Табличный сумматор-вычислитель в системе остаточных классов

 

1,б.-,бл;.; u ä:::., иI. I." . l,.

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (!1) 446056

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 13.04.71(21) 1646533/18-24 (51) М. Кл.

С- 06 f 7/38 с присоединением заявки №вЂ”

Государстеениый комитет

Соаета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05. 10.74. Бюллетень № 37 (ЬЗ} УДК 681.32.5 (088.8) Дата опубликования описания 24.04.75 (72) Авторы изобретения

Ю.П.Соборников, Н, А. Долинская и А, П. Пахомова

1 (71) Заявитель

Институт автоматики (54) ТАБЛИЧНЫЙ СУММАТОР-ВЫЧИТА 1 ЕЛЬ В

СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для устройств, функционируюших в системе остаточных классов (СОК ).

Известны табличные сумматоры-вычитатели, содержашие три двоично-десятичных операндных дешифратора с входными кодовыми шинами, первый из которых соединен своими выходами со входами первой группы ключевых схем, выходы которых связаны с входами соответствуюших входных вентильных сборок, второй дешифратор выходами подключен к соответствуюшим входам формирователей, входы первого и второго дешифраторов соединены с шиной управляюше- 1 го сигнала, выходную вентильную сборку и импульсные усилители выходных сигналов, Цель изобретения — повышение быстродействия и упрошение устройства.

С этой целью в предложенный табличный gp сумматор-: вычитатель; введены координатноузловые трансформаторы, пассивная кодовая линейка и вторая группа ключевых схем.

Причем выходы входных вентильных сборок и формирователей соединены через со-, 25 ответствуюшие первичные обмотки коорди>натно-узловых трансформаторов, а вторичные обмотки которых соединены с соотвеч- . ствуюшими входами выходных вентильных сборок и выходы этих вентильных сборок связаны с началами кодовых шин пассивной кодовой линейки, концы которых соединены с выходами второй группы ключевых схем, соединенных по входам с соотI ветствуюшими выходными шинами третьего дешифратора; выходы пассивной кодовой линейки соединены с соответствуюшими входами импульсных усилителей выходных сигналов, B отличие от известных в предложенном табличном сумматоре-вычитателе в

СОК дополнительно к свойствам симметрии двухаргументных таблиц остаточных арифметических операций используются микроструктурные свойства таблиц, обес11 чиваюшие однозначность взаимного отображения значений функции между сходно расположенными квадратными табличными конфигурациями (базовыми квадратами), t начиная с базового квадрата со стороной

446 0б 6 в 2 значения аргументов и более. Это . позволяет свести определение узловых . значений арифметических таблиц к поиску их в группе только неравнозначных мест одного базового квадрата. С целью дву» кратного ускорения обшего быстродействия табличной схемы расшифровку значений мест в зависимости от номеров квадратов, составляюших таблицу, можно . производить параллельно с поиском. Для табличного сумматора-вычислителя исполь» зуется принцип построения с учетом реальных задержек элементов, без внутренней логической тактировки. В схеме применена только одна "свернутая" пассивная кодовая линейка на радиочастотных ферритах с фиксированием кодов проводниками прошивки.

Реализация предложения иллюстрируется на машинном л ножистве взаимно-простых модулей целочисленной неизбыточ ной СОК:

32, 31, 29, 27, 25, обеспечиваюшим чис»ловой диапазон М= 19.418.400.

С целью минимизации оборудования и временного запаздывания сумматора-вычитателя базовым квадратам для принятого множества модулей СОК (32, 31, 29, 27, 25 выбраы квадрат со стороной в ю

2, ф1 =3. Всем неравнозначным узлам базового квадрата присвоены порядковые нол ера состояний. В базовых квадратах таблиц сложения одинаковые номера состояний располагаются параллельно побочной диагонали и параллельно главной диагонали в квадратах таблиц вычитания. Кодирование всех узлов базового квадрата обеопечивается только с помошью 2 1 = 15

n „ различных состояний, а не . 2 = 64, an что и определяет его экономичную аппаратурную реализацию. Внутренняя тождественность характерна и для группы базовых квадратов, расположенных вдоль побочной (главной) диагонали-таблицы остаточного сложения (вычитания ); число таких групп базовых квадратов — 7.

