Реверсивный параллельный регистр сдвига

 

ифе и нн М

А Н Е

1!!1 595794

Са»аз ьаветскик

Социалис инеских

Респуалик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Допол!штельиое к авт. свил-ьу (22) За«в,)clio 03.03.75 (21) 2109786 18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опуб.7икОВано 28.02.78. Бю.1лсге !ь „; 8 (45) Дата опубликования опис;,ни« 02.03.78 (51),Ч. Кл. - G 11С 19 00

»асуаарственный комитет

Сане1д Ммнис ров I;f;QP по делам изаоре!ений и откры»ий (53) Ъ ДК 681.825(088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

3. С. Кузин

Ленинградское высшее инженерно-морское училище им. алм.

С. О. Макарова (54) РЕВЕРСИВНЬ1Й ПАРАЛЛЕЛЬНЬ1Й РЕГИСТР СДВИГА

Изобретение относится к области цифровой

Вь! !ис, !1!тслыlой тсх1!ики и может яВ, lяться составной частью арифметического устройства (АУ) цифровой вычислительной машины (ЦВМ).

Извс стны многоступенчатые пар аллсльныс рсгистры сдв»и а положительны.; чисел с отдельными цепями сдвига влево и вправо, причем в этих слвигатслях каждая J ступснь сдвигает код íà 4=2 разрядов, гле j=0, 1, 2, iro позволяет набрать с помощью дискретных ступеней;побое требуемое число сдвигов.

Однако наличие отдельных слвигателсй влево и вправо и сам принцип построения сдвигатслсй с дискретными ступенями на всех уровнях приводит к неэкономичному использованию оборудования, повышает стоимость и снижает надежность устройства (1).

Наиболсс близким по технической сущности к изобрстеншо является устройство (2), содержащее блок симметричного приема кола, состоящий из и коммутаторов, управляющие входы которых соединены с шинами разрешения сдвига кода, причем входная шина i-ro коммутатора (i = 1 †: n) соединена со входом

i-го и (n — i+ 1)-го разряда сдвигаемого кода, блок псрскрсстной выдачи кода, состоящий из и коммутаторов, блок сдвига, состоящий пз нескольких «русов коммутаторов, по и коммутаторов в каждом ярусе, причем входы всех ко 3 3 . T a To p o 3 c o c B l l i I C I I bl с с О О т В с т с т 13 г ю щ и м и

i: «;»:»3!11 разрсшс:!и« слвига кола OT 0 10 п ра: )«:Iов и 13ьlхол i-ГО l(OTI)fx та ropa 1-ГО «px ca с О с л и н с н c o 13 х О. r 1 )i i - r o I f (i + fj; » ) - I o I(o 31мутаторов (/- -1) -го Яруса блока c113III

11звсстнос уст)о»!Ст»»о обладает следующими и(.1остатка)»и. сдзн! аст т01ь»"0 и010житс1ь

НЬIС I! ICЛ а, Н 31ССТ ЦСПИ 1, i Я СЛВ ИГа TO,1Ы\О В

oiIfo3i направл(!1:11 If трсбуcT много оборудо10 ва 11я.

Цсль|0 изоо!)стсн !»я я:3лястся Ооссп IcH I!c слв.l а чисс1 л»обого знака в обоих направ IcI:If« и упрощение устройства. .)к1»занная цель достигается тем, что в рс15 ги",.рс выход i-го разр«Ла i-го коммутатора блока симмстр»;ч:»ого приема кола сослинсн со входами i-го коммутатора 1-го разряда и К ко)1313 таторов К млалших разрялов псрвого яр са Олока слВиГ;1, Выхол кажлОГО !-ГО 1 03!мутатора послслнсго яруса блока сдвига сосr»«fca со входами i-го и (и — i+1)-го коммут Ггоров блока перекрестной выла Ill кола,,1j)1 1 lfc: входы которых сосдинсны с шинами разрсшсния сдвига кола и шиной знака числа.

