Устройство для сложения в избыточной системе счисления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советския

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (Щ Заявлено 230930 (21) 2984041/18-24 )$$) Я. Ку,з

G .06 Г 7/49 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3004р2.бюллетень Ко 16

)33) УДК 681. 32 (088.8) Дата опубликования описания З0 04 82 (72) Авторы изобретения

В.A.Òåëåêîâåö н И.A.Шырванян!

1

Таганрогский радиотехнический институт иитВД,„калмыкова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ В ИЗВЫТОЧНОЯ

СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ

Изобретение относится к цифровой ,вычислительной технике, и может битв использовано в вычислительных системах,работающих в избыточной системе счисления с основанием 2

Известно устройство для алгебраы ческого сложения чисел, содержащее сумматор, регистр, логический элемент

ИЛИ и блок анализа разрядов, в котором производится последовательное сложение чисел в избыточной системе счисления (ll. . Однако .известное устройство, имеет низкое быстродействие.

Известно устройство для сложения в избыточной двоичной системе, ссодерз. жащее блоки формирования положитель» ной и отрицательной суммы, блоки 4ep" мырования положительного и отрицательного переносов, три элемента задержки н блок формирования результата, в котором производится последовательное сложение чисел в избыточной системе счисления с большым быот-. рсдействием (2) .

Известное устройство работает только в двоичной йзбыточной системе. счисления с цифрами 1, О, 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является . устройство для сложения в избыточной системе счисления, содержащее . первый сумкатор, входы которого являются входами устройства, блоки формирования положительного s отрицательного переносов, входы котораас соединены с выходом первого сумматора шиФратор, входы которого подключены к выходам блоков формирования положительного ы отрицательного переносов, второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого сумматора, а второй вход соединен с выходом шифратора, реверсивийй счетчик, выходы которого являются выходамы устройства, регистр, входы которого подключены к выходам

° второго сумматора, а выходы соединены со входами разрядов реверсивного

2О счетчика, суммирующий и вычитающнй входы которого подключены к выходам, блоков формырованйя положительного и отрицательного переносов, соответственно. В устройстве производится

25 сложение дыух чисел в избыточной системе счысления с основанием Р = 2» . (З).

Однако известное устройство имеет

-ЗО сложную структуру.

924698

Цель изобретения — упрощение устройства при последовательном суммировании двух чисел в избыточной системе счисления с основанием P = 2 .

Указанная цель достигается тем, что устройство для сложения в избыточной системе счисления с основанием

P = 2, содержащее первый сумматор, входы которого являются входами устройства, второй сумматор и регистр, содержит блок формирования переноса, 10 элемент ИЛИ, элемент И:и элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выходы (К-1) младших разрядов первого сумматора соединены с входами (К-1) разрядов регистра, вход К-ro разряда кото- 15 рого соединен с первым входом блока формирования переноса и подключен к выходу К-ro разряда первого сумматора, выход (K+1)-го разряда которого соединен с вторым входом блока формирования переноса и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом элемента И, с первым входом первого разряда второго сумматора и подключен к выходу .блока формирования переноса, третий и четвертый входы которого соединены с входами элемента ИЛИ и с входами знаков аргументов устройства, выходы второго сумматора подключены к выходам устройства, первые входы разрядов второго сумматора с второго по (К+1)-й объединены и подключены к выходу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, вторые входы разрядов второго сумматора соединены с выходами регистра, вход (К+1)-го разряда которого подключен к выходу элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 40

Блок формирования переноса устройства содержит элемент НЕ и мультиплексор, первый, второй и третий управляющий входы которого являются первым, вторым и третьим входами 45 блока формирования переноса соответственно, первый информационный вход мультиплексора постоянно подключен к шине потенциала логической единицы, второй информационный вход селек- о тора-мультиплексора подключен к четвертому входу блока формирования переносЯ, третий информационный вход мультиплексора постоянно подключен к шине потенциала логического нуля, четвертый информационный вход селектора-мультиплексора соединен с его вторым информационным входом, а пятый и шестой информационные входы се- лектора-мультиплексора объединены и подключены к выходу элемента НЕ, вход которого подключен к четвертому входу блока формирования переноса, седьмой информационный вход мульти,плексора соединен с его третьим ин формационным входом, восьмой инфор-, 65 мационный вход мультиплексора сое- . динен с его третьим информационным входом, выход мультиплексора является выходом блока формирования переноса.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для сложения в избыточной системе счисления с основанием P= 2 Jíà фиг. 2 — функЬ о циональная схема блока фиормирования переноса.