При схемной реализации только одного базового квадрата определение любого узлового значения таблиц остаточных ариф» метических операций сводится к поиску номера состояния этого значения среди нол:еров состояний базового квадрата и к параллельной во времени расшифровке значения искомого состояния в зависимости от номера группы базовых квадратов.

Это позволяет ограничиться фиксированием в пассивной кодовой линейке числа кодов, равного произведению числа номеров состояний базового квадрата на число групп тождественных базовых квадратов таблицы:

15х7-105, а не к квадрату значения модуля С0К как в обычных ПЗУ, т. е. на по- рядок меньшего, Принципиальная схема табличного сумматора-вычитателя приведена на чертеже, Двоично-десятичные операндные дешифраторы 1-3 с входными кодовыми шинами

4-7 и шиной управляюшего сигнала 8 вы10, полнены в соответствии со сверткой габли цы помодульных операций до величины базового квадрата и служит для преобразования частей операндных кодов. в десятичные коды (от О до 7) соответственно номеров столбцов и строк реализуемого базового квадрата 00-00 и номеров табличных базовых квадратов (от ОО««ОО до

11-11, т. е. от О до 15) ° Выходы 9, 20 . 10 дешифраторов 1, 2 соединены соответ ственно с входами первой группы ключевых схем 11 и формирователей 12, в ис ходном состоянии закрытых. Выходы 13 дешифратора 3 с учетом нетождественных групп базовых квадратов соединены соответственно с входами второй группы клю чевых схем 14. тели выбирают соответствуюший координатно-узловой трансформатор.

36 Связи первичных обмоток координатноуэловых трансформаторов с схемами ll u формирователями 12 отражают диагональную структуру равнозначных состояний базового квадрата.

Число координатне-узловых трансформа-«, t торов соответствует числу номеров состо-! яний базового квадрата, а число первичных обмоток каждого трансформатора определяется числом равнозначных состо- яний базового квадрата, имеюших одинаковый номер.

Входные вентильные сборки 15 включены в направлении, совпадаюшем с проводимостью открытых схем 11, и используются для разделения управляемых цепей при прохождении импульсных сигналов. в схеме.

Вторичные обмотки координатно-узле45 вых трансформаторов узла 16 через выходные вентильные сборки 17 соединены соответственно с началами кодовых проводов прошивки 18 пассивной кодовой

Выходы схем 11 через входные вентильные сборки 15 и первичные обмотки

30,. координатно-узловых трансформаторов уз- ла 16 соединены с выходами формирова телей 12. Ключевые схемы и формирова446056 линейки 19, а концы кодовых проводовс выходами второй группы ключевых .схем 14. Выходные вентильные сборки включены в направлении, проводяшем для: схем 14, и также используются для раз-

5 деления управляемых цепей.

Кодовая линейка 19 ..состоит из кодовых трансформаторов по числу двоичных разрядов результата операции (пять), пер-, вичными обмотками которых являются кодо вые провода 18 прошивки, а вторичнымиобмотки считывания сигналов 20, соединя- I емые со входами усилителей считывания узла 2 1. С выхода усилителей по шинам

22 результат операции сложения (вычита ния) поступает на входы регистра результата операции (на чертеже не показан).

Устройство работает следуюшим образом.

