Устройство для вычисления разности двух -разрядных чисел

 

ЛйтО . .а ф «тЕХ НИ ф л Дроф бв6южвна М БА

«»739532

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 221177 (21) 2546199/18-24 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Опубликовано 050680. Бюллетень ¹21

Дата опубликования описания 0506.80

{51)M. Кл.

G 06 F 7/50

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (5З) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П. Бордыков и В.П. Буторин

Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации нефтедобычи и нефтехимии Нефтехимпромавтоматика (71) Заявитель (54). УСТРОИСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ. РАЗНОСТИ

ДВУХ п -РАЗРЯДНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области автоматики и цифровой вычислительной техники и может быть использовано в системах обработки информации н управления.

Известны устройства для определения разности двух чисел (1),(2), основанные на последовательном вычитании импульсов из двух счетчиков, в которых хранятся коды этих чисел, и содержащие ыины записи чисел, регистрысчетчики, генератор вычитающих импульсов, переключатель, триггеры и логические элементы И и ИЛИ. Данные устройства позволяют вычислять раз- 15 нос/ть двух чисел с определением ее знака и представлением результата вычисления в"последовательном чис лоимпульсном коде. Недостатком этйМ устройств является низкое быстродей- 20 ствие, а также наличие вычитающих счетчйков.

Известно ус тройство для образования разности двух кодов (3), co- . 25 держащее счетчики импульсов, временной селектор с пусковым устройством, источник импульсов переписи и триггер остановки. Счетчики данного устройства Работают в режиме суммиро- з(т вания. Операция вычитания производится в два этапа. На первом этапе вычисляется дополнительный код вычитаемого, а на вторбм — к дополнительному коду вычитаемого добавляется значение уменьыаемого. Результирующий код есть искомая разность.

Известно также устройство для определения разности двух и -разрядных чисел (4), содержащее регистрысчетчики уменьшаемого н вычитаемого, генератор тактирующих импульсов, выходные триггеры, схемы И и ИЛИ.

Недостатком устройства (3) и (4) является низкое быстродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия операции вычитания и обеспечения независимости времени вычитания от разрядности чисел.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для вычисления разности двух и -разрядных чисел, содержащем счетчики-регистры уменьшаемого и вычитаемого, генератор импульсов,триггеры и элементы И, входы счетчиков регистров вычитаемого соединены с первым выходом генератора импульсов, выход 1-го (i l n ) счетчика739532 фегистра вычитаемого соединен с единичным входом < †-.. го триггера первой группы триггеров, нулевой выход которого подключен к первому входу i-ro элемента И первой группы, второй вход которого соединен со ВтОрым ВыхОдом 5 генератора импульсов, а выход — со входом <-го счетчика-регистра уменьшаемого, выход которого подключен к единичному входу i-ro триггера второй группы триггеров, единичный выход которого подключен к первому входу (-го элемента И второй группы, выход которого подключен ко входу (i -1) -го. счетчика-регистра уМеньшаемого. Нулевые входы всех триггеров и вторые входы элементов И второй группы и дополнительный вход и-го счетчика-регистра уменьшаемого подключе-! ны к третьему выходу генератора импульсов.

Такое выполнение устройства,позволя ет производить вычитание двух

Многоразрядных чисел в обратном коде. Время выполнения операции вычитания определяется основанием, ВЫбранной системы счисления,и не 25

" . Вав»йудит" от разрядности чисел.

На чертеже изображена схема

: "у»стройства для вычисления разности двух и -разрядных чисел. .Устройство содержит и счетчи- ЗО

Ков-. регистров 1 вычитаемого, входы которых соединены с первым выходом генератора 2 импульсов. Выход 1 -ro (l 1- n) счетчика-регистра 1 соединен с первьм входом <-го (=1-n) триггера 3, выход которого соединен

5 с первым входом i -го (< = 1-n ) элемента И 4 первой группы. Второй

Вход i -ro (. = 1-:n ) элемента И 4 соединен со вторым ВыходоМ гене»pa- тора 2, а выход вЂ, с первым входом 4О

-го (.i 1,..., n ) счетчика-регйст-ра 5 уменьшаемого. Выход i -го. (i 2,..., n ) счетчика-регистра 5 соединен с первым входом (i -1)-го (1 е2 ° ... 1 ) триггера б, выход 45 которого соединен с первым входом (Ф -1) -ro (2,..., ) элемента

И 7 второй группй. Выход (-1) -го, (i -"2 ° . n ) элемента И 7 соединен со вторым ВхОдОм 1 -rО (4 = 1,..., и -1) О счетчика-регистра 5 уменьшаемого, а йретий выхбд тенератора 2 соединен со вторыми входами триггеров, со вторым вхофом и-го счетчика 5 и co втофйй вхо (ом i -го (i 1... °, и -1) элемента И 7. Количество состояний счетчиковРегистров 1 и 5 равно основанию выбранной системы счислей»и»я. .Устройство работает следующим Об,разом. бО

