Устройство для сложения в избыточной двоичной системе

Устройство для сложения в избыточной двоичной системе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ » 717763

Союз Советских

Социалистических

Республик (3": () (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву ! (22) Заявлено 17.03.77 (21 ) 2462829/18-24 (51)М. Кл.

G 06 Р 7/388 с присоединением заявки Pk

Гваудврствапьй квинтет..СССР вв далэм азобретеивв и втхрнтнв (23) П рноритет (53) УДК 681.328: (088.8) Опубликовано 28.02.80 Бюллетень Рй 7

Дата опубликования описании 28.02.80 A. И. Тречишников, A. Ю. Арцатбанов и В, A. Тепековец (72) Авторы изобретения

Таганрогский радиотехнический институт им. B. Д. Кап мыкова (7l ) Заявитель (84) УОТ ОйCmO Pai СХ Ж НИa B ИЗВ ТОЧНОЙ

ДВОИЧНОЙ CHCTLN H

Изобретение относится к области вь1числительной техники и может быть йс- попьзоввно в вычиспитепьных машинах и ,устройствах, работаюших в избыточной двоичной системе счиспения с цифрами

1, О, 1.

Поспедоватепьные сумматоры, работаюшие в двоичной системе счиспения, производят операции сложения мпадшими разрядами вперед, так как образуюшийбя перенос может передаваться на несколько разрядов вперед. В избыточной двоичной системе счиспения перенос передается топько на спедуюший разряд, что позволяет производить сложение старшими разрядами вперед, т,е. получать резупьтат на выходе сумматора по мере накоппения входных чисел.

Известно устройство дпя спожения чисеп в избыточной двоичной системе, поступвюших старшиМи разрядами вперед(1).

Это устройство, однако, обпадает недостаточно высоким быстродействием, так. ! квк велика временная задержка каждого

2 разряда, определяемая задержками составных чв тей устройства.

Наибопее близким к изобретению техническим решением является устройство дпя сложения в избыточной двоичной сиреме, содержашее блок формирования отрицательной суммы, блок формирования попожитепьной суммы, блок формирования отрицательного переноса, бпок формирования положительного переноса и блок формирования резупьтата (2) .

Зто устройство предназначено дпя парвппепьного сложения чисел и обладает высоким быстродействием, однако требует дпя своей реапизации большого количества оборудования.

Бепью изобретения является сокрвшение количества оборудования.

Дпя достижения поставленной цели устройство дпя сложения в избыточной двоичной системе, содержвшее бпоки формирования положительной и огриивгепьной суммы, блоки формирования положительного и отрицагепьного переноса, и блок dep3 71776

I мирования окончательного результата, причем первый, второй и третий входы блоков формирования отрицательной суммы и положительного переноса подключены к ,вхбдным шинам сбответствейно ттопожительйого знвченйя"первого операнда и положительного и отрицатепьного значений второго операнда, выходы блока формиро"" ваййя окончательного реэупьтата подключены к выходным шинам устройства, содержит три- элемейта задержки, йричем вход первого элемента задержки подключен к входной шине отрицательного зна чения первого операнда, вход второго эпемента -задержки подключен к выходу ts блока формирования отрицательной суммы, первый, второй и третий входы блоков формирования положительной суммы и отрицательного переноса подключен к выходам I сботве гствейно" первого" и iro- po рого элементов задержки и блока форми- poB&HH$f попожитепьного переноса, выход бпока формирования положительной суммы через третий Элеыеит" .издержки "й8дкпвчен к первому входу блока формирования окон- 25 чательного результата, второй вход кото-. роге соединен с выходом блока формирования о1рицатепьного переноса.

Поставленная цепь достигается также тем, что блоки формирования отрицательной суммы и попожитепьноre переМса выполнены в виде двухрвзрядного двоичного сумматоре, выход первого разряда которого является выходом блока форма, роввтйя отрицатепьйой суммй, а выход второго разряда - выходом блока формирования положитепьного переноса, первый вход первого разряда двухразрядного сум маторв соединен с первым входом второ-, го разряда двухразрядного сумматора и 4р является первым входом блоков формирования отрицательной суммы и попожитепь, ного переноса, вторым входом которых является второй вход первого -разряда, соединенный вторым входом второго раз ряда двухразрядного сумматора, третьим входом блока формирбвайия отрицатель ной суммы и попожитепьного переноса является вход переноса nepaoro разряда двухразрядного сумматора.

Поставпенная цепь достигается также тем, что блоки формирования положительной "суммы и отрицательного цереноса выцопнейя -в" виде дйухрЖфядйого двоичного сумматора, выход первого разряда которого является выходом блока форми. рования цоложитепьной суммы,. а выход второго разряда — выходом блока формироввййя отрйпвтельйого- iiepeYkkа,"=первый

4 вход первого разряда двухразрядного сумматора соединен с первым входом второго разряда двухразрядного сумматора и является первым входом блоков формиро вания положительной суммы и отрицатель ного переноса, вторым входом которых шляется второй вход первого разряда двухрвэрядного сумматора, соединенный с вторым входом второго разряда двухразрядного, сумматора, третьим входом блоков формирования положительной сум мы и отрицательного переноса является вход переноса двухразрядного сумматора.

