Устройство для алгебраического сложения

Устройство для алгебраического сложения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для алгебраического сложения двоичных чисел в прямом коде, может быть использовано в арифметических устройствах цифровых вычислителей, а также при построении цифровых измерительных приборов. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит сумматор 1, входной и выходной блоки 2, 3 инвертирования кодов, элемент И 4 и четыре элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 - 8. Четыре элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 - 8 с соответствующими связями образуют знаковый узел управления, управляющий блоками 2, 3 инвертирования кодов и вырабатывающий сигнал переполнения и знак суммы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„BU„„1603378

А1 щ),G 06 F 7/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР

1 (21) 4652901/24-24 (22) 17 ° 12.89 (46) 30.10.90. Бюл. Р 40 (71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии (72) А.С.Вершинин (53) 681.325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 913368, кл. G 06 F 7/50, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1297035, кл. С 06 F 7/50, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЛГЕБРАИЧЕСКОГО

СЛОЖЕНИЯ (57) Изобретение. относится к области вычислительной техники и предназна2 чено для алгебраического сложения, двоичных чисел в прямом коде, может быть использовано в арифметических устройствах цифровых вычислителей, а также при построении цифровых измерительных приборов. J(BJIblo изобретения является упрощение устройства.

Устройство содержит сумматор 1, входной и выходной блоки 2, 3 инвертирования кодов, элемент И 4 и четыре элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5-8. Четыре элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5-8 с соответствующими связями образуют знаковый узел управления, управляющий блоками 2, 3 инвертирования кодов и вырабатывающий сигнал переполнения и знак суммы. 1 ил.

С:

Ю% 1

Cb

СР

С д

СО

3 160

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для алгебраического сложения двоичных чисел в прямом коде, может быть использовано в арифметических устройствах цифровых вычислителей, а также при построении цифровых измерительных приборов.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства для алгебраического сложения.

Устройство для алгебраического сложения содержит сумматор 1 (полный, п-разрядный, двоичный, комбинационный сумматор), входной (первый) блок 2 инвертирования, выходной (второй) блок 3 инвертирования, элемент И 4, элементы ИСКЛ1ОЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 5-8. Устройство для алгебраического сложения имеет вход 9 первого операнда, вход 10 второго операнда, вход 11 знака первого операнда, вход 12 знака второго операнда,выход 13 суммы, выход 14 переполнения и выход 15 знака результата (суммы).

Устройство для алгебраического сложения работает следующим образом.

Обозначим первый и второй операнды соответственно А и В. При одинаковых знаках операндов А и В суммирование производится в прямых кодах.

Если операнды А и В положительны (положительному знаку соответствует нулевой логический уровень), то на входы 11 и 12 знаков операндов постулают сигналы, равные "01 . При этом на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 также появляется сигнал "0", под действием которого входной блок 2 инвертирования пропускает прямой код операнда В на второй вход сумматора

1. Под действием того же сигнала элемент И.4 блокирован и сигнал "0" с его выхода поступает на вход переноса сумматора 1 и далее на входы элементов ИСКЛОЧАЮ111ГЕ ИЛИ 6-8 (в каждом элементе на один из входов). Так как на оба входа элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

7 действуют сигналы "0", то его выходной сигнал также равен "0", и под его воздействием выходной блок 3 инвертирования пропускает также прямой код суммы. На оба входа элемента

ИСКЛ1ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 также действуют сигналы "0", в результате чего на выходе 15 знака результата формируется

-А + В = -(А — В). (1) Знак суммы при этом зависит от соотношения величин операндов. Если из большего числа вычитать меньшее, то результат получается в прямом коде. Если из меньшего числа вычитать большее, то результат получается в обратном (инвертированном) коде.

Признаком получения суммы в прямом коде является наличие сигнала

3378 4 сигна 0, что соответствует положительному знаку. Так как на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 действует сигнал "011, то при появлении

5 сигнала "1" переполнения на выходе сумматора 1, на выходе элемента ИСКЛОЧА1ОЩЕЕ ИЛИ б формируется сигнал

"1", определяющий переполнение уст10 ройства (выход 14).

Если операнды А и В отрицательны, то на входы 11 и 12 знаков операндов поступают сигналы "1". На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 опять появ15 ляется "0", что обеспечивает прохождение прямого кода операнда В через входной блок 2 инвертирования и блокирование элемента И 4, аналогично предыдущему случаю. Элемент ИСКЛОЧА20 ЮЩЕЕ ИЛИ 7 и в этом случае также формирует сигнал "0", что обеспечивает передачу прямого кода суммы через выходной блок 3 инвертирования.

Сигнал переполнения устройства фор25 мируется элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 аналогично предыдущему случаю. На выходе 15 знака результата формируется сигнал "1", что соответствует отрицательному знаку, потому что на

30 первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

8 действует сигнал "0" с выхода элемента И 4, а на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 действует сигнал "1" с входа 12 знака второго операнда.

