Управляемый арифметический модуль

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (1855654

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 12.1179 (2! ) 2842589/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 150881 (51) М. Кл.8,С 06 F 7/38

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681. 3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Д. Козюминский и В.A. Мищенко (71) 3 а яв ит ель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ АРИФМЕТИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ

Изобретение относится.к вычислительной технике и может использоваться при построении различных узлов и устройств ЭВМ.

Известен управляемый арифметический модуль, содержащий четыре информационных входа и шесть управляющих входов, два выхода, триггер и логические элементы И, ИЛИ, HE (1).

Недостатками данного управляемого арифметического модуля являются ограниченные возможности по реализации математических операций, что ухудшает характеристики конструируемых на его основе узлов и устройств.

Кроме того, модуль сложен в управлении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является управляемый арифметический модуль, содержащий триггер, по два элемента

И, ИЛИ и РАВНОЗНАЧЙОСТЬ, два комму- . татора, три информационных входа, вход переноса, вход разрешения выполнения операции, девять управляющих входов и два выхода, причем управляющие входы первого коммутатора подключены к управляющим входам модуля, а его информационные входы — к информационным входам модуля, выход первого коммутатора соединен со входом первого элемента равнозначность, второй вход которого является управляющим входом модуля, а выход соединен с управляющим входом второго коммутатора, второй управлякхций вход которого соединен с выходом второго элемента равнозначность, первый вход которого явля1О ется управляющим входом модуля, а второй соединен с выходом триггера, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен со вхо15 дом переноса. устройства, а второй— с выходом второго коммутатора, информационные входы которого подключены к управляяхцим,входам модуля, а его стробирующий вход соединен

20 со входом разрешения выполнения операции, входы первого элемента И соединены со входом переноса модуля, с выходом второго элемента равнозначность и с первым входом второго.эле25 мента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента равнозначность, третий вход является управляющим входом модуля, а

его четвертый вход подключен ко вхо30 ду разрешения выполнения операции, 855654 выходы элементов И соединены со входами второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом переноса устройства, а выход триггера является выходом результата устройства 2) .

Недостатком данного устройства 5 ,является ограниченный набор выполняе.мых математических операций. Это приводит к уменьшению производительности узлов и устройств ЭВМ, конструируемых на основе этого модуля при выполнении ими сложных математических операций.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем увеличения набора математических 15 операций, производимых управляемым арифметическим модулем.

Поставленна:х цель достигается тем, что управляемый арифметический модуль, содержащий триггер, элемент 20

ИЛИ и два мультиплексора, настроечные входы первого из которых соединены соответственно с управляющими входами. первой группы модуля, а его входы — с информационными входами модуля, выход триггера является

25 выходом результата модуля, а его счетный вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен со входом переноса модуля, а второй вход — с выходом второго M мультиплексора, информационные вхо,ды которого соединены соответственно с управляющими входами второй группы модуля, а его стробирующий вход соединен со входом разрешения выпол- Я5 нения операции модуля, модуль содержит третий мультиплексор, выход которого является выходом переноса модуля, информационные входы соединены соответственно с управляющими входами третьей группы модуля, а настроечные входы попарно объединены с настроечными входами второго мультиплексора и подключены соответственно к выходу триггера и первого мультиплексора, стробирующий вход третьего мультиплексора соединен со .входом разрешения выполнения операции модуля.

Схема такого устройства помимо сдвигов хранимой информации, выполнения логических операций и суммирования реализует также операции одновременного выполнения двух произвольных логических операций со сло- 55 жением их результатов, т.е. устройство реализует все операции типа

fó (A,Â} + й) (А,В), где fq (A,В) и f (A,В) — произвольные логические функции операндов A и В. При этом эти операциизмогут реализоваться одновременно со сдвигом информации в устройстве.

На чертеже представлена схема управляемого арифметического модуля.. 65

Устройство содержит мультиплексоре 1-3, триггер 4,. элемент ИЛИ 5, информационные входы 6-8, вход 9 переноса, группы управляющих входов

10-12, вход 13 разрешения выполнения операции, выход 14 результата и выход 15 переноса. Управляющие входы коммутатора 1 подключены к управляющим входам 10 устройства, а его информационные входы — к информационным входам 6-8 устройства. Выход триггера 4 являетсу информационным выходом устройства, а его счетный вход соединен с выходом элемента

ИЛИ 5, один вход которого подключен ко входу 9 переноса устройства, а его второй вход соединен с выходом мультиплексора 2. Выход мультиплексора 3 является выходом 15 переноса устройства, а его управляющие входы попарно объединены с управляющими входами мультиплексора 2 и подключены соответственно к выходу мультиплексора 1 и к выходу триггера 4, Информационные входы мультиплексоров

2 и 3 подключены к группам управляющих входов 11 и 12 устройства соответственно, а их стробирующий вход— ко входу 13 разрешения выполнения операции.

