Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю р.

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано в комплексах и устройствах, работающих в системе остаточных классов и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1168934. Цель изобретения - повышение достоверности вычислений, Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю Р содержит первый информационный вход 1, первый входной регистр 2, дешифратор 3, группу ключевых элементов 4, группу элементов И 5, первый элемент ИЛИ 6, выходной регистр 7, выход 8, второй информационный вход 9, второй входной регистр 10, сумматор 11 по модулю Р, шину 12 значения Р, первый элемент И 13, шину 14 управления сложением, второй элемент И 15, шину 16 управления вычитанием, второй элемент ИЛИ 17, приемный регистр 18, схему 19 сравнения, счетчик 20, шину 21 запуска, генератор 22 импульсов, третий и четвертый элементы И 23, 24, умножитель 25 частоты, кольцевой регистр 26 сдвига, группу счетчиков 27, рабочий регистр 28 шину 29 управления, дополнительный счетчик 30, дополнительную схему 21 сравнения , регистр 32 константы, третий элемент ИЛИ 36 и выход 37 Достоверно устройства с соответствующими функциональными связями , 1 ил, (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s G 06 F 7/72

ГОСУДАР СТО Е HHbl й, КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1168934 (21) 4897596/24 (22) 29.12.90 (46) 30,07.92, Бюл. N 28 (7i) Производственное объединение "Коммунар" (72) А. В. Николотов и A. В. Шатохин (56) Авторское свидетельство СССР й. 1168934, кл. G 06 F 7/72, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОМ(ЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ ЧИСЕЛ ПО МОДУЛ!О Р (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано в комплексах и устройствах, работающих в системе остаточных классов и является усовершенствованием устройства

rlo авт. св. N. 1168934. Цель изобретения— ,повышение достоверности вычислений; Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю Р содержит первый информаци„, Я2, „1751756A2

2 онный вход 1. первый входной регистр 2, дешифратор 3, группу ключевых элементов

4, группу элементов И 5, первый элемент

ИЛИ 6, выходной регистр 7, выход 8, второй информационный вход 9, второй входной регистр 10, сумматор 11 по модулю Р, шину

12 значения Р, первый элемент И 13, шину

14 управления сложением, второй элемент

И 15, шину 16 управления вычитанием, вто.рой элемент ИЛИ 17, приемный регистр 18, схему 19 сравнения, счетчик 20, шину 21 запуска, генератор 22 импульсов, третий и четвертый элементы И 23, 24, умножитель

25 частоты, кольцевой регистр 26 сдвига, группу счетчиков 27, рабочий регистр 28, шину 29 управления, дополнительный счетчик 30. дополнительную схему 21 сравнения, регистр 32 константы, третий элемент

ИЛИ 36 и выход 37 "Достоверно" устройства с соответствующими функциональными связями, 1 ил, 1тб1т;6

ЗО

Изобретение относитсл к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в комплексах и устройствах, работающих в системе остаточных классов и является усовершенствованием устройства по авт, св. М 1168934.

Известно устройство для сложения и вычитания по модулю Р, содер>кащее дешифратор и группу ключевых элементов, первый и второй регистры, приемный регистр,. выходной регистр, группу элементов

И, генератор импульсов, умножитель частаты, счетчик, кольцевой регистр сдвига (КРС), сумматор по модулю Р, схему сравнения, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, причем первый информационный вход устройства через первый входной регистр подключен к входу дешифратора, выходы которого подключен к первым входам соответствующих клокачевых элементов группы, выходы которых подключены K первым Входам соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, вы-, хоц которого подкл>очен к входу выходного регистра, выход которого являетсл выходом устройства, второй информационный вход устройства подключен к входу второго входного регистра и к первому входу сумматора по модулю Р; второй вход которого соединен с входом передачи модуля P устройства, выходы второго входного регистра и сумматора по модул а Р соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом приемного регистра, выход которога соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом счетчика, вторые входы первого и второго элемента И соединены соответственно с шинами управленил сложением и вычитанием устройства, управляющий вход генератора импульсов соединен с шиной запуска устройства, а выход — с первыми входами третьего и четвертого элемента И, выход третьего элемента И через умножитель частоты подключен к входу КРС, выходы разрядов которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, вь,— ход четвертого элемента И подключен к в><оду счетчика, выход схемы сравнения подключен к вторым входам ключевых элементов группы, к третьим входам элементов

И группы и к вторым входам третьего и . четвертого элементов И, Недостатком известного устройства являетсл низкал достоверность вычислений, обусловленная отсутствием схемы обнару>кения ошибок.

