Устройство для сложения и вычитания в избыточной двоичной системе счисления

Устройство для сложения и вычитания в избыточной двоичной системе счисления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И . ВЫЧИТАНИЯ В ИЗБЫТОЧНОЙ ДВОИЧНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ, содержащее в каждом разряде блок формирования отрицательной суммы и положительного переноса, блок формирования положительной суммы я отрицательного переноса и блок формирбвания окончательного результата, выходы которого соединены с выходными шинами данного разряда устройства , а входы подключены к первому выходу блока формирования положительной суммы и отрицательного, переноса данного разряда устройства и второму выходу блока формирования положительной суммы и отрицательного переноса предыдущего разряда устройства, входы блока формирования положительной суммы и отрицательного переноса соединены с шиной отрицательного значения данного разряда первого операнда устройства, первым выходом блока формирования отрицательной суммы и положительного переноса данного .-разряда устройства и вторым выходом блока формирования отрицательной суммы и положительного переноса предыдущего разряда устройства, первый , второй и третий информационные входы блока формирования отрицательной суммы и положительного переноса ;соединены с шинами положительного значения данного разряда первого операнда устройства, отрицательного и положительного значений данного разряда второго операнда устройства , а первый и второй управляющие входы соединены с знака операции устройства, отличающеес я тем, что, с целью упрощения, в каждом разряде блок формирования отрицательной суммы И положительного переноса содержит три элемента НЕ, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, причем входы каждого элемента ИЛИ соединены с выходами элементов И соответствующей группы, а выходы - с соответствующими выхода- g ми блока, входы элементов НЕ подклю (Я чены к соответствующим информационным входам блока, вход первого элемента НЕ соединен с первыми входе ми первых элементов И первой и второй Групп, выход первого элемента НЕ соединен.с первыми входами второго и третьего элементов И первой группы , первые входы второго и третьего элементов И второй группы соединены с первым и вторым управлякАшми входа ми блока соответственно,первые входы. ел четвертых элементов И первой и второй со : групп подключены к входу первого элемен та НЕ,выход второго элемента НЕ соединен с втргаами. входами первых и третьих элементов И первой и второй групп, вторые входы -вторых и четвертых элементов И первой и второй групп подключены к входу второго элемента НЕ, выход третьего элемента НЕ подключен к третьим входам первых и BTOpwx. элементов И первой и второй групп, третьи входы третьих и четвертых элементов И первой и второй групп соединены с входом третьего элемента НЕ.

,.SU„„1015371 A

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3С5В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

" це

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2945051/18-24

:(22) 24. 06. 80 (46) 30.04.83. Бюл. Р 16 (72) В.В. Аристов (71) Институт электродинамики АН Украинской ССР (53) 681 ° 325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 717763, кл. G 06 F 7/49, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 453691, кл. 6 06 Р 7/50, 1971 (прототип). (54)(57) устРОЙстВО для слОжения и

ВЫЧИТАНИЯ В ИЗБЫТОЧНОЙ ДВОИЧНОЙ CHCTEME СЧИСЛЕНИЯ, содержащее.в каждом разряде блок формирования отрицательной суммы и положительного переноса, блок формирования положительной суммы и отрицательного переноса и блок формирования окончательного результата, выходы которого соединены с выход-. ными шинами данного разряда устройства, а входы подключены к первому вы-. ходу блока формирования положительной суммы и отрицательного переноса данного разряда. устройства и второму выходу блока формирования положительной суммы и отрицательного переноса прецыдущего разряда устройства, входы блока формирования положительной суммы и отрицательного переноса соединены с шиной отрицательного значения данного разряда первого операнда устройства, первым выходом блока .формирования отрицательной суммы и положительного переноса данного .-разряда устройства и вторым выходом блока формирования отрицательной суммы и положительного переноса предыдущего разряда устройства, первый, второй и третий информационные входы блока формирования отрицательной суммы и положительного переноса соединены с шинами положительного значения данного разряда первого операнда устройства, отрицательного и положительного значений данного разряда второго операнда устройства, а первый и второй управляющие входы соединены с шинами знака операции устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения, в каждом разряде блок формирования отрицательной суммы и положительного переноса содержит три элемента НЕ, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, причем входы каждого элемента ИЛИ соединены с выходами элементов И соответствующей группы, а выходы — с соответствующими выходаЮ ми блока, входы элементов HE подключены к соответствующим информационным входам блока, вход первого элемента НЕ соединен с первыми входами С первых элементов И первой и второй

;групп, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами второго и третьего элементов И первой группы, первые входы второго и третьего . элементов И второй группы соединены ( с первым и вторым управляют ими входа, ми блока соответственно первые входы. четвертых элементов И первой и второй вФ ,групп подключены к входу первого элемен фф та НЕ,выход второго элемента HE соединен с вторыми. входами первых и тре- Ф тьих элементов И первой и второй leaaL групп, вторые входы .вторых и четвертых элементов И первой и второй групп подключены к входу второго элемента НЕ, выход третьего элемента

НЕ подключен к третьим входам первых фЭ и вторых элементов И первой и второй групп, третьи входы третьих и четвертых элементов И первой и второй .групп соединены с входом третьего . элемента НЕ.