Если операнды А и В имеют разные знаки, то выходной сигнал элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 равен "1" и тогда операнд В инвертируется входным блоком 2 инвертирования. Если отрицательным является операнд В, то это инвертирование справедливо. Если отрицательным является операнд А, то такое инвертирование соответствует

45 умножению обоих операндов на (-1), т.е. искусственно выполняется операция вида

ro элемента действуют нулевые логические уровни.

Таким образом, при сложении операндов А и В с разными знаками, не

25 меняя местами сами операнды, в случае если операнд А отрицателен, à операнд В положителен, их знаки изменяются на противоположные в соответствии с выражением (1), выполняется суммирование, а при формировании знака суммы произведенное изменение знаков учитывается.

Элемент И 4 предназначен для подачи " 1" в младший разряд сумматора

1 в режиме вычитания при появлении 5 переноса из старшего разряда сумматора 1, так как согласно правилам двоичной арифметики при выполнении алгебраического сложения в обратных клдах эта единица прибавляется в млад40 ший разряд. В режиме сложения в прямых кодах выходной сигнал элемента

И 4 равен "0".

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 выцеля45 ет состояние переполнения устройства, которое может возникнуть только при сложении операндов с одинаковы- . ми знаками.При этом выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 равен "0 и блокирует элемент И 4, выходной

11 И сигнал которого также равен 0 . Появляющийся в такой ситуации сигнал переполнения сумматора 1 проходит через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 на выход 14 переполнения устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

5 160 переноса в старший разряд (переполнение) сумматора 1, соответственно

его отсутствие является признаком получения суммы н обратном (инвертированном) коде. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 выделяет условие, когда выполняется суммирование операндов с разными знаками, т.е. сигнал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 равен "1" и отсутствует (равен "0") сигнал переполнения сумматора 1 (при этом выходной сигнал элемента И 4 также равен "0"j. .Выход элемента ИСКЛЮЧА!ОЩЕЕ ИЛИ 7 управляет выходным блоком 3 инвертирования, и если возникло указанное условие, то результат суммирования инвертируется, При сложении операндов с разными знаками возможны четыре случая.

Если операнд А положителен и больше по модулю, чем В, то сумма на выходе сумматора 1 получается в прямом коде, выходной блок 3 инвертирования пропускает прямой код суммы, а выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 8 равен "0", что соответствует положительному знаку суммы.

Поскольку выходной сигнал переполнения сумматора 1 равен "1" и при этом срабатывает элемент И 4, выход которого также становится равным "1", то на оба входа элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

6 действуют единичные логические сигналы, в результате на его выходе формируется "0".

Если операнд А положителен и по модулю меньше, чем операнд В, то сумма на выходе сумматора 1 получается в инвертированном коде, выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 равен "1", выходной блок 3 инвертирования инвертирует код суммы, а выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 равен "1" что соответствует отрицательному знаку суммы. Выходной сигнал переполнения сумматора 1 равен "0", выходной сигнал элемента И 4 равен

"0", выходной сигнал элемента НСКЕОЧА!ОЩЕЕ ИЛИ 6 также равен "0".

Если операнд А отрицателен и по модулю больше,чем операнд В, то сумма на выходе сумматора 1 получается в прямом коде, выходной сигнал элемента ИСКХПОЧА!ОЩЕЕ ИЛИ 7 равен "0", так как выходной сигнал элемента И 4 равен "1". Выходной блок 3 инвертирования пропускает прямой код суммы, выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

3378 6

ИЛ!1 8 равен "1". Поскольку на оба входа элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 де и ствуют единичные логические сигналы, то на его выходе формируется сигнал

"0, т.e., отсутствие переполнения.

Если операнд А отрицателен и по модулю меньше, чем операнд В, то су«ма на выходе сумматора 1 получается в инвертированном коде, выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧА1ОЩЕЕ ИЛИ 7 равен "1" (так как выходной сигнал элемента И 4 равен "0"), выходной блок

3 инвертирования инвертирует код суммы, выходной сигнал элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 равен "0", что соответствует положительному знаку суммы.

Выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 6 равен "0" (переполнение отсутствует), так как на оба входа этоУстройство для алгебраического сложения, содержащее сумматор, элемент И, первьпл, второй и третий эле1603378

Составитель В.Березкин

Редактор Т.Лазоренко Техред Л.Сердюкова Корректор H.Муска

J»

Заказ 3386 Тираж 562 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,!01 менты ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй блоки инвертирования, причем первый информационный вход сумматора соединен с входом первого операнда устройства, второй информационный вход — с выходом первого блока инвертирования, информационный вход которого соединен с входом второго операнда устройства, первый и второй входы первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ соединены соответственно с входами знаков первого и второго операндов устройства, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЛ ЕЕ ИЛИ соединен с управляющим входом первого блока инвертирования, первым входом элемента И и первым входом второго элемента ИСКЛЮЧА1ОЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом второго блока .2р инвертирования, информационный вход . которого соединен с выходом суммы

I сумматора, выход второго блока инвертирования соединен с выходом суммы устройства, выход переполнения сумматора соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом, переноса сумматора, вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ и первым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с входом знака второго операнда устройства, выход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом знака суммы устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит четвертый элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом переполнения сумматора, второй вход — с выходом элемента И, а выход - с выходом переполнения устройства.