Цель изобретения — повышение дасr<>верности вычислений, Поставленнал цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены дополнительный счетчик, дополнительная схема сравнения, третий элемент ИЛИ, группа из m счетчиков, рабочий регистр и регистр константы, причем разрядные выходы КРС соединены соответственно со счетными входами m счетчиков группы, выходы которых соединены соответственно с информационными входами рабочего регистра, управляющий вход которого соединен соответственно с управляащим входом устройства, а выход рабочего регистра соединен со счетным входом дополнительного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первой группы дополнительной схемы сравнения, входы второй группы которой соединены соответственно с разрядными выходами регистра константы, выход "Равно" дополнительной схемы сравнения соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого лвляется выходом признака "Достоверно" устройства, выходы "Больше" и "Меньше" дополнительной схемы сравнения саединены с вторым и третьим входами третьего элемента ИЛИ и с первым и вторым управляющими входами выходного регистра.

Сущность изобретения состоит в повышении достоверности вычислений за счет эффективного обнаружения ошибок при вычислениях без дополнительно вводимой информационной избыточности.

Возможность такого решения заключается в использовании следующего свойства КРС: количество единиц, записанных в разрядах

КРС после любого количества сдвигов остается постоянным, Для пояснения обозначим; Р— модуль, по которому работает устройство; n — количество двоичных разрядов, составля>ощих, в свою очередь, разряды КРС, n=-(1оц2 (P- 1))4-1; РН-й разряд КРС;

Wi (Pi) -вес i-го разряда (количество единиц) КРС, Pi=(n+1).

С уче>ам обозначений описанное свойство КРС математически представллетсл в виде соотношения

Я;(Р;) = p=const

I — o

После каждого сдвига КРС производится подсчет количества единиц, которое и сравнивается с величиной p: если.

i=o

Ю(Р!) =- р, то результат вычислений досто1751756 верный, в противном случае результат, за исключением воэможности коррекции на исправление одиночной ошибки, если

i =о

Wi(Pi)= р+ 1, — недостоверный„

На чертеже представлена структурная схема устройства, На схеме обозначено: 1 — первый информационный вход устройства, 2 — первый входной регистр, 3- дешифратор, 4 — группа ключевых элементов, 5 — группа элементов

И, 6 — первый элемент ИЛИ, 7 — выходной регистр, 8 — выход устройства, 9 — второй информационный вход устройства, 10 — второй входной регистр, 11 — сумматор по модулю Р, 12 — шина подачи значения модуля

Р, 13 — первый элемент И, 14 — шина призна-. ка операции сложения, 15 — второй элемент

И, 16 — шина признака операции вычитания, 17 — второй элемент ИЛИ, 18 — приемный регистр, 19 — схема сравнения, 20 — счетчик, 21 — шина запуска устройства, 22 — генератор импульсов, 23 — третий элемент И, 24— четвертый элемент И, 25 — умножитель час- 25 тоты в K=tlogz(P — 1))+1 раз, 26 — КРС, 27— группа из m счетчиков, 28 — рабочий регистр, 29 — шина управления регистром 28, 30 — дополнительный счетчик, 31 — дополнительная схема сравнения, 32 — регистр кон- 3< станты, 33 — выход дополнительной схемы сравнения при Л =- О, 34 — выход дополнительной схемы сравнения при Л=+ 1,35— выход дополнительной схемы сравнения при Л= — 1,36 — третий элемент ИЛИ, 37— выход "Достоверно" устройства.

Первый информационный вход 1 устройства подключен к входу первого входного регистра 2, выход которого подключен к входудешифратора 3, выходы которого под- 40 ключены к первым входам соответствующих ключевых элементов 4 группы, выходы которых подключены к первым входам элементов И 5 группы. выходы которых через первый элемент ИЛИ 6 подключены к входу 45 выходного регистра 7, выход 8 которого является выходом устройства.

Второй информационный вход 9 устройства подключен к входу второто входного регистра 10 и к первому входу сумматора

11 по модулю Р, к второму входу которого подключена шина 12 подачи значения модуля P. Выход регистра 10 подключен к первому входу первого элемента И 13, к второму входу которого подключена шина

14 подачи сигнала признака кода операции сложения, Выход сумматора 11 подключен к первому входу второго элемента И 15, ко второму входу которого подключена шина

16 подачи сигнала признака кода операции вычитания. Выходы элементов И 13 и 15 через второй элемент ИЛИ 17 подключеньt к входу приемнОго регистра 18, выход которого подключен к первому входу схемы 19 сравнения, к второму входу которой подключен выход счетчика 20. Управляющий вход 21 устройства подключен к шине запуска генератора 22 импульсов, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И 23 и 24. Выход третьего элемента И 23 подключен к входу счетчика 20, а выход четвертого элемента И

24 подключен к входу умножителя 25 частоты в К=- C ogz(P — 1))+1 раз, выход которого подкл:очен к сдвигающим входам разрядов

КРС 26, Выход схемы 19 сравнения подключен к вторым входам элементов 23 и 24, а также к третьим входам элементов И группы

5 и к управляющим входам ключевых элементов 4 группы, Выходы разрядов KPC 26 подключены к входам счетчиков 27 группы, выходы которых подключены к соответствующим разрядам регистра 28, к управляющему входу которого подключена шина 29.