Устройство работает следующим образом.

На входы 6-9 устройства подаются соответственно сигналы: вход 6 сигнал А для связи со старшим разрядом в п-разрядном устройстве, вход

7 — сигнал А< разряда операнда, вход

8 — сигнал А3 для связи с младшим разрядом в и-разрядном устройстве, вход 9 — сигнал переноса Р. С информационного выхода 14 модуля снимается сигнал S результата операции, а с выхода 15 — сигнал Q, который является возникающим сигналом переноса в старший разряд. Группа управляющих входов 10 устройства управляет коммутацией информационных входов 6-8 и подключает один из сигналов А, А или A > ко входу функциональной части модуля. Функциональная часть с помощью мультиплексоров 2 и 3, триггера 4 и.элемента 5 путем настройки по группам управляющих входов 11 и

12 реализует любую из математических операций типа S = f (A,В) +

fd (A В), где Г„ (A В) и f (A B) произвольные логические функции переменных A и В, одна из которых (например,A) снимается с выхода мультиплексора 1, а другая переменная(например, В) перед началом операции заносится в триггер 4. При этом мультиплексор 3 с помощью группы настроечных входов 12 для выполнения устройством некоторой операции настраи- вается на логическую функцию, соответствующую возникающему сигналу пе- реноса О, т.е. на логическую функцию 0. C QCg,где C „ (A,В), а

855654

С2= 1 (А,B). Коммутатор 2 с помощью группы управляющих входов 11 настраивается на реализацию в нем логической функцйи возбуждения триггера, . соответствующей требуемой математической Операции. Код настройки мультиплексоров 1 и 2, а также реализуемые ими логические функции легко находятся по таблице истинности требуемой математической операции, составляемой без учета входного сигнала.переноса Р. Сигнал С разрешения выполнения операции является импульсным и подается одноразово на вход 13 устройства при выполнении любой из операций. Длительность этого сигнала выбирается из условия обеспечения 15 устойчивой работы Т-триггера устройства. При использовании в устрой-. стве мультиплексоров четырех переменных схема модуля имеет десять управляющих входов. 20

В целом схема управляемого арифметического модуля с учетом работы мультиплексора 1 позволяет реализовать в и-разрядном устройстве следующий набор математических операций: д операции типа 5= (А В)+ (A,В), то же S=f (1B@ В)+Ц(-В, В)

5 = Ц(2В, B) +tj(5B, В), где A — код входного операнда,  — код хранимого в триггере операнда.

В число указанных математических операций входят операции сложения двух операндов, логической обработки двух операндов, сдвига операнда В, одновременной логической обработки двух операндов и сложения полученных результатов, логические и арифметические операции над ходом операнда В и сдвинутыми кодами этого операнда. Ю

Всего устройство реализует путем настройки порядка 700 различных операций укаэанных типов, что эна» чительно расширяет набор математических операций, производимых,управляемым арифметическим модулем.

Это позволяет на основе данного устройства конструировать разнообразные устройства обработки цифровой информации,а также повысить производительность конструируемых устройств при выполнении сложных математических операций эа счет числа одновременно выполняемых операций.

Формула изобретения

Управляемый арифметический модуль, содержащий триггер, элемент ИЛИ и два мультиплексора, настроечные вхо- ды первого из которых соединены соответственно с управляющими входами первой группы модуля, а его входы— с информационными входами модуля, выход триггера является выходом результата модуля, а его счетный вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен со входом переноса модуля, а второй вход — с выходом второго мультиплексора, информационные входы которого соединены соответственно с управляющими входами второй группы модуля, а его стробирующий вход соединен со входом разрешения выполнения операции модуля, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения набора математических операций, производимых управляемым а Жфме.тическим модулем, модуль содержит третий мультиплексор, выход которого является выходом переноса модуля, информационные входы соединены соответ-— ственно с управляющими входами третьей группы модуля, а настроечные входы попарно объединены с настроечными входами второго мультиплексора и подключены соответственно к выходч тоиггеюа и neosoro мультиплексора, стробирукщий вход третьего мультисцтексора соединен со входом разрешения выполнения операции модуля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свндетельство СССР

9 487387, кл. 6 06 F 7/50, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

В 2682661, кл.G 06 F 7/50, 1979 (прототип).

855654 с а и

4g

4r

13

Составитель В. Кайданов

Редактор Н. Минко Техред A.ÁàÜèíåö Корректор С. Щомак

Заказ 6915/69 Тираж 745 Подписное

О ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4