Устройство содержит входы 1 и 2 модулей, аргументов, входы 3 и 4 знаков аргументов, первый сумматор 5, входы которого соединены с входами

l - 4 устройства, а выходы (К-1) младших разрядов подключены к входам (К-1) младших разрядов регистра

6, вход К-го разряда, которого соедйнен с первым входом блока 7 формирования переноса и.подключен к выходу К-го разряда сумматора 5. Выход (К+1)-го разряда первого сумматора 5 соединен с вторым входом блока 7 формирования переноса и с первым входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, второй вход которого соединен с первым входом первого разряда второго сумматора 9 и с первым входом логического элемента И 10, вторым входом соединенного с выходом логического элемента ИЛИ 11. Входы логического элемента ИЛИ 11 соединены с третьим и четвертым входами блока 7 формирования переноса и с входами 3 и 4 знаков устройства.

Выход логического элемента HCKJIIOЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 соединен со входом (К+1)-го разряда регистра 6, выходы которого подключены к вторым входам разрядов второго сумматора 9, первые входы К старших разрядов которого объединены и подключены к выходу логического элемента И 10, а выходы второго сумматора 9 являются выходами 12 устройства.

Блок 7 формирования переноса представляет собой селектор-мультиплексор 13 на восемь входов, первый и второй управляющие входы которого являются первым и вторым входами блока 7 формирования переноса, третий вход которого является третьим управляющим входом мультиплексора 13.

Первый и восьмой информационные входы мультиплексора 13 соединены с шиной 14 логическая единица, третий и седьмой — с шиной 15 логический нуль. Второй и четвертый информационные входы мультиплексора 13 соединены с четвертым входом блока 7 формирования переноса непосредственно, а пятый и шестой — через логический элемент НЕ 16. Выход мультиплексора

13 является выходом блока 7 формирования переноса.

Устройство работает следующим образом.

924698 входы — инверсное значение (К+1)-го разряда аргумента Ь„ (или а„ „ ) с выхода логического элемента НЕ 16.

Сигнал переноса с выхода блока 7 формирования переноса подается на вход первого разряда второго сумматора 9 и через логический элемент И 10 на входы остальных К разрядов сумматора 9. Логический элемент И 10 совместно с логическим элементом

ИЛИ 11 вырабатывает сигнал отрицательного переноса.

В = 0424111

1321534

Пример выполнения блока 7 форми- Полученный результат z = 1320324 рования переноса на основе мультивычтем иэ расчетного результата плексоРа 13 и элемента HE 16 пРи- z = 1321534 и получим веден на фиг. 2. На управляющие вхо1320324 ды мультиплексора 13 подаются значе1321534 ния К-го и (К+1)-ro разрядов суммы

S< и Я +1, а также значение (К+1)-го (знакового) разряда аргумента а Полученный реэу

Пол ченный результат подтверждает (или b ). Первый и восьмой инфор- правильную работу устр

К11

Таким об азом, введение блокамационные входы мультиплексора 13 . Таким обр, д седьмой информационные входы - с элементов И, ИЛИ, ЮЦЕ соединены с шиной 14 l третий и формирования переноса, логических шиной 15 ™О . На второй и четвертый позволяет упростить устройство, так как отс тствуют реверсивный счетчик ато а схема выработки отри.информационные входы мультиплексора как отсутствуют ре рс

13 подается значение (К+1)-го (знако- 60 и шифратор, а ыр вого) разряда аргумента ) (или а„ „ ),. цательного р ательного переноса значительно упроа на пятый. и шестой информационййе ШенаВ начальном состоянии регистр 6 содержит нули во всех разрядах. На входы 1 — 4 устройства последовательно разряд за разрядом, на -иная со старшего, поступают суммируемые аргументы, выраженные в избыточной

5 системе счисления с основанием Р=2 цифрами Р-1,...,1,0,1,..., Р-1. Каждый разряд суммируемых аргументов представлен (К+1) разрядным числом, старший разряд которого является знаковым. Отрицательные числа представлены на входах (и выходах) устройства s дополнительном коде.

На выходе первого сумматора 5 образуется сумма i-x разрядов входных )5 аргументов S; - =a; + bÄ. Значения K разрядов суммы заносятся в регистр

6. Кроме того, значения К-ro разряда суммы Я; поступают в блок 7 формирования переноса, куда также по- 20 даются значения знаков аргументов с входов 3 и 4 устройства и значение (K+1)-го разряда суммы Я:(+„1с выхода сумматора 5. Блок 7 формирования переноса формирует сигнал переноса в зависимости от соотношения входных сигналов. Если суммируемые аргументы а и b. положительны, то блок 7

I вырабатывает сигнал переноса при

S; = 1 или Я; <+„) = 1, т.е. при

S > P/2. При этом перенос будет положительным. Если суммируемые аргументы отрицательны, то блок 7 . вырабатывает сигнал переноса при

Я; = 0 или S;(«)= О, т. е. при

S; л P/2. Если же аргументы имеют разные знаки, то блок 7 вырабатывает сигнал переноса только при

S; = 1 и Я,, = О, т.е. при Я (Р/2.