В исходном состоянии в счетчиках-. ре1 истрах 1 поразрядно записано значение вычитаемого, à B счетчиках регйСтрах 5 - значение умейьшаемого

Стадие разряды записаны-соответстlBeHHo в счетчиках-регистрах

На выходах триггеров б находятся . запр» вещающие . потенциалы, а на выхо- дах триггеров 3 — разрешающие °

Для осуществления операции вычитания генератор 2 вырабатывает пачки импульсов. Количество импульсов на первом выходе генератора 2 равно основанию выбранной системы счисления. Пачка импульсов на втором выходе генератора 2 формируется путем поглощения первого импульса в первой пачке. С третьего выхода генератора 2 снимается один импульс после окончания обеих пачек с первых выходов °

Для определенности примем, что состояние счетчика-регистра 1 равно А (, состояние счетчика-регистра 5 -(равно В, а оснОвание выбранной системы счисления равно Q . Импульсы генератора 2 начинают поступать на вход счетчика 1 — 1 и через элемент -И 4- на вход счетчика-регистра 5 -(. Через Q-Ai импуЛьсов на выходе счетчика 1-i появится импульс переполнения, переводящий триггер 3-i в запрещающее состояние.

К этому моменту времени на вход счетчика 5- (через элемент И 4- (поступит Q- (A;. + 1) импульсов, так как во второй пачКе импульсов отсутствует первый импульс. Состояние счет-. чика 5- станет равным Bi + Q †(Ai +1)=

В + Q - 1 - Ai . После окончания последнего импульса,в пачках с выхода генератора 2 добавляется один импульс в"младщий разряд уменьшаемого. При переполнении счетчика 5-;i в процессе вычитания соответствующий триггер б- (i -1) переводится началом импульса переполнения в разрешающее состояние и разрешает прохождение импульса с третьего выхода . гЕнератора 2 через элемент И 7 на вход счетчика 5- i . Своим окончанием импульс с третьего выхода генератора 2 переводит триггеры в исходйое состояние, подготавливая устройство к новому вычитанию.

Данное устройство позволяет производить вычитание двух многоразрядных чисел за 0+1 тактов генератора.

Быстродействие данного устройства значительно выше, чем у известного, и не зависит от разрядности чисел.

Данное устройство пе-быстродействию в большей степени приближается к известным устройствам вычитания чисел; представленных параллельным двоичным кодом, но позволяет, не меняя структуры схемы, использовать любую систему счисления., Эти особенности предлагаемого устройства отвечают требованиям, предъявляемым к цифровым приборам и системам управления.

-4

5 . .. " 73.9532 6

Исполь зование данного устройства " группы, второй вход которого соеди-, в информационно-измерительных систе- нен со вторым выходом генератора мах позволит сократить время кон- импульсов, а выход — co входом i -z o троля каждого параметра, что приведет счетчика-регистра уменьшаемого, выход к повышению оперативности, достовернос; которого подключен к единичному вхоти и надежности контроля и, в ко- 5 ду -го. триггера второй группы триггенечном счете, даст экономический ров, единичный выход которого подэффект. ключен к первому входу -го эле" мента И второй группы, выход которого подключен ко входу (i -1)-го счетФормула изобретения чика-регистра уменьшаемого, нулевые входы всех триггеров, вторые входы элементов И второй группы и дополнительный вход и -ro счетчикарегистра yMeHbIaaeMoro подключены к третьему выходу генератора импульсов.! ! !!

I !

ЦНИИПИ Заказ 2926/43 Тираж 751 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ! 1

Устройство для вычисления разности двух и-разрядных чисел, содержашее счетчики-регистры уменьшаемого и вычитаембго, генератор импульсов, триггеры и элементы И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и обеспечения независимости времени вычитания от разряДности чисел, входы счетчиков-регистров вычитаемого соединены с первым выходом генератора импульсов, выход i-го (! =1,...,и ) счетчика-регистра вычитаемого соецинен с единичным входом i -го триггера первой группы триггеров, нулевой выход которого подключен к первому входу i --го элемента И первой

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

20 Р 217717, кл. G 06 F 7/00, 1967..

2. Авторское свидетельство СССР

9 263996, . G 05 F 7/00, 1969

3. Авторское свидетельство СССР

Р 414741, кл. Н 03 К 21/00, 1971.

25 .. 4. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2472574/18-24, кл. G 06 F 7/50, 1977 (прототип) .