Арифметическое устройство с контролем

Арифметическое устройство с контролем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

0H NCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<11752333

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 130778 (21)2646843/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

G 06 F 7/38

G 06 F 11/10

Государственный комитет

СССР но лелам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300780Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 300780 ($g) УДК 681.325 (088.8) »

В.С. Нестеров, В.Н. Сучков и Л.В. Ямшанов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4 ) АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОРСТВО

С KOHTPOJIEN

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных машинах.

Известно арифметическое устройство, содержащее приемный регистр, сумматор, регистр результата, регистр множителя, два дополнительных регистра (1) .

Однако в этом устройстве отсутствует контроль выполняемых операций, что снижает надежность его работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является . арифметическое устройство, содержащее регистр первого операнда, элементы И, блок сверток, сумматор, регистр результата, регистр второго операнда, сдвиговый регистр множителя, дополнительный с умматор, схему кодирования, схему сравнения и блок формирования признаков ошибок, первый вход которого соединен с выходом сдвигового регистра множителя, второй — с первым выходом второго операнда, а третий — с выходом блока сверток, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно: с первым и вторым входами схемы ко-,; зО дирования, а также через первый и второй вентили соответственно с пер вым и вторым входами регистра результатов и схемы сравнения, выход которой соединен с четвертым входом блока формирования признаков, выход схемы кодирования соединен с третьим входом регистра результатов, первый выход которого соединен через третий вентиль с первым входом, второйчереэ четвертый и пятый вентили соединен с вторым и .третьим входом регистра второго операнда, выходы которого через шестой, седьмой, восьмой и девятый-вентили соединены соот ветственно со вторыми входами пер-. вого и второго сумматоров и первым и вторым входами блока сверток, третий выход регистра второго операнда соединен с входом регистра множителя (2).

Недостатком известного устройства является сложность формирования контрольных кодов результата н операн.да сдвигаемого вправо, что снижает быстродействие устройства и требует большого объема аппаратуры. Наличие четырех сверток и схемы сравнения не гарантирует правильности результата, так как контроль регистра ре752333 зультата по окончании выполнения опе ,рации отсутствует. Операция Сдвиг влево осуществляется сложением числа с самим собой, что ограничивает функциональные возможности и также снижает быСтродействие устройства.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение быстродействия., Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регистр первого операнда, два сумматора, регистр второго операнда, регистр результата, узлы свертки, схему сравнения, коммутаторы, причем выход регистра первого операнда соединен .с первым входом первого коммутатора и через узел свертки - с первым входом первой схемы сравнения, второй вход которой является входом контрольного кода устройства, а вы- 29 ход — входом сигнала ошибк и приема операнда устройства, второй и третий входы первого коммутатора являются соответственно управляющими входами прямого и инверсного кода 25 устройства, выход первого коммутатора соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, выход первого сумматора соединен с первым входом регистра результата, введены два дополнительных регистра и схема сравнения, причем выход второго сумматора соединен с первым входом регистра второго операнда, второй вход которого и второй вход регистра результата соединены со входом управляющего сигнала переписи устройства, выходы регистра результата. и регистра второго операнда соединены соответственно с первыми входами второго и третьего коммутаторов, вторые, 40 третьи и четвертые входы которых являются соответственно управляющими входами Тип операции, Сдвиг влево и Сдвиг вправо устройства, выходы второго. и третьего коммутаторов через первый и второй дополнительные регистры соединены соответственно со вторыми входами первого и второго сумматоров, выход регистра результата соединен с первым входом схемы сравнения, через второй узел свертки - с выходом контрольного кода устройства и является .информационным выходом устройства выход регистра второго операнI

; да соединен с пятым входом второго коммутатора и вторым входом схемы сравнения, выход которой является выходом правильности выполнения операции устройства, соединены соответственно с третьим, четвертым и щ пятым входами третьего коммутатора ,, и пятым, шестым и седьмым входами . устройства.

На йертеже приведена схема устрой.атва. Я

Устройство содержит регистр 1 первого операнда, узел 2 свертки, коммутатор 3, комбинационные сумматоры 4 и 5, регистр 6 результата, регистр 7 второго операнда, коммутаторы 8, 9, дополнительные регистры

10, 11, узел 12 свертки, схемы 13, 14 сравнения, входы 15-21 устройства, выходы 22-25 устройства.

Выход регистра 1 соединен с узлом 2 свертки и через первый коммутатор 3 с входом первого 4 и второго

5 сумматоров, выходы сумматоров соединены с входами регистра 6 результата и регистра 7 второго операнда, выходы которых через второй 8 и третий 9 коммутаторы соединены с входами первого 10 и второго 11 дополнительных регистров, выходы регистров 10 и 11 соединены соответственно с входами первого и второго сумматоров, выход регистра

6 результата соединен со входом узла 12 свертки и входом схемы 13 сравнения второй вход которой соединен с выходом регистра 7 второго операнда, выход узла 2 свертки соединен со второй схемой 14 сравнения.

Входные шины 15-21 служат для приема управляющих сигналов. Выходные шины 22-25 служат для выдачи результатов операции и правильности ее выполнения.

Устройство работает следующим образом.