/

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства дпя сложения в избыточной двоичной системе; на фиг. 2функционапьная схема того же устройства, где блоки формирования отрицательной суммы и положительнса о, переноса выполнены в виде первого двухразрядного двоичного сумматора, в блоки формирования положительной суммы и отрицательного переноса - в виде второго двухразрядного двоичного сумматора.

Устройство дпя сложения в избыточной двоичной системе содержит входные шины 1 отрицательного значения первого операнда, шины 2 отрицвтепьного значения второго операнда, шины 3 положительного значения первого операнда, шины 4 положительного значения второго операнда, выходные шины 5 и 6, эпементы 7 — 9 задержки, бпок 10 формирова-:, )ния окончательного результата, блоки 11 формирования отрицательной суммы, блок

12 формировайин положительного переноса, блок 13 формирования положительной суммы и блок 14 формирования отрицательного переноса.

Бпок 11 формирования отрицательной су ммы и блок 12 формирования положи- тельйого переноса могут быть выполнены в виде двухрвзрядного двоичного сумматора 15, а блоки 13 и 14 формирования положитепьнбй сумйы и отрицатепьного йеренъса,соответственно — в виде двухразрядного двоичного сумматора 16.

В устройстве функциональная схема которого приведена на фиг. 1, входы блока 11 формирования: отрицательной

:сумщ и блока 12 формирования положитепьного переноса подключены к входным шинам 2 - 4 операндов A+, В и В со ответственно. Выход блока 11 формирования отрицательной суммы .подключен через элемент 8 задержки к одному из входов блока 13 формирования положитепьной суммы и блока 14 формирования

71776 отрицательного переноса, к вторым входам которых подключен выход блока 12 формирования положительного переноса.

К третьим входам блока 13 формирования положительной суммы и блока 14 форми-- 5 рования отрицательного переноса подков чена через элемент 7 задержки шина аргумента А" . Выход блока 13 формирования положительной суммы подключен через элемент 9 задержки к одному из >о входов блока 10 формирования окончатель ного результата, к второму входу которо- го подключен выход блока 14 формирова-, ния отрицательного переноса. Выходы блока 10 формирования. окончательного ре- И зультата подключены к выходным шинам

5 и 6 результата.

Как доказано на фнг. 2, входы первого «омбинационного .двухразрядного сумматора 1S подключены к входным шинам 20

2 -.4 операндов В, А и В соответст1 вещв. Первый выход сумматора 15 подЛюбое чисФт А в избыточной двоичной системе счисления с цифрами 1, О, ),. можно передавать по двум шинам А+ и А в виде двухраэрядного двоичного числа в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1

0

Входными аргументами блока 11 формирования отрицательной суммы и бйо«а

--. 12 формирования положительного переноса 12 являются отрицательная В и поN пожительная В» части операйда В и положительная часть А операнда А.

Работа этих блоков поясняется табли цей 2.

Таблица 2

0

0

0 тельногî переноса, входными операндами которых являются положительный перенос

ss П+и задержанные на один такт отрицательная часть А q q операнда А и отрицательная сумма Ь „, работают и соответствии с таблицей 3, На основании таблицы 2 получим .. Блок 13 формирования положительной суммы и блок 14 формирования отрица.

3 6 ключен через элемент 8 задержки к первым входам разрядов второго комбинационного двухразрядного сумматора 16, а второй выход сумматора 15 подключен к входу переноса второго комбинационного сумматора 16.. К вторым входам разрядов второго сумматора 16 через элемент

7. задержки подключена шина 1 операнда

А . Первый выход сумматора 16 через элемент 9 задержки подключен к одному из входов блока 10 формирования резуль тата, к второму входу которого подключен второй выход комбинационного сумматора 16, Выход блока 10 формирования результата подключены к выходным шинам

S и 6 результата Z .

717763

Та блица 3

S,-,.=o; Tl+(=3

Ai-1

s+ n, 6 . A

0 О

"1 1

55 ь 1=0; Ï1 =о 8 „-i; П1 "-о

0 О 1 1

1 1 0 1

На основании таблицы получим

Окончательная сумма равна

2+ = з и Г -ь+ Пi-2 1-1 1 .1-2 1-1 1 . И

На входные шины 1 - 4 устройства последовательно разряд за разрядом, на"чиная с старшего разряда, подаются операнды А, А В и В+ соответственно, Блок 11 формирования отрицательной сум, 5 мы подает на элемент 8 задержки зна— чения промежуточной суммы $ „ . Задер 3канная на один такт промежуточная сумма S < с выхода элемента 8 задержки подается на один из входов блока 13 формирования положительной суммы и блока 14 формирования отрицательного переноса. Блок 12 формирования йоложительноГо переноса подает значения про- .