10153 71

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в управляющих, моделирующих и вычислительных машинах и устройствах, работающих в избыточной двоичной системе счисления с цифрами 1, О, 1. 5

Известно устройство для сложения в избыточной двоичной системе счисления. Это устройство характеризуется тем, что содержит блоки формирования отрицательной и положительной сумм, блоки формирования отрицательного и положительного переносов, три элемента задержки и блок формирования окончательного результата,причем совокупность блоков формирования отрицательной суммы и положительного переноса, а также блоков формирования положительной суммы и отрицательного переноса может быть выполнена в виде двухразрядных двоичных сумматоров (1) .

Основные недостатки устройства заключаются в том, что, во-первых, отсутствуют элементы управления знаком операции, во-.вторых, в кодировке операндов имеются запрещенные состояния, в связи с чем всегда необходим блок формирования окончательного результата, и в †треть, суммирование чисел осуществляется в последовательном коде. 30

Наиболее близким к предлагаемо-. му является устройство, которое в каждом разряде содержит блок формирования отрицательной суммы и положительного переноса, блок Формирова- 35 ния положительной суммы и отрицательного переноса и блок формирования окончательного результата, причем связи между блоками выполнены таким образом, что глубина распространения переноса не превышает двух разрядов (2) .

Основным недостатком устройствапрототипа является сложность оборудования, вызванная трехшинным и четырехшинным представлением операн- 45 дов и результатов с кодировкой, имеющей запрещенные состояния.

Цель изобретения — упрощение уст ройства. 50

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сложения и вычитания в избыточной двоичной системе счисления, содержащем в каждом разряде блок формирования отрицательной суммы и положительного переноса, блок формирования положительной суммы и отрицательного переноса и блок формирования окончательного результата, выходы которого соединены с выходными шинами данного разряда устройства, а входы подключены к первому выходу блока формирования положительной суммы и отрицательного переноса данного раз-, ряда устройства и второму выходу бло 65 ка формирования положительной суммы и отрицательного переноса предыдущего разряда устройства, входы блока формирования положительной суммы и отрицательного переноса соединены с шиной отрицательного значения данного разряда первого операнда устройства, первым выходом блока формирования отрицательной суммы и положительного переноса данного разряда устройства и вторым выходом блока формирования отрицательной суммы и положительного переноса предыдущего разряда устройства, первый, второй и третий информационные входы блока формирования отрицательной суммы и положительного переноса соединены с шинами положительного значения данного разряда первого операнда устройства, отрицательного и положительного значений данного разряда второго операнда устройства, а первый и второй управляющие входы соединены с шинами знака операции устройства, блок формирования отрицательной суммы и положительного переноса каждого разряда содержит три элемента НЕ, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, причем входы каждого элемента ИЛИ соединены с выходами элементов И соответствующей группы, а выходы — с соответствующими выходами блока, входы элементов

НЕ подключены к соответствующим информационным входам блока, вход первого элемента НЕ соединен с первыми входами первых элементов И первой и-второй групп, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами второго и третьего элементов И первой группы, первые входы второго и третьего элементов И второй группы соединены с первым и вторым управляющими входами блока соответственно, первые входы четвертых элементов И первой и второй групп подключены к Входу первого элемента НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с вторыми входами первых и третьих элементов И первой и второй групп, вторые входы вторых и четвертых элементов И первой и второй групп подключены к входу второго элемента НЕ, вы-, ход третьЕго элемента НЕ подключен к третьим входам первых и вторых элементов И первой и второй групп, третьи входы третьих и четвертых элементов И первой и второй групп соединены с входом третьего элемента

НЕ.

На чертеже изображена блок-схема устройства для сложения и вычитания в избыточной двоичной системе счисления.

Устройство в каждом разряде содержит блок 1 формирования отрицательной суммы и положительного переноса, блок 2 формирования положительной суммы и отрицательного переноса, 1015371

Таблица 1

Значение разряда

A) В"1

Б 5 oj (1 0 . 1 0 1 0

1 0

0 0(1) 0(1) 0(1) 0(1) 0 0

1 0 1.0

0 блок 3 формирования окончательного результата, выходы которого соединены с выходными шинами данного.разряда устройства, а входы подключены к первому выходу 4 блока 2 формирования положительной суммы и от- 5 рицательчого переноса данного разряда и второму выходу 5 блока 2 формирования положительной суммы и отрицательного переноса предыдущего разряда устройства. Входы блока 2 форми-10 рования положительной суммы и отрицательного переноса соединены с шиной 6 отрицательного значения данного разряда первого операнда, с первым выходом 7 блока 1 формирования отрицательной суммы и положительного переноса данного разряда устройства и с вторым выходом 8 блока 1 формирования отрицательной суммы и положительного переноса предыдущего разряда устройства. Первый 9, второй 2О

