Устройство для алгебраического сложения кодов целых комплексных чисел

 

Союз Советских

Социвлистичвских.Республик.

<и 862 1 4 О (61) Дополиительиое к авт. свид-ву<я)м. кл.

G 06 F 7/49 (22).Заявлено 070180, (21) 2865059/18-24 с присоединением заявки МГоетдарстеенный комитет

С СС Р но делам изобретений в открыткИ (23)!1риоритет—

Опубликовано 0.709,81, Бюллетень Н4 33 (53) УДК681. 325 (088. 8) . Дата опубликования описания 070981 (72) Автор изобретения

Н.И. Цупрев.I

J (7 3 ) Заявитель

Минский радиотехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЛГЕБРАИЧЕСКОГО СЛОЖЕНИЯ

КОДОВ ЦЕЛЫХ КОМЛЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительних машинах и комплексах при обработке информации, представленной комплексными числами, а также при решении уравнений и систем с комплексными. корнями.

Известно устройство для алгебраического сложения кодов целых комплекс-10 ных чисел (ЦКЧ); которое содержит..

:блок сложения в системе счисления с основанием р-1+j и блок вычитания в этой же системе счисления $1), Известно также устройство для алгебраического сложения кодов ЦКЧ, которое содержит два регистра операндов, сумматор кодов целых комплексных чисел в системе счисления с основанием р -1+j, специальный блок инвертирования для получения инверс- 20 ного значения кода вычитаемого при выполнении операции вычитания.

В основу работы специального блока инвертирования положен принцип умножения на -1 (код -1 в-системе счисления с основанием р--i+j имеет вид

11101) Ы .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для алгебраического сложе- 3

30 ния кодов ЦКЧ ГЗД, которое содержит регистры первого и второго операндов, элементы ИЛИ, элементы задержки, специальный блок инвертирования, блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, сумматор в системе счисления с основанием р-t+j, блок управления, где прямые выходы разрядов регистра первого операнда подключены к первым входам элементов И первого блока элементов И параллельно, прямые выходы разрядов регистра второго операнда .подключены к первым входам элементов И второго блока элементов

И параллельно, выходы регистра второго операнда подключены параллельно к входам блока инвертирования, первый выход блока управления подключен к первому входу элемента ИЛИ и через первый элемент задержкик вторым входам элементов И второго блока элементов И, второй выход блока управления подключен к второМу входу элемента-ИЛИ и через второй элемент задержки — ко вторым входам элементов И третьего блока элементов

И, .выход элемента ИЛИ подключен... к вторым входам элементов И первого блока элементов, выходы элементов И первого, второго и третьего блоков

862140 элементов И подключены соответственно к входам элементов ИЛИ блока элементов ИЛИ параллельно, выходы элементов ИЛИ блока элементов ИЛИ подключены к входам сумматора в системе счисления c основанием р-1+j параллельно.

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие, так как при вычитании основное время затрачивается на выполнение операции О инвертирования, и большие затраты оборудования для построения блока инвертирования.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и снижение аппаратурных затрат для

его построения.

Поставленная целЬ достигается тем, что устройство для алгебраического сложения кодов целых комплексных чисел, содержащее два регистра 20 операндов, элемент ИЛИ, первый и. второй элементы задержки, первый, второй и третий блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, сумматор в системе счисления с основанием р=-1+), причем первые входы элементов И первого блока элементов И соединены с выходом элемента ИЛИ, а вторые входы — с выходами разрядов регистра первого операнда, первый вход элеме Рга ИЛИ соединен с управляющим входом сложения устройства и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами элементов И второго блока элементов И, вторые входы которых подключены к пряжим выходам разрядов регистра второго операнда, выход второго элемента задержки подключен к первым входам элементов И третьего блока элементов И, выходы элементов

И первого, второго и третьего блоков элементов И соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими входа. ми. элементов ИЛИ, .блока элементов

ИЛИ, выходы которого подключены ко 4$ вход=м сумматора в системе счисления с основанием р-1+), содержит третий элемент задержки, вход которого соединен с управляющим входом вычитания устройства, а выход соединен с вторым)0 входом элемента ИЛИ и с входом второго элемента задержки. Управляющий вход вычитания устройства соединен с четвертыми входами элемента ИЛИ блока элементов ИЛИ с номерами и Зк и пЗ«+1(к = 0,1,2...) ° Инверс. ные выходы разрядов регистра второ

ro операнда подключены к вторым входам элементов И третьего блока элементов И. на чертеже представлена структур- 60 ная схема устройства для алгебраического сложения. кодов целых. комплексных чисел.

Устройство содержит регистры 1 и 2 первого и второго операндов, эле-., 65 мент ИЛИ 3, .элементы задержки 4-6, блоки 7-9 элементов И, блок 10 элементов ИЛИ, сумматор 11 в системе счисления с основанием р-1+j.

Регистры 1 и 2 предназначены для приема и хранения кодов операндов перед выполнением операцйй сложения или вычитания.

Блоки 7-9 элементов,И и блок 10 элементов ИЛИ предназначены для передачи операндов на сумматор 11.

Сумматор 11 в системе счисления с основанием р-1+j предназначен для суммирования кодов.

Элементы 4-7 задержки предназначены для организации вычислительного процесса.

Устройство работает следующим образом.

После приема операндов в регистры 1 и 2 подается сигнал на вход 12 (если необходимо выполнить операцию сложения) или на вход 13 (если необходимо вычест,из первого операнда второй). Онерация сложения Я устройстве выполняется так же, как и в прототипе.