Перед выполнением операции один из операндов считывается на регистр

1 из ЗУ, другой, являющийся результатом предыдущей операции, находится на регистре 7. Выполнение операции начинается подачей (в зависимости от типа операции) управляющих сигналов на входные шины 16 или 17 и 19, в результате чего первый операнд через коммутатор 3 в прямом или инверсном виде подается на первый вход первого 4 и второго 5 сумматоров.Одновременно второй операнд иэ регистра 7 через коммутаторы 8 и

9 поступает на вход первого 10 и второго 11 дополнительных регистров, а затем на второй вход сумматоров 4 и 5. Полученные на выходах суммато- ров 4 и 5 результаты операции по сигналу из устройства управления, поступающему на входную шину 18, переписываются на регистр результата

6 и регистр второго операнда 7.

С выходов регистров 6 и 7 результаты параллельно поступают на входы схемы 13 сравнения. При совпадении результатов с выхода 25 схемы 13 сравнения выдается сигнал правильности выполнения операции. В этом случае результат операции снимается с выходной шины 24, а контрольный

752333 код соотв етс тв ующий этому ре з ультату — с выходной шины 23, Правильность приема первого операнда из 3V контролируется узлом свертки 2 и схемой 14 сравнения, на которую поступает по входной шине 15 контрольный код, Сигнал ошибки приема первого операнда выцается по входной шине 22 в УУ. Если результаты регистров б и 7 не совпадают, на выходную шину 25 выдается сигнал ошибки.

При выполнении операций Сдвиг влево или Сдвиг вправо УУ выдает на входную шину 20 или 21 управляющий сигнал, по которому происходит перепись информации со сдвигом с регистра 7 на регистры 10 и

11, а затем через сумматоры 4 и

5 — на регистры б и 7 (возможна перепись с регистров 10 и 11 непосредственно в регистры б и 7), Таким образом, контроль всех операций Сдвиг осуществляется аналогично арифметическим и логическим операциям, т.е. через схему 13 сравнения.

При операции умножения множимое находится на регистре 1, множитель на регистре 7, произведение (старшая честь) — в регистре б, а младшая — в регистре 7.

Данное устройство позволяет выполнять операцию умножения различ- ными способами, как начиная с младших разрядов множителя, так и со старших.

Использование изобретения позволит организовать выполнение операций параллельно на двух симметричных частях устройства (на чертеже показаны пунктиром, I и II) и получить результат одновременно на двух регистрах — регистре результата и регистре второго операнда.

Подключение выходов этих регистров к схеме сравнения позволяет осуществить контроль, который обнаруживает все одиночные и почти все многократные ошибки практически беэ затраты времени, что увеличивает быстродействие устройства °

Непосредственный контроль выполнения операции умножения в предлагаемом устройс тв е отсутствует. Однако использование регистра второго операнда в качестве регистра множителя дает возможность контролировать практически всю операционную и управляющую части аппаратуры, используемую при выполнении операции умножения, выполнением других операций, которые составляют до 99Ъ операций в составе .большинства программ.

Симметричность устройства позвопяет просто, с точностью до разряда, определить место неисправности..

Арифметическое устройство с кон- . тролем может быть построено на потенциальных элементах малой и средней интеграции, например, типа Логика 2 . Увеличение аппаратуры на организацию контроля в этом устройстве составит1 5-10%.

Формула изобретейия

Арифметическое устройство с контролем, содержащее регистр первого операнда, два сумматора, регистр второго операнда, регистр результата, узлы свертки, схему сравнения, коммутаторы, причем выход регистра первого операнда соединен с первым входом первого коммутатора и через узел свертки — c первым входом первой схемы сравнения, второй вход которой является входом контрольного кода устройства, а выход — входом сигнала ошибки приема операнда устройства, второй и третий входы первого коммутатора являются соответственно управляющими входами прямого и инверсного кода устройства, выход первого коммутатора соединен с первыми входами первого.. и второго сумматоров„ выход первого сумматора соединен с первым входом регистра результата, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения быстродействия, оно содержит два дополнительных регистра и схему сравнения, гричем. выход второго сумматора соединен с первым входом регистра второго операнда, второй вход которого и второй вход регистра резуль- тата соединены со входом управляющего сигнала переписи устройства, выходы регистра результата и регистра второго операнда соединены соответственно с первыми входами второго и третьего коммутаторов, вторые, третьи и четвертые входы которых являются соответственно управляющими входами Тип операции, Сдвиг влево и Сдвиг вправо устройства, выходы второго и третьего коммутаторов через дополнительные первый и второй регистры соединены соответственно со вторыми входами первого и второго сумматоров, выход регистра результата соединен с первым входом схемы сравнения, через второй узел свертки — с выходом. контрольного кода устройства и является информационным выходом устройства, выход регистра второго операнда соединен с пятым входом второго коммутатора и вторым входом схемы сравнения, выход которой является выходом пра752333 фу l9 РООМ

Составитель И. вазова

Редактор Л. Веселовская ТехредН,Ковалева

Корректор И.:Муска

Заказ 4747/8 Тираж 751

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вильности выполнения операции устройства., В

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1 . Ав торс кое

Р 485447, кл. G

2. Авторское

Р 387362, кл. G (прототип). свидетельство СССР

06 F 7/39, 1973, свидетельство СССР

06 F 7/38, 1 970