10 и третий 11 информационные вхо- ды- блока 1 формирования отрицательной суммы и положительного переноса соединены соответственно с шинами положительного значения данноГо разряда первого операнда устройства, отрицательного и положительного значений данного разряда второго операнда устройства. Первый и второй управляющие входы соединены 30 соответственно с шинами 12 и 13 знака,операции устройства. В каждом разряде устройства блок 1 формирования отрицательной-суммы и положительного переноса содержит первый 14, второй 15 и третий 16 элементы НЕ, четыре элемента И 17-20 первой группы элементов И, четыре элемента И 21-24 второй группы элементов И и два элемента ИЛИ 25 и 26. Входы каждого элемента ИЛИ 25 и 26 соединены с выходами элементов И соответствующей группы, а выходы соединены с соответствующими выходами

7 и 8 блока. Входы элементов НЕ 14-16 подключены к соответствующим инфор- 45 мационным входам 9-11 блока; Вход первого элемента НЕ 14 соединен с первыми входами первых элементов И

17 и 21 первой и второй групп. Выход первого элемента НЕ 14 соединен с первыми входами второго 18 и третьего 19 элементов И первой группы, первые входы второго 22 и третьего

23 элементов И второй группы соединены с первым и вторым управляющими входами блока соответственно, первые входы четвертых элементов И

20 и 24 первой и второй групп подключены к входу первого элемента

НЕ 14., выход второго элемента НЕ 15 соединен с вторыми входами первых

17 и 21 и третьих 19 и 23 элементов И первой и второй групп. Вторые входы вторых 18 и 22 и четвертых 20 и 24 элементов H первой и второй групп подключены ко входу второго элемента НЕ 15. Выход третьего элемента НЕ 16 подключен к третьим входам первых 17 и 21 и вторых 18 и, 22 элементов И первой и второй групп.

Третьи входы третьих 19 и 23 и четвертых 20 и 24 элементов И первой и второй групп соединены с входом третьего элемента HE 16. (Совокупность элементов НЕ 15 и 16, И 17

24, ИЛИ 25 и 26 может быть выполнена, например, в виде сдвоенного мультиплексора 155КП2 ) Последовательность работы устройства состоит в задании на шинах 6 операндов, входах 9 — 11 знакоразрядных кодов соответствующих операндов, задании кода операции на шинах 12 и 13 и получении результата на выходных шинах устройства после окончания переходных процессов.

Разряды входных чисел первого A и второго В операндов и выходного результата 5 в избыточной двоичной системе счисления представляются в виде 1, 0 и 1, чему соответствуют коды, представленные в табл. 1, где

So- код числа на входе блока формирования окончательного результата 3.

1015371

Та блиц а 2

Операции сложение, т.е. S=A+B, соответствует значение "0" на первой 12 и "1",на второй 13 шинах знака устройства, и наоборот, для операции "вычитание", т.е. S=A-В, "1" на первой 12 и "0" на второй

13 шинах знака.

Двоичных код на втором 10 и третьем 11 информационных входах блока

1 формирования отрицательной суммы

Величины А, В и В> задаются на первом, втором и третьем информационных входах блока 1 соответст- gg венно а значения Z и Р+ формируI 1 1 ются на первом 7 и втором 8 выходах блока 1 соответственно.

Блок 2 формирования положительной суммы и отрицательного переноса 4 может быть выполнен по схеме, анало гичной блоку 1 при задании на управляющих входах кода вычитание. Поэтому при поступлении на,его входы значений A, Е. и положительного переноса с предыдущего разряда Р 1будут сформированы на первом выходе 4 значение положительной суммы Z и на втором выходе 5 — отрицательйого переноса

Р.. согласно табл. 2 при С=А, Р=2., E=P+, F =Р„и 6 =Z++.

= 1-1Ф

Совокупйость в каждом разряде значений 2+ и p. „ является результаи положительного переноса каждого разряда определяет адрес элементов И первой 17-20 и второй 21-24 групп элементов И, на выходах которых, а следовательно, и на выходах соответствующих элементов ИЛИ 25 и

26, формируются отрицательная сумма

2 и положительный перенос Р+ в соответствии с табл. 2 при C--A+, 9 =В °, Е=В, F =Р ° и 6=2 ° .

У

3 3 Сложение Вычитание том 5 выполнения операции суммирова-

О ния или вычитания, в котором нулевое значение разряда может кодироваться двояко 00 или 11. В связи с этим выходы блока 2 формирования положительной суммы и отрицательного переноса могут быть использованы для организации вычислений, например, в накапливающем сумматоре.

Для исключения из результата суммирования состояния "11" служит блок 3 формирования окончательно ре«. эультата, выполненный, например, в виде двух. элементов ЗАПРЕТ, осуществляющих формироВание 9 =Р.„Л2+ и

=2+ hP

j-1

За счет применение более простого кодирования, чем в прототипе, несколько упрощается структура блоков и уменьшается количество внешних выводов.

10153 И б

42

Ю

Составитель В. Аристов

Редактор A. Власенко Техред Л.Пекарь Корректор, У

И. Ш лла

Заказ 3216/45 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", -г. Ужгород, ул. Проектная, 4