Устройство для сложения в двоичной избыточной системе счисления

Устройство для сложения в двоичной избыточной системе счисления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ЗОБРЕТЕпИЯ к ьвто скомь свидитильствь

- Союз Советскик

Социалистических

Республик

rrrr 997032 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 220781 (21) 3323699/18-24 р м g> з

506 Г 7/49 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР. яо делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 15.0283. Бюллетень ¹ б (Щ )ЩК681 ° 325 (088.8) Дата опублйкования описания 150283 (72) Автор изообретения .

Ъ

Г

В. A. Телековец

1 -- - - ". ...;-;:.

1 Ъ|

Таганрогский радиотехнический, институт им. В.Д. Калмыкова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ В ДВОИЧНОЙ

ИЗБЫТОЧНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ.2

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах и устройствах, работающих в избыточной двоичной системе счисления с цифрами 1,0 и 1.

Известно устройство для параллельного сложения и вычитания двух чисел в избыточной двоичной системе счисления, содержащее в каждом разряде блоки формирования. сумм и переносов и блок формирования результатов (1 ).

Недостаток этого устройства большое количество оборудования, требуемого для его реализации.

Известно также устройство для сложения в двоичной избыточной системе, содержащее блоки формирования положительной и отрицательной сумм, блоки формирования положительного и отрицательного переносов, блок формирования результата и три. элемента задержки (2)..

Это устройство требует для своей. реализации небольшого количества оборудования, однако обладает недостаточно высоким быстродействием, так как велика временная задержка получения реэультата, определяемая

- задержками составных частей устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сложения в двоичной избыточной системе счисле5 ния, содержащее четыре эпемента И с прямым и инверсным выходами каждый, . входы которых являются входами устройства, элемент 2И-ИЛИ, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого элементов И, первый и второй О-триггеры, входы которых подключены к инверсным выходам соответственно первого и второго элементов

И, третий О-триггер; вход которого подключен rc saxony элемента 2И-ИЛИ, четвертый О-триггер, вход которого соединен с прямым выходом. третьего

D-триггера и два элемента 4И-ИЛИ, . выходы которых являются выходами устройства, а входи соединены с прямыми и инверсными выходами первого элемента И и 0-триггеров (3).

Недостатками указанного устройства являются большое количество обо рудования и задержка получения результата на 2 такта.

Цель изобретения — уменьшение затрат оборудования в устройстве и повышение его быстродействия при сложении только положительных (или .толь о отрицательных) чисел в Избй997032 точной двоичной системе счисления (например, в устройствах умножения).

Для достижения поставленной цели устройство, содержащее два 0-триггера и элемент 2И-ИЛИ, содержит два

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ЙЛИ, два мента .НЕ и второй элемент 2И-ИЛИ, причем входные шины прложительных значений первого и второго слагаемых устройства соединены соответственно с, первыми и вторыми входами первых элементов ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, а входные шины отрицательных значений первого и второго слагаемых соединены соответственно с первыми и вторыми входами вторых элементов ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого и второго элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с 0-входами соответственно первого и второго

О-триггеров, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены ко вхо- 20 дам соответственно первого и второго элементов НЕ и к первым входам соответственно первого и второго элементов 2И-ИЛИ, вторые входы которых подключены к инверсным вйходам 25 соответственно первого и второго

О-триггеров, прямые выходы которых подключены к третьим входам соответственно второго и первого элементов 2И-ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с выходными шинами положительных и отрицательных значений результата, а четвертые входы

nepaoro и второго элементов 2И-ИЛИ подключены к .выходам соответственно второго и первого элементов НЕ.

На чертеже показана функциональная схема устройства для сложения в двоичной избыточной системе счисления.

Устройство содержит входные шины 40

1 и .2 положительных значений первого и второго слагаемых устройства, первый элемент ИЛИ 3, первый элемент

ИС (ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, входные шины 5 и б отрицательных значений первого 45 и второго слагаемых устройства, второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, второй элемент ИЛИ 8, первый и второй D-триггеры 9 и 10, первый и второй элементы 2И-ИЛИ 11 и 12, первый и второй элементы HE 13 и 14, выходные шины

15 и 16 положительного и отрицательного значений результата устройства.

Входные шины 1 и 2 соединены с первыми и вторыми входами элемента

ИЛИ 3 и первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4. Входные шины 5 и б соединены с первыми и вторыми входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и второго элемента ИЛИ 8. Выходы перного и второго элементов ИСКЛЮЧАЮ- 60

tgEE ИЛИ 4 и 7 соединены со входами соответственно первого и второго

D-триггеров 9 и 10, инверсные выходы которых соединены со вторыми входами соответственно первого и вто- 5 рого элементов 2И-ИЛИ 11 и 12, первые входы которых соединены со входами соответственно первого и второго элементов HE 13 и 14 и подключены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ 3 и 8. Прямые выходы первого и второго О-триггеров 9 и 10 подключены к третьим входам .соответственно второго и первого элементов 2И-ИЛИ 11 и 12, четвертые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов НЕ 13 и 14, а выходы соединены с выходными шинами

15 и 16 результата устройства.

Любое число А в двоичной избыточной системе счисления с цифрами

1,0, 1 можно передавать по двум шинам A+ и A" в виде последовательности двухразрядных двоичных чисел.

При сложении только положительных чисел слагаемые поступают в устройство по шинам 1 и 2 положительных значений, а при сложении .только отрицательных чисел слагаемые поступают в устройство по шинам 5 и б отрицательных значений.

Рассмотрим работу устройства при сложении положительных чисел A и В.

На входные шины 1 и 2 устройства подаются старшими разрядами вперед числа A и В. Если А а В = О, то на выходах элемента ИЛИ Э и элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 сигнал отсутствует и 0- триггер 9 остается в нулевом состоянии, а на входы элемента

2И-ИЛИ 11 подаются нулевые потенциалы и на выходе 15 устройства значение результата 2 „ равно нулю;

Если A л 0 и.В = 1 или А 1 и

В О), то единичный сигнал появляется на выходах элемента ИЛИ 3 и

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4. Единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 3 проходит через элемент 2И-ИЛИ 11 на выходную шину 15 устройства, так как D-триггер 9, находится в нулевом состоянии.

Затем 0-триггер по тактовому импульсу, поступающему в устройство(шина тактовых импульсов не показана), перебрасывается в единичное состояние сигналом с выхода элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4.

В следующем такте работы в устройство поступает второй разряд чисел A и В. Если одно из слагаемых (или

o6a) равно единице, то единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 3 не проходит на выход 15 устройства, так как на второй вход элемента 2И-ИЛИ 11 подается нулевой сигнал с инверсного выхода D-триггера 9. На выходе 16 устройства также будет нулевой сигнал, так как на третий вход элемента 2И-ИЛИ 12 поступает единичный сигнал с прямого выхода D-триггера, а на четвертый его вход — нулевой потенциал с выхода элемента HE 14, 997032 (I 1

А В„(AVB) ° (АВЧАВ); (ABVAB) - 2 Z 2

A ж 01001

В = 11010

2 = 100011

ФоРмула изобретения

Если во втором такте А а В О, то сигнал с прямого выхода 0-триггера 9 проходит через элемент

2И-ИЛИ 12 на выход 16 устройства, т.е, получаем отрицательное значение

1 -го разряда результата. При этом

0-триггер 9 перебросится в нулевое состояние,так как на выