первые входы группы 4 сумматоров по модулю два. Сумматор 2 по модулю два вычисляет логическую функцию 6 S(A) ®Я(В)(+) КОП, которая принимает:единичное з;.ачение

1 при сложении чисел с разными знаками и при вычитании чисел с одинаковыми знаками. Лог. "1" на выходе сумматора

2 по модулю два разрешает группе 4 сумматоров по модулю два инвертировать меньшее по абсолютной величине число, а узлам 5 и 6 - прибавить единицу в младшем разряде для перевода меньшего по модулю числа в дополнительный код. Jlor. "1" на выходе сумматора 2 по модулю два, поступая на

1635172 второй вход элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, разрешает инвертирование сигнала переноса из старшего разряда, формируемого узлом 6 ° Если логическая функция, вычисляемая сумматором 2 по модулю два, принимает нулевое значение, которому соответствует лог."О", то меньшее по модулю число поступает ! на входы первой группы узла 5 и входы первой группы узла 6 без преобразования, а на входы переноса узлов

5 и 6 и на второй вход элемента 16

ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ поступает лог. "0".

Узел 3 формирования знака реализует логическую функцию 5(Н) =S(A) Q+G.l, 10 где 5 — логический сигнал на выходе сумматора 2 по модулю два, à M — логический сигнал на выходе "Не больше" 20 схемы 1 сравнения °

Принцип действия узла 5 формирования суммы и разности и узла 6 формирования переноса широко известен и описан в (1) . 25

Конкретный вариант построения устройства (фиг. 3) содержит сумматоры

20 по модулю два, мультиплексоры 21 и элемент НЕ 22, образующие схему 1 сравнения, днун:. правленные ключи 23 и 30 элемент Нl: 24, образующие коммутатор

14 чисел, сумматоры 25 и модулю два, образующие узел 5 формирования суммы и разности и мажоритарные элементы

26, образующие узел 6 формирования переноса.

Формула и з о б р е т е н и я

Арифметическое устройство, содержащее схему сравнения, сумматор по модулю два, узел фоРмиРования знака, 4О группу сумматоров по модулю два, узел формирования суммы и разности и узел формирования переноса, причем входы первой группы схемы сравнения соединены с входами Разрядов пеРвого опе- 45 ранда устройства, первый вход сумматора по модулю два соединен с входом знака первого операнда устройства и с первым входом узла формирона..ия знака, второй и третий входы с.„ ммато- 5О ра по модулю два соединены с нхо,.;ом знака второго операнда устройства и входом кода операции соответстненио, второй вход узла формирования

11 11 знака соединен с выходом Не больше схемы сравнения, а его выход подклю" чен к выходу знака устройства, выход

"Вольше" схемы сравнения соединен с выходом результата сравнения устройства, выходы группы сумматоров по модулю дна соединены поразрядно с входами первой группы узла формирования переноса, входы первой группы узла формирования суммы и разности соединены поразрядно с выходами узла формирования переноса, выходы узла формироьания суммы и разности соединены с выходами разрядон результата устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратных затрат, оно содержит коммутатор чисел и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а узел формирования знака содержит элемент И-HE u

1элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем информационные входы первой и торой групп коммутатора чисел соединены с нходамп разрядов первого и второго операндов устройства соответственна, вхоп управления коммутатора чисеп соединен с выходом Не больше" схемы сравнения, выходы первой группы коммутатора чисел соединены с нходамп второй группы узла формирования суммы и разности и с входами второй группы узла формирования переноса, выходы второй группы коммутатора чисел соединены с первыми входами группы еумматороп по модулю дна, первый вход элемента ИСКЛОЧЛ10llgE ИЛИ соединен с выходом переноса узла формирования переноса, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу переноса устройства, выход сумматора по модулю два соединен с -ретьим входом узла формирования знака, со вторыми входами группы сумматоров по модулю два, с входом переноса узла формирования суммы и разности, с входом переноса узла формирования переноса и со нторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы второй группы схемы сравнения соединены с входами разрядов второго операнда устроиства, а входы третьеи группы узла формирования суммы и разности соединены поразрядно с выходами группы сумматоров по модулю два, первыи вход элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ узла формирования знака подключен к первому входу узла формирования знака, первый и второй входы элемента И-НЕ узла формирования знака подключены ко второму и третьему входам узла формирования знака соответственно„ выход элемента И-НЕ узла формирования знака соединен со вторым входом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ узла, выход которого подключен к выходу узла формирования знака.

16351 72 итог! б35! 72

Редактор А. Долинич

Заказ 756 Тираж 397 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Прои- водственно-иэдательсккй комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 (4)

Составитель Ю. Варакин

Техред Л.Олийнык Корректор С. Черни