Выход регистра 28 подключен к входу дополнительного счетчика 30, выход которого подключен к первому входу дополнительной схемы 31 сравнения. к второму входу которой подключен выход регистра 32 константы, а выходы 34 (Л=+ 1) и 35 (Л = — 1) подключены к входам "+1" и "-1" выходного

7 регистра и также совместно с выходом 33 той же дополнительной схемы 31 сравнения — к входам третьего элемента ИЛИ 36, выход

37 которого является выходом "Достоверно" устройства.

Устройство работает следующим образом.

На вход 1 подается первый операнд А, а на второй 9 вход-второй операнд В. Сигнал с выхода дешифратора 3 поступает на первый вход А-ro ключевого элемента 4.

При реализации операции модульного сложения операнд В через открытый элемент И 13 (14) поступает(через элемент ИЛИ

17) на вход регистра 18. Сигнал шины 21 запускает генератор 22 импульсов, с выхода которого импульсы через открытые элементы и 23 и 24 поступают соответственно на вход счетчика 20 и на вход умножителя 25, с выхода которого увеличенные по числу в К раз импульсы поступают на сдвигающие входы разрядов KPC 26. При совпадении значения содержимого регистра 18 (В или

P — В) с содержимым счетчика 20 выходной сигнал схемы 19 сравнения закрывает элементы И 23 и 24 и открывает соответствующую А-ю пару элементов 4 и 5,При этом содержимое А-ro разряда KPC 26 через А-й элемент И 5 и элемент ИЛИ 6 поступает в I 751756

Составитель В.Гусев

Техред М,Моргентал

Редактор A.Огар

Корректор Н.Бучок

Заказ 2692 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 выходной регистр 7. Одновременно после каждого сдвига разрядов КРС 26, счетчика

27 считают количество единиц (определяют

Я((Р()) в записи соответствующего разряда

КРС 26 и эти значения заносятся в регистр

28, По сигналу шины 29 содержимое регистра 28 считывается в счетчик 20, который опреоепэет эиэчеиие f )Сй (Р| ). Если это

)=о " значение совпадает с константой р, занесенной в регистр 32, то схема 31 сравнения выдает сигнал 33 (Л= О), что является признаком "Достоверно" устройства. Если сигнал 33 отсутствует (что свидетельствует о том, что g Wi(Pi) и р), то считэетсп, что

l=o. устройство не работоспособно и результат операции, занесенной в регистр 7, недостоверен, за исключением случая появления сигналов на выходах 34 или 35 при

i=o

W((Pi)= p = - 1, т.е, появления одиночной ошибки в выходном регистре 7 на единицу больше или меньше. В таком случае происходит коррекция одиночной ошибки путем добавления или вычитания ее в регистре 7 по входу "+1" или "-1" соответственно появлени)о сигналов 34 (А+1) и 35 (Ь=-1).

Формула изобретения

Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю P по авт. со, М 1168934, о т л и ч а )о щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности вычислений, в него введены дополнительный счетчик, дополнительная схема сравнения, третий эле5 мент ИЛИ, группа из m счетчиков, где m-количество разрядов кольцевого регистра сдвига, рабочий регистр и регистр константы, причем разрядные выходы кольцевого регистра сдвига соединены соответственно

10 со счетными входами m счетчиков группы, выходы которых соединены соответственно с информационными входами рабочего регистра, управляющий вход которого соединен с управляющим входом устройства, а

15 выход рабочего регистра соединен со счетным входом дополнительного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первой группы дополнительной схемы сравнения, входы

20 второй группы которой соединены соответственно с разрядными выходами регистра константы, выход "Равно" дополнительной схемы сравнения соединен с первым входом третьего элемента

25 ИЛИ, выход которого соединен с выходом признака "Достоверно" устройства, выходы "Больше" и иЫеньшеи дополнительной схемы сравнения соединены соответственно с вторым и третьим входами третье30 го элемента ИЛИ и с первым и вторым управля)ощими входами выходного регистра устройства.