При выполнении операции вычитания сигнал подается на вход 13. По этому сигналу на сумматор 11 в системе счисления с основанием р=-1+j. через элементы ИЛИ блока 10 .подается код 011...011011 (что выполнено схемно, и код записывается непосредственно сигналом с входа 13).

По сигналу на входе 13, задержанному на элементе 6 задержки на время подачи в сумматор 11 кода 011...=

011011,код первого операнда, считанный с прявых выходов разрядов регист . ра 1, через элементы блока 7 и элементы ИЛИ блока 10 подается íà сумматор, где складывается с поданным туда кодом 011. ° .011011.

lto сигналу с .входа 13, задержанному на элементе 5 задержки на время сложения в сумматоре 11, код, считанный с инверсных выходов разрядов регистра 2, через элементы И блока

9 и элементы ИЛИ блока 10 подается на сумматор 11.

В результате сложения получается разность первого и второго операнДОЗ.

П р. и м е р 1. Пусть необходимо проиивертировать код

A = 1610.

A = 1010 = 1+j3

РазбиваеМ данный код на триады, причем старщув триаду необходимо дополнить двумя нулями

A 001 010

+ йроинэерФируем разряды кода с учетри дополненных разрядов:

Х = 110101.

Сложим «од Х с кодом 011011 ! ой А 110010 -1 -j3, Вьг140

n —.х3

tg, t1

Формула изобретения

111...111 110 101

011...011 011 011

= -1-13.

О1О сл + бед

9 — t s где читания устройства соединен с четвертыми входами элементов 1#И блока элементов NN и номерами и Зк и м « -Зк + 1 (к = 0,1,2...), инверсные выходы разрядов регистра второго операнда подключены к вторым входам

Ьыч q см имз ° — время суммирования на см сумматоре в системе счисления е основанием

p = -1+j; ее .с

7В „, — время инвертирования на блоке инвертирования

tCA +theta см +2t 3 а:Г = 2 т е

Сложеййе проводилось по правилам для систеж счисления с основанием р-1+), При применении данного алгоритма необходимо, чтобы разрядность кодов . была кратной трем. ЕСли .это не -так, то старшую триаду .необходимо дополнить. нулями.

Пример 2. A 1010 1 +j3уменьшаемое;

В = 100 = -.12,. - вычитаемое.

Инвертируем разряды вычитаеМОга

В = 011., 1ач .В = 011 + 011 1110100, Разность

1010

1110100

1111110 = 1 + )5.

Пример 3. A = 000...000

001 010

1+ 33, K =111...111 1101101

Т. е. дополнять можно произволь,ным количеством нулей, но разрядность кода A при этом должна оставаться кратноФ трем.

Длина. кода 011...011011 должна при этом быть равной длине операндов.

Проведем сравнительную оценку быстродействия прототипа данного устройства. Примем при этом, что появление операций сложения и вычитания равновероятно. Учитывать будем только время суммирования, как самое длинное. среднее .время..работы прототипа;

t „ — время операции сложения; время операции вычитания

66М (прототип); время операции вычитания

Ъыч (предложенное устройство).

Выигрыш в быстродействии

В предложенном устройстве коли чество оборудования уменьшено, так, как для реализации блока инвертирования прототипа необходимы элементы И-ИЛИ-НЕ по количеству разрядов вычитаемого, а блок инвертирования в данном устройстве заменяется одним.элементом задержки.

Устройство для алгебраического сложения кодов целых комплексных чи сел, содержащее два регистра операндов, элемент ИЛИ, первый и второй элементы задержки, первый, второй и

29 третий блоки элементов И, блок элементОВ ИЛИ, сумматор в системе счисления с основанием р-1+j, причем первые входы элементов К первого блока элементов. И соединены с выходом элемента ИЛИ, а вторые входы — с выходами разрядов регистра первого .операнда, первый вход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом сложения устройства и с входом первого

З элемента задержки, выход которого .соединен. с первыми входами элементов

И второго блока элементов К, вторые входы которых .подключены к прямым выходам разрядов регистра второго операнда, выход второго элемента задержки подключен- к первым входам элементов И,третьего блока элементов

И, выходы элементов И первого, второго и третьего блоков элементов И соединены соответственно с первыми, 40. вторыми и третьими входами элементов

ИЛИ, блока элементов ИЛИ, выходы которого подключены к входам сумматора в системе счисления с основанием р-1+j, отличающееся ,ц тем, что, с целью увеличения быстродействия и снижения аппаратурных затрат, оно. содержит третий элемент за« . держки, вход которого соединен с уп-. равляющим входом вычитания устройст- . щ ва, а выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с входом второго эле яента задержки, управляющий вход выэлементов И третьего блока элементов И.

Источники информации, ириняже во внимание при экспертизе

1. Акущский И.Я. и др. Основы машинной @рифметики комплексных чисел. Алма-Ата, "Наука", 1970, :с. SS-101.

862140

Составитель В. Березкин

Редактор Л. Утехина техред м. Голинка .Корректор О. Билак

Заиаэ 6613/43 Тираж 745 . . Подписное

BHHNIIH Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

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

3 О» филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Якушский И.Я. и др. Основы машинной арифметики комплексных чи сел. Алма-йта, "Наука", . 1970, с. 101

3. Поспелов Д.A. Арифметические основы вычислителънык мйвин дискретного действия. N., "Высшая школа", 1970, с. 203, 210 (прототип).