Устройство для сложения и вычитания чисел

 

Союз Сюввтскык

Соцыалыстыческыи

Реснубяыи () 588072 (6() Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено13.02.75 (21)2104692/18-24 (5 ) М 1, 2

С 0ВГ !385 с присоединением заявки № (23) Приоритет (И) Опубликовано 15.03.78. Бюллетень ХА i<:

Гасудврставннь1й иаиитат

Ваввтв Министров СВВР па делам нзосретсний и атирспнй (53) УД!<681,327 (ОЯЯ Я) ((5) Дата опубликования описания 1 .02.78 (72) Авторы изобретения

В, И. Жабин, В, И. Корнейчук и В, П. Тарасенко (71) Заявитель

Киевский ордена Ленина попнтех«нческ«й н«ституг 1«.теш!

50-петин Великой Октябрьской социапнстпческой рево«юцнн (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛО.:ЕЕНИУ! И ВЬР(ИТАЛИИ!1

ЧИСВЛ

Изобретение относится к области вычиспительной техники и может быть применено в цифровых вычислитепьных машинах, вычиспительных средах и специапизированных цифровых устройствах, 5

Известны устройства для сложения и вычитаниячисел(1), построенные на основе одноразрядного сумматора и оперирующее с числами, представпенными поспедоватепьным кодом. Однако такие устройства не позволяют р формировать поспедоватепьный код резупьтата со старших разрядов да поступпения всех разрядов операндов. Это приводит к снижению быстродействия в тех снучаях, когда операнды формируются вне устройст- )5 ва со старших разрядов, а также при испопьзовании устройств в вычислительных средах, Наибопее близким техническим решением . к предпагаемому является устройство дпя 20 спожения и вычитания (2), содержащее первую и вторую группы из трех эпементов И, три элемента ИЛИ, пятиразрядный сумматор, три триггера, выходы которых соединены с зыходами устройства, первый вход первого 25 триггера подкпючен к выходу третьего разряда сумматога, входы первых трех разрядов которого соединены с выходом первого элемента ИЛИ, первые входы элементов ИЛИ через эпементы H. первой группы подключены к шинам первого слагаемого, а вторые входы элементов ИЛИ через соответствующие элементы И второй группы подключены к шинам второго спагаемого, две управпяющие шины устройства соединения соответственно со вторыми входамн эпементов И первой и второй группы, а третья управпяюшая шинас управпяюшими входами,триггеров. Однако такое устройство имеет невысокое быстродействие при спожении и вычитании чисел, поступающих на его входы поразрядно, начиная,со старших разрядов, Ьепью изобретения является увеличение быстродействия устройства.

Поставпенная цепь достигается тем, что

1 устройство содержит три эпемента НБ, дс попнитепьную группу из трех эпементов И и триггер настройки, один выход которого подключен к третьим входам элементов И первой группы, а второй — к первым входам

598072 эпементов И допопнитепьной группы, вторые входы элементов И допопнитепьной группы через соответствующие эпементв HE подкпючены к информационным шинам второго

cnaraeraoro, а третьи соединены с первой управляющей шиной, причем третья управляющая шина подкпю;зна к управпяюшему входу сумматора, вхощ трех старших разрядов сумматора соединены с выходом первого элемента ИЛИ, выходы четвертого н пятого разрядов сумматора подключены соответственно ко входам второго и третьего триггеров, а выходы элементов И дополнительной группы соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ.

На чертеже изображена структурная схема устройства дпя сложения и вычитания чиñåg.

Устройство содержит пятиразрядный сумматор 1 накапливающего твпа, имеющий цепи 2g сдвига и цепь циклического переноса из старшего разряда в младший, элементы ИЛИ

2, первую группу эпементов И 3, шины 4 первого спагаемого, триггеры 5 и выходные шины 6. Выходы трех старших разрядов 25 сумматора 1 подкшочены к информационным входам триггеров 5, выходи которых соединены с выходными шинами О, Ко входам трех старших, разрядов сумматора 1 подкпючен выход первого эпемента ИЛИ 2, а вы- ЗО ходы второго и третьего элем нтов ИЛИ 2 подведены соответственно ко входу второго и первого разрядов сумматора 1. Первые

Bxogibl элементов ИЛИ 2 через эпементы И

3 первой группы соединены с шинами 4 пер- 35 ього спагаемого.

Устройство также содержит вторую группу элементов И 7, допопнитепьную группу элементов И 8, элемент НЕ 9, триггер 10, инны 11 второго сМгаемого и управляющие шины 12. Шины 11 второго спагаемс го через элементы И 7 второй группы подключены ко вторым входам эпементов ИЛИ 2 а также через эпементы HE 9 и эпементы

И 8 допопнитепьиойгруппы подведены к третьим входам элементов ИЛИ 2. Один выход триггера 10 соединен. со вторыми входами элементов И "(втораФ группы, а другой — со вторымн входами эпементов И 8 дополнитепьной грунпы. Первая управляющая шина 12 подкпюченв ко вторым входам эпементов И 3 иереей группы, вторая управпяюшая шина 12 соединена с третьими входами эпемвитов И 7, и 8, а к тактирук 55 шим входам триггеров 5 и к управляющему входу сумматора 1 подключена третья управпзаошая шина 12. 11епи сдвига сумматора

1 обеспечивак1т подкпючение выхода первого разряда ко входу второго, выхода второго разряда ко входу третьего и выхода пятого разряда ко входам первого и четвертого.

В устройстве дпя предс.авпения операндов испопьзуется симметричная избыточная двоичная система счиспения с цифрами)2,1, 0,,1,2). Пифры 2,1,1 и 2 кодируются соответственно тремя разрядами неизбыточного двоичного кода 101, 110, 001 и 010, а цифре 0 соответствует код 000 или 1 1 1.

Перед выполнением операции спожения триггер 10 устанавливается в единицу, а триггеры 5 и все разряды сумматора 1 устанавливаются в нупевое состояние. Слагаемые на входы устройства поступают со старших разрядов, причем к начапу каждого го цикла вычисления на шины 4 первого слагаемого поступает код .-го разряда первого слагаемого, а на шины 11 второго спагаеЬ мого поступает код s -ro разряда второго слагаемого. В процессе сложения эпементй

И 8 допопнитепьной группы закрыты триггером 10. В каждом цикпе сложения на управпяюшие шины 12 поочередно поступают управпяюшие сигналы. Первый управпяющий сигнал открывает зпемейты И 3 первой груп.— пы и код очередного разряда первого слагаемого через элементы И 3 и элементы

ИЛИ 2 поступает на входы сумматора 1, в котором суммируется с кодом этого сумматора. Затем управпяюший сигнал, сигнал ноступаюший на вторую управляющую шину

12, открывает эпементы И 7 второй группы и к содержимому сумматор® прибавпяется код очередного разряда второго слагаемого, присутствующий на шинах 11 второго слагаемого. 8 процессе суммирования сигнал переноса с выхода старшего разряда сумматора

1 поступает на вход цепи переноса младшего разряда этого сумматора. По управпяюшему сигналу. поступающему на третью управпяюшую шину 12, осуществляется сдвиг содержимого сумматора 3.., При сдвиге код первого разряда сумматора 1. переписывается во второй, код.второго разряда — в третий, а код пятого разряда - в первый и четвертый разряди..Значение пятого разряда пои сдвиге не изменяется. Одновременно со сдвигом в триггеры 5 переписываются коды трех старших разрядов сумматора 1, которые и являются кодом очередного разряда результата.

Перед выполнением операции вычитания триггер 10, устанавливается в нулевое состояние. В этом случае в процессе вычиспения эпементы И 7 второй группы будуг закрыты. В режиме вычитания устройство работает также, как и в режиме спожения.

Отпичие составпяет лишь то, что по второму управпяюшему сигналу открываются элементты И 8 дополнительной группы и в суммато598072

Формула изобретения

Устройство для сложения и вычитания чисел, содержащее первую и вторую группы из трех элементов И, три элемента ИЛИ пятиразрядный сумматор, три триггера, выходы которых соединены с выходами устройства, первый вход первого триггера подключен к выходу третьего разряда сумма40 ре 1 осуществляется суммирование содержимого суммат >ра с инверсным кодом очередного раар яда вычи таем ого, присутс твующе го на шинах 11 второго слагаемого. Инверсию кода очередного разряда вычитаемого осущест- вляют элементы HE 9.

Разряды операндов, поступающие в устройство в i -м цикле, имеют вес <, а разряды результата, формирующиеся в !,-м ци2-4 ле, имеют вес 2; Следовательно, для получения результата с точностью 2 необходимо выполнить т!.+2 циклов вычисления. Операнды в устройстве могут быть представлены и неизбыточным двоичным кодом, так как 10,Ц (12,1,0,1,2).

Таким образом, в устройстве совмещаются процессы поразрядного ввода операндов и формирования результата. Это сокращает время вЫполнения операции сложения (вычитания) чисел, формирующихся вне устрой- 2О ства со старших разрядов. Одинаковая форма представления операндов. и результата позволяет также эффективно использовать данное устройство в комплексе. с устройствами, допускающими такую же форму пред- 2 ставления информации, для быстрого выполнения последовательности нераспараллеливаемых операций путем поразрядного вычисления промежуточных результатов, начиная со старших разрядов. тора, входы первых трех разрядов. которого соединены с выходом первого элемептл ИП1, первые входы элементов ИЛИ через элементы И первой группы подключены к шинам первого слагаемого, а вторые входы элементов ИЛИ через соответствующие элементы И второй группы подключены к шинам второго слагаемого, две управляющие шины устройства соединены соответственно со вторыми входами элементов И первой и вт рой группы, а третья управляющая шина— с управляющими входами триггеров, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, устройство содержит три элемента НЕ, дополнительную группу из трех элементов И и триггер настройки, один выход которого подключен к третьим входам элементов И первой группы, а второй — к первым входам элементов И дс полнительной группы, вторые входы элементов И дополнительной группы через соответствующие элементы HE подключены к информационным шинам второго слагаемого, а третьи соединены с первой управляющей шиной, причем третья управляющая шина подключена к управляющему входу сумматора, входы трех старших разрядов сумматора соединены с выходом первого элемента ИЛИ, выходы четвертого и пятого разрядов сумматора подключены соответственно ко входам второго и третьего триггеров, а выходы элементов И дополнительной группы соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 387631, кл. Q 06 Р 7/385, 1971 °

2. Патент США М 3083910, кл. 235165, 1971.

598072

Составитель В. Жабин

Редактор М. Трофимова Техред 3. Фанта Корректор С. Гарасиняк

Закаэ 1237/40 Тираж 826 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам иэобретений и открытий

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

Фнпнап ППП «Патент«, r. Ужгород, уп. Проектная, 4