Кроме того, цель лостигастся тем, что кажлый коммутато;) выполнен на логических элс31cIITax И вЂ” НЕ, ИЛИ вЂ” НЕ, 11;)If«c)I / входов элемента ИЛИ сосл»шсны с выходами элс3IcI!To!3 И, НЕ. вхо-,ы 1;оторых «1)л«ютс«вхо3),1a 3lIf к()3!3!3 тато ) а. а его выхолом — выход

595794 элемента ИЛИ, кроме того, первые входы элементов И в I(старших коммутаторов ка)кдого J-го яр) са со«дии«ны первь(м вхолом

С IH H iloli ЗНЯ Кс) IHC. 1<), с) ВТOPbi М В. ОЛО.\1 Э 1« мси10в И 13с«х 5)p), соп сослии Hhl «(. ООГВ(T(T13 Г Ю )Ц С Й tll H H O ) I «Д В И Г сl . (.у)циос!1 иреллагасмого изобрстсиия поясиястся чсртсжом, глс прсдставлсиа схема

12-разрядного реверсивного иаралл(.льиого регистра сдвига, содержащая блок симметричного перекрсстного приема кода, собранного иа э i«)i«HTax 1, 2, 12; многоступенчать!й блок слвига вправо положитсльных и отрицатсльиых чисел, состоящий из первой псремсииой стуисни сдвига на О, 1, 2, 3 разряда, собранli0! Ия элсмси!.ах 3 — 9, 13, 14; второй и трсть«й постоянны.; ступсисй сдвига иа 3 ii 6 разрялов, собранных на элсмснтах 3, 8, 9, 15, в ко 1013ыс Входит Олок фо?эмиРОВЯИИ1(ООРатно! О кола числя, собранного на элсмсlTBx 3, 13—

15; блок псрскрсстной выдачи кода, собранного иа элсмснтах 10, 11, 16, шичы сдвигов кода вправо 17, 18, шины сдвига кода влсво 19, 20, шипы разрсшеиия сдвига кода соответствсино трстьсй и второй ступсней 21, 22, шпиы псрсдячи кода бсз сдвига, соотвстствс!шо черсз трстью и вторую ступень рсгистра сдвига

23, 24, шина знака числа 25, шины разреш«иия сдвига иа О, 1, 2, 3 разряда псрсмспной ступсии регистра сдвига 26, 27, 28, 29; означают соответствующий разряд 1 р, 2 р, ..., 12 р (i+le)р, (n — i+1) р.

В каждом разрядс один вход элемснтов И-—

НЕ 1 и И--НЕ 2 блока симмстричного при«ма кода подключен соответствснно к шине сдвига вправо 18 и к шине сдвига влево 20, а

1)ТОРЫС ВХОД61 ЭТИХ ЗЛСМСПТОВ ПОЛКсИОЧ«nbl 1 кодовой шиис числа cooTB«TcTB«HHO i-го и (и — i+1) -го разрядов. Выходы И вЂ” I IE 1 и И—

НЕ 2 соединены с входом элемен",à НŠ— И.(И

12. Выход элсмеита ИЛИ вЂ” НЕ 12 i-го разряда соединяется с одним входом элементов И вЂ” -НЕ

5, 4, 6, 7 п«рсм«иной ступсии рсгистра сдвига соогвстствснно в i-ом, i+1, i+2, i+3 разрядах. Вторые выходы эти: элсментов соедипсиы соответствснно с шинами сдвига 26, 27, 28, 29 псрсмснной ступени íà О, 1, 2, 3 разряда.

Выходы элементов И вЂ” HE 5, 4, б, 7 co«;TH!I«ltbi поразрядно с входами элемента ИЛИ вЂ” НЕ

14. Выход элемента ИЛИ вЂ” HE 14 i-го разряла сосдиняется с входом элемента И вЂ” НЕ 8 и

И вЂ” НЕ 7, второй дискретной ступени рсгистра сдвига соответствснно в i-ом и i+3 разрядах.

Вторые Входы элементов И вЂ” НЕ 8 сосдинеиы с шиной передачи кода бсз сдвига 22, а у элсментов И вЂ” НЕ 9 — с шиной разрешения сдвига второй ступени 24. Выходы элемснтов И вЂ” HE

8 и И вЂ” НЕ 9 подключсны к входам элсмента

ИЛИ вЂ” НЕ 13. Выход элемента ИЛИ вЂ” HE 15

I-го разряда второй ступени соедин«и с элсментами И вЂ” НЕ 8, 9 третьей ступени регистра сдвига соответственно в i-м и !+6 разрядах.

Вторые входы элементов И вЂ” HE 8 и 9 аиалопино Второй ступсии соед!шспы cooTI3«тcTB Hно с шиной псред(!чи кола б«з слвига ч«р«з

Tp()ть1О с! 1 пс".)ь 2 1 и с п)и.:1 ой ) я;!) Сiilc;I) я сдвига третьей ступени 23, Выхол элсмс:I! a

ИЛII НI 15 трсть: Й (по«1«1ii«и) ступс,in р«. lie I i)H слиига «о«л и:;!(гся с В. Олом эл« Iиlтя И -?11 . 10 1-гo ра);)H;;, i! Ij 1!1," I j (".-— — ) -I О j)(!3j)H, Tt) б iobn иср«lк;)« 1 1 Ои ))I>,TH си! ко l;!. ВТ01>ыс .")кол)! Эг!«.,!(и гя И -?!Е i0

c0c IlIH«-iLI c ши:!Ои .1,)и);i n:);)а)30 17, мснта И НЕ 11 —; ши!)ой слвигя и,:«30 19.

10 Вы 0-(ь,;л;,,-„,)по„И 1 ) 10 и 14 Н): полил!Оч«и!.! и !3хол) эл«м«ита I(.11 . : IIЕ 1(?.

О.lи:! вхол эл(м(н! а И--НЕ 3 блока форми;)оВсп)И)1 0ÎP HTH 01 КО, I H ПОЛИЛ !О 1()H К IL I!H(3:I Яка числа 20. Вто?)ой 13xo;i, И- — 1!E 3 т элсм«:I

) > 1 013,"!ИСКР «! НЫ Х CT()I «!1«1 010Кс) « I 13H I сl C(1«(II!H(H с coÎ 13 "i cT.:3>. io!It«Й ши!!ОЙ Ряз )«H1« I:с!

c;i HI!i H 23 II 2 1,:) 3 )л(х)(H. oв it(",>«м(н!)Ой c "

И«1 И вЂ” С 1 ЫХ0,.031 COO i i)("1 СТ133 10111(. 0 -э,)« .,! I

ИЛИ--IIЕ 13, иа в:.0;I! ко!ор!.!х полклю:! 1)ы шины сдв!Пга и«р«..!«Инои ст,!«Ии. Вы олы

1" -1 1 l. . "= 13 Iп«! ?) « !1 )ых с I 3 п«) lя х подклю !сиы ко вхолам эл«м.нтов И. IИ I IE

15, а в псремеи!юй « !упсии — — к в.;ол;i3i эл«мситов И,;(И 1 l.

2> Рассмотрим рабо; и )-;,.Иягясмого устройства па ко:!кр!THblx примсрах.

П р и м с р 1. Отр tttui«ль:)о(число 1, 011

0011 11001, зя IHcHHHo«в оорат)!Ом колс, «л:)ином 3Нра )о !)а 8 рязря )ОВ. 11.;Ii таком услош и ,)О разр«шяю)цис пот«пц!. Ялы буЛ3т имсп. )пины сдвига Вправо 17 и 18, шипя з)якя чп«ля нl ип;1 с;1 !3 HI я и я, tn3 р язря lя )i«j) «xi«i)Hoè cT",псин 28, ш!ша п«р« in ill кола б 3 слш!га ч("р n вторую ступснь 22 и Hli!HH рязр«:и«иия cЛвигя трстьей сту i«!i» 23. Суммарный cion,H Ha 8 разрялoL3 иабипастся из «лииза ия 6 треть(й

СТТП«HII C 113!!I Я и

В cool n«òcònl H с эт.)м «и:Пяль кола прокол;IT

ПО СлС:13 IOH;H м H ÏH м. В 0,10H«C!!3iм(1") и lного о Hpисмa,к"о,! Ирохолит и(,)сз И IIE 1, И. ?И вЂ”вЂ”

I-I! 12 бсз из.)«псин)!. В псрсмси!)ой cTvH«и:! блока с IIÇHI3 кол пройл т ч«р«з И вЂ” -! IЕ î, )!ячиияя с тр«тьи о разряла, а 13 пс;)зых;шух

c1ар1цих рязрялах оулут сформи;;ов )иы сиг. я.1,=, лы сд)шиц элсмситами ИЛИ- — НЕ 3 и И вЂ” НЕ

13, )3 р«з ль 1 я 1 с чсl 0 H H ВыхО чс пср вой с 3 и« нп булет код 1,110 1100 11110. Этот кол п(.рсла«тся бсз измснсния чсрсз э,)смснт И вЂ” IIE 8, ИЛИ 15 второй стул«пи ия вхол трстьей сту„() псни, которая осущ«ств:!т модифицироваииь!Й сдвиг иа 6 разрядов, т. с. в б старших разряJ,3x будут сформ!)розаны сигналы сЛ шиц, а

II0cT3 вший код со сдвигом иа 6 рязрялов пройлст чсрсз эл«мсHT И вЂ” IIE 9 остальных шссти разрялов. ° (a nbixoz«трстьсй ступс:tH будет кол 1, 111 1111 10110, который б«з и:3. .епения пройдст чсрсз элсмситы И вЂ” I IE 10 и

ИЛИ вЂ” НЕ 16 иа вьи од блока перскрсстиой выдачи. ((!) П р и м с р 2. Отрицатсль)!ое число

1,0110011 11001, запи«аиное в ооратпом колс, слвиисм вл(во иа 5 разрялов. При таком услоВИИ рс)Зр(и!а!ОП!П«ПОТ«пипа!bl будут ИМЕТЬ шипы слвига в i«!30 19 Il 20. И)иия з I;iка ч! сла

25, и .)шя слвиг", ия 2 разрял» 28, ииг)я раз„)с5

595794 шсния сдвига второй ступени 24 и шина передачи кода без сдвига через третью ступень

21. В блоке симметричного приема кода код пройдет чсрсз элемент И вЂ” НЕ 2 и на выходе будет иметь в;гд 1,100 1111 00110, далее как и и псрвом примере, пройдет по тем же цепям

)гсрлси)гой ступени блока сдвига и иа зы: оде се будет код 1,1110011 11001. Во второй ступени блока сдвига осуществится модифицггрованный сдвиг,на 3 разряда, т. е. в трех стар- 10 ших разрядах через элемент И вЂ” I-!Е 3 сформируются сигналы единиц, а в остальных разрядах код пройдет черсз элемент И HE 9 и будет иметь вид 1,111111001111. Через третью ступень код передается без изменения. В бло- 15 и г-(срскрсстиой Выдачи код пройд г чсрез элементы И вЂ” НЕ 11, ИЛИ вЂ” HE 16 и на

Выход сс будет представлять искомый результат 1,111 1001 11111, т. е. мы осуществим сдвиг влево 0Tptifjaòcëbiloão числа на 5 разрядов. 2)0

Г1ри сдвиге положительных чисел шина знака числа ис имеет разрешающего потенциала, поэтому В освобождаемые разряды при сдвиге будет записываться код нуля.

Разработа гиый регистр сдвига позволяет 25

ОС1-ЩССТЗ„-!ЯТг, СИММЕТРИЧН1 IO Пс(1ЕКРССТгг-(-го

Выда;у числа ири различных сдвигах. г(;гя выявлс гия преимуществ предлагаемого реверсивного napaллсльного регистра сдвига

npoBePc I CPaBHItTc.IbktI го ОЦСНКУ но ООЪСМУ 3(! оборудования с рсгис1ро vi сдвига, Iiìåkoùè л отдельные цепи для сдвига влево и вправо.

Предлагасмуlo структуру многоступенчатого регистра сдвига следует применять с учетом количества разрядов. B частности, для 8 35 и 12 цслссообраз;ю строить двухступенчатый, для 12 и 32 — трехступенчатый, для 32 — чстырсхступснчатый.

Напримcð, для трсхступcí÷àòîãо регистра сдвг(га из чертежа нагля гno видно, что эконо- IQ м(гя оборудован(гя определяется пс;)емегнноЙ стуисн! ю с.jB!ii-a ii в пересчете иа двух,-:кодовые элементы И вЂ” I IE для

n=1G оиа равна 114 элементам;

n=24 о (а равна 234 элементам; 45

n=32 оиа равна 397 элементам.