Ф межуточного переноса Н1 на вторые вхо- )5 ды блоков 13 и 14, на третьи входы ко- торых подается задержанное на один так г значение отр цат ьн и части А3, операнда А с выхода элемента 7 задержки. . Блок 13 формнрсванйи йоложнтельной сум о мм падает на вход елемента,,9 задерж ки значение суммы 6 . Задержайнов- на один такт значение суммы $.+, подается на один из входов блока 10 формирования бкончатепьного- реэультата, На . И второй вход которого поступает значение переноса П" с выхоца блока 14 формиро вания отрицательного: переноса. Резуль.- тат суммирования снимается с выходных шин 5 и 6 устройства, по которым пода ются значения Z u Z

При реалнзесии бшжж отрицательной

-сумйы н цойожнтельнога переброса н цо пожитепьной суммы, и отрицательного переноса на сумматорах 15 и 16 устройство работает следующим образом.

На входы 1 - 4 поступают операнды

А, В, A„g B<+ соответственно. C

1 выхода S Ъ первого сумматора 11 промежуточная сумма 5y поступает на Ыход элемента 8 задержки, с выхода ко торого задержанная на одйн такт промежуточная сумма 8Д цодается на вхо, ! ды "А второго сумматора 16. На вход.

"Р„второго сумматора 16 подается промежуточный перенос П» с выхода

52" первого сумматора 15. На входы 8" второго сумматора 16 подается за- держанный ga один такт элементом 7 задержки операнд А. . . С выхода Sl вто рого сумматора 16 промежуточная сумма

8 z подается, йа вход элемента 9 эадерж. ки, с вь хода которого задержанная на один такт промежуточная, сумма Я„, пода ется на один иэ входов блока 10 форми-, рования результата. На второй вход блока 10 формирования результата подается промежуточный перенос П., с выхода б 2 второго сумматора 16.

Таким образом, незначительное усложнение устройства (введение трех зпемев-.

ros задержки) позволяет производить последовательное выполнение операций сложения двух чисел в избыточной двоичной системе счисления с цифрами. 1, О, 1, причем операции сложения выпопняютса в порядке от старших разрядов к младшим, что дает некоторый экономический аффект при использовании данного сумматора-вычитатепя в вычислительных машинах и устройствах, работающих в избыточной двоичной састеме счиспенна,;в которых необходймо получать реэупьтат не ожидая окончания всей операции сложения.

Формула изобретения

1. Устройство дпя сложения в избыточной двоичной системе, содержащее блоки формирования цоложитепьной и отрйцательной суммы, блоки формирования положительного и отрицательного переноса и блок формирования окончательного результата, причем первый, второй и rpe0 ного сумматора и является первым входом блокрв форм рования отрицательной суммы и положительного переноса, вторым входом которых является второй вход первого разряда, соединенный с вторым входом второго разряда двухразрядного сумматора, третьим входом блоков формирования отрицательной суммы и положительного переноса является вход пере« носа первого разряда двухразрядного сумматора.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блоки формирования положительной суммы и отрицательного цереносавыполнены в виде двухразрядного двоичного сумматора, выход первого разряда которого является вь;ходом бло;ка формирования положительной суммы, а выход второго разряда — выходом блока формирования отрицательного переноса, первый вход первого разряда двухразрядного сумматора соединен с первым входом второго. разряда двухразрядного сумматора и является первым входом блоков формирования положительной суммы и огрицательного переноса, вторым входом которых является второй вход первого разряда двухраэрядного сумматора, соединенный с вторым входом второго разряда двухраэрядного сумматора, третьем Входом блоков формирования положи тельной суммы и отрицательного переноса является вход переноса двухразрадного сум« матора»

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2353792»/24, кп 5 06 Р 7/385, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

iN 453691, кл. Ст 06 Г 7/385, 1971, 9 7177 гий входы блоков формирования отрицательной суммы и попохмтельного перено"са подключены к входным шинам соответственно положительного значения первого операнда и положительного и отрицательного значения второго операнда, выходы блока формирования окончательного результата подключены к выходнь|м шинам устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения количества обо- 10 рудования, устройство содержит три епемента задержки, причем вход первого элемента задержки подключен к входной . шине отрицательного значения первого операнда, вход второго элемента задерж 15 кн подключен к выходу блока формирсва ния отрицательной суммы, первый, второй и третий входы блоков формирования положигельной суммы и отрицательного переноса подключены к выходам соотаетст 20 венно первого и второго элемента задержки и блока формирования положительного переноса, выход блока формирования положительной суммы через третий элемент задержки подключен к первому входу блока формирования окончательного результата, второй вход которого соединен с выходом блока формирования отри:цательного переноса.

2. Устройство до и. 1, о r л и ч а - ЗО ю щ е е с я тем, что блоки формирования отрицательной суммы и положительного переноса выполнены в виде двухразрядного двоичного сумматора, выход первого разряда которого является вухо- у дом блока формирования отрицательной суммы, а выход второго разряда — выхо- дом блока формирования положительного . переноса, первый вход первого разряда двухраэрядного сумматора соединен с пер-40 вым входом второго разряда двухразряд-

717763

Составитель В, Березкин

Редактор H. Герпея Техред M. Кепемеш Корректор О Ковииская, .

Заказ 9849/67 Тираж 751 Подписное

БНИИПИ Гоеударственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

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