При наличии сигналов операндных кодов на шинах 4-7 и подаче импульсного управляюшего сигнала по цепи 8 на одном из выходов 9 дешифратора 1 и 10 дешифратора 2 появляются импульсные сигналы, открываюшие одну из схем 1 1 и один из формирователей 12. В первичной обмотке координатно-узлового трансформатора узла

16, включенной между выбранными ключевыми схемами и формирователем, возникает токовый импульс. Одновременно разреЗО шаюший сигнал на выходе дешифратора 3 открывает одну из схем 14. В результате для импульсного тока, возникшего во вторичной обмотке выбранного координатно35 узлового трансформатора, образуется цепь через один из диодов выходной вентильной сборки 17, соответствуюший кодовый провод прошивки 18 кодовой линейки 19 и через открытую схему 14 на об цую земля40 ную шину. Импульсный ток в кодовом проводе прошивки 18 вызывает сигналы в соотиетствуюших вторичных облютках ко,довых трансформаторов узла 16, т. е, по шипам 20 на усилители узла 21 парал45 лепьно подается группа сигналов, соот ветствуюшая единственному двоичному коду результата.

В экспериментальной схеме табличного сумматора-вычитатепя время запаздыва50 ния относительно момента подачи управпяюшего сигнала не превышает 0,3 мксек.

Г1редпоженный сумл атор-вычитатель позволяет эффективно (с точки зрения экономии аппаратуры и повышения быстродейст- 55 вия) совмешать функции сложения и вычитания но всему множеству (значительных по величине) модулей СОК в одной табличной схеме, в которой для изменения вида операцни достаточно пересоединить только концы первичных обмоток координатно-уз» ловых трансформаторов, выходы дешифраторов номеров базовых квадратов, начала и концы кодовых проводов пассивной линейки; эффективно реализовать собственно схемы поиска номеров состояний в базовом ! квадрате с последуюшим пассивным декодированием, при этом используются не только свойства табличной симметрии, но и микроструктурные свойства диагонально тождественных табличных квадратных конфигураций.

Таким образом, можно ограничиться физическим фиксированием числа кодов„ равного произведению числа неравнознач» ных состояний принятого базового квадрата на число групп тождественных базовых квадратов арифметической таблицы, а не квадрату значения модуля СОК.

Благодаря разбиению операндных дешифраторов на три простейшие одноступенчатые и одновременно функционируюшие комбиниционные схемы, вдвое повышается быстродействие сумматора-вычитателя, Принципы построения описанной табличной схемы применимы и для построения эффективных больших интегральных схем (на пороговых элементах и лжгнитных пленках) для остаточных арифметических операций.

Предмет изобретения

Табличный сумматор-вычитатепь в системе остаточных классов, содержаший три двоично-десятичных операндных дешифратора с выходными кодовылли шинами, первый из которых соединен выходами с входами первой группы ключевых схем, выходы которых связаны с входал1и соответствуюших входных вентипьных сборок, второй дешифратор выходами подключен к соответствуюп им входам формирователей, входы первого и второго дешифраторов соединены с шиной управпяюшего сигнала, выходную вентипьную сборку и импульсные усилителя выходных сигналов, о т п ич а ю ш и и с я тем, что, с целью упрошения устройства и повышения его быстродействия, в него введены координатно-узловые трансформаторы, пассивная кодовая линейка и вторая группа кпючевых схем . причем выходы входных вептипьпых i сборок и форлсирователей соединены через

446056

Составитель Ц.Долинская

ТехРед H.KàðàíäàøîâÔOPPeK "OÐ Ц.Дебедева

РедактоР. Г1.Утехина

Ж Ивд. K /И5 Тираж 624 Подписное

ЦШ11!!11! Государственного комитета Совета Министров СССР но делам иэобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24 соответствуюшие первичные обмотки координатно-узловых трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены с соответству юшими входами выходных вентильных сбо-, рок, выходы этих вентильных сборок связа-: ны с первой группой входов пассивной ко довой линейки, которая по второй группе входов соединена с выходами второй группы ключевых схем, соединенных по входам .;с соотвествующими выходными шинами третьего деш14фрат«ора; выходы пассивной

5 кодовой линейки соединены с соответству юшими входами импульсных усилителей

: выходных сигналов.