Таким образом), блок 7 в общем случае вырабатывает сигнал переноса соглас- 40 но формуле ! П= Ь В

° " м к. (к к )"пк1 к.45 " 8„,„)

К КИ(К+1 Ки) 45

Логический элемент ИСКЛК)ЧИОЩЕЕ

ИЛИ 8, на входы которого подается сигнал переноса с выхода блока 7 формирования переноса и значение (К+l)-ro разряда суммы Sq« saaхоца сумматора 5, вырабатывает значение знака суммы S-согласно фор1 муле

sigs S;= Я„,„й- ч Я„+„П;.

С выхода логического элемейта ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 8 значение знака суммы sign S(заносится в (К+1)-й разряд регистра 6.

В каждом 1 -м такте работы устройства в сумматоре 9 -к значению суммы

S ° +, полученной s (i-1)-м такте работы, которое поступает в сумматор 9 с выходов регистра 6, прибавляется +1, если перенос положителен, или вычитается -1, если перенос отрицателен. Результат сложения

z . .= Я. + П - с выходов сумматора 9

1 i-1 i поступает на выходы 12 устройства в виде (К+1)-разрядного числа.

Для более полного понимания работы устройства приводится пример сложения двух чисел в избыточной системе счисления с основанием Р = 8, т.е. при К=З.

A = 0715623

924698

7 8 8; 8) Я; П„- . z;

0.000

0 ° 000

1 .101

1.111

1. r51

3 1.111 0.010

0.001

0.001

0.001

0.011

0.010

0.000

0.011

6 1.110 1.111

1.101 1.101

1.110

1.100

0.000 . 0.000

8 0.000 0.000

1;100

Формула изобретения

0.000 0.000 0.000

2 1.001 1.100 0.101

4 0,101 0.100 . 1.001

5 1.010 0.001 1.011

7 0.011 0.001 0 ° 100

1. Устройство для сложения в из быточной системе счйсления содержащее первый сумматор, входы которого являются входами устройства, второй сумматор и регистр, о т л,и ч а ющ е е с я тем, -что, с целью упрощения устройства, оно содержит блок формирования. переноса, элемент ИЛИ, элемент И и элемент ИСЫИОЧМфЦ,"Е ИЛИ причем выходы (K-l),.млад@их разрядов первого сумматора соединены с входами (К-1) разрядов регистра, вход К-ro разряда которого соединен с первым входом блока формирования переноса 33 и подключен к выходу К-го разряда первого суьаяатора выход (K+1)-го разряда которого соединен с вторым входом блока формирования переноса и с первым входом элемента ВС- 4() . КЯЮЧАКЙ(ЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с первви входом элемента H„ с первым входом первого разряда второго сумматора и подключен к выходу блока формирования переноса, третий 45 и четвертый входы которого соединены с входами элемента ИЛИ и с входами знаков аргументов устройства, выходы второго сумматора подключены к выходам устройства, первые входы Раэ» 5О рядов второго сумматора с второго по (К+1)-й объединены и подключены к выходу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента

ИЛИ, вторые входы разрядов второго сумматора соединены с выходами ре- гистра, вход (К+1)-го разряда которого подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ.

2. Устройство по,п.l. о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок форми" .рования переноса устройства содержит элемент НЕ и мультиплексор, первый и второй и третий управляющие входы которого являются первым, вторым и третьим входами блока формирования переноса соответственно, пер-.. вый информационный вход мультиплексора подключен к шине потенциала логической единицы, второй информационный вход мультиплексора подключен к четвертому входу блока формирования переноса, третий информационный вход мультиплексора подключен к шине pотенциала логического нуля, четвертый информационный вход мультиплексора соединен с его вторым информационньвю входом,а пятый и шестой информационные входы мультиплексора объединены и подключены к выходу элемента НЕ, вход которого подключен к четвертому входу блока формирования переноса, . седьмой информационный вход мультиплексора соединен с его первым информационнюа входом, восьмой информационный вход мультиплексора соединен с его третьим информационным входом, выход мультиплексора является выходом блока формирования переноса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 638959, кл. G 06 F 7/385, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 717763, кл. G 06 F 7/385, 1980. . 3. Авторское свидетельство СССР . по заявке 9 2785813/18-24, кл ° G 7/50 27. 06. 19.

924698

2

Ф

lO

Ю »

18 бн

ggti

А 1 фм.2

Составитель Н.Захаревич

Редактор .В.Пилипенко Техред Е. Харитончик Корректор С.QleicMap

Эаказ 2819/66 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4