311! Сдвнгатсли:гмсют соответственно следующие ступени сдвига: 4+4+8; 6+6+12;

8+8+1б.

Для четы рсхступсячатого сдвигателя эко- 50 ном!i;, оборудозания увеличится на 3п элементов, гсоб.;одимых для одной дггскрстной ступени.

Формула изобретения

PceepciiBiIbii napaллельный регистр сдвига, содсржащий o,10I симметричноГО присмa кода, состоящий из гг коммутаторов, управляю1I;!!c входы которых соединены с шинами разр. i!!:t:t)1 O.jÂBÃ3 .Ода, причс (! Входная I|ink!a ! ГО ко ting Гатора (! — 1 ° гг) сОсдинснг! с0 !. О

Дом -TO !. (гг — i+1) -го разряда сдвигаемого кодki, Олок псрскрсстной Выда III кода> сос гоя J.".:! Itç;ã коммутаторов, блок сдвига, состоящий из нескольких ярусов коммутаторов, по гг комм ) таторов В ка;! .дом яр ) cе, при -ге. )! Входы всех коммутатороь соединены с соотвстстзую ними Illltíàìti разрешения сдвига ко (а от

0 до и раз,)ядов, 3 выход i-го коммутагoj)г!

J-ГО )гРУсг! coc1ltiicii со Входами ГО il (i+ —; — 1,! !) -ГО коммутаторов (j+ 1) -ГО slpvca О, 101 сг!В (Га Отл и 3 г01цn и ся тсм, что, с цсльго

ooccnc tсния c l, )ВГ3 гиссл лгОООГО зна! В 000их nanpaB1clstt)I.; it упрощения устройства, В рсгiicTpc выход i-Го разряда г-го коммутатора о.101<а сим)гетр!!чнОГО прнсма кода сосдинси с входами г-го коммуT;tтора г-го разряда и с

Вх0 гамп К коммутаторов К младших разря,",0B вериг)ГО f) cca блок с.гвиГ3, Вьгхо;( к((ждо! О -! О ком м1 Гатор!! пос. !c,jncÃO

)! р3 03 0 (О к с дВ!! г! со(. дiiгi(- г! с В. Одам i! г-го и (и — 1 j -го ком .,гутаторов олока псрскрестиоЙ Выдачи к,)ja. другие входы ко(0;;ых cocдннс!ib! с ш)гнами разрешения сдвига кодл il ш)шой знака числа.

2. Рсгистр по п. 1, отличающийся тем. ITo каждый коммутатор выпоггнсн на логических элемент".x I I — I. Е, IIЛI1 — I IE, причем l входо", элемента И, III соединены с Выхо )а (!

l э I:. tet!Toâ II IIE, входы которых ян1яготс)!

Вхо (ам.t ко)(:((утатора, 3 его Выходом — — выход элемента ИЛИ, первые входы элс1 с ! 1. 0 В I I В 1\, с т 3 р ш н х и О . (! м у т (! тО р О в к г! жгого г-Го яруса блока сдвига сос:)инсны с шиnoЙ знaiia»»c,.:), ITopbic входы эггсмснтов,I

Всех я f)x coB — с соотвстств(гощсй !1! и!!ОЙ сдвига.

Источники информации, иршгятые во вн. Мание при экспертизе

1. Патент Япо:-г;г;(¹ 48 — 238G8, кл. 97 (7)

Е42. 1974.

2. Авторское сзидстс IbcTBo СССР ¹ 439017, кл. G I I C 19(00, 1974 (прототип), "1

Составите,ь A. Уткин

Редактор P. Киселева Тскрсд Л. Камышникова Корректоры: Л. Орлова

tt А. Степанова

Заказ 520;3 И;;. Л 312 1 пра;» 734 1 l оп к и с II ot.

11ПО l .к, t,.исткспно: о ко итсти C:îêpòë Ми:п.ст1кt!t ГСС!

tlo 1ел;I:,t изобрст;ttittj и открытий1

1I:Á35..т1ос;вп, К-35, Риупикия tt;ttt., r. 4 5 l IIII(tГри;1пп Ill) .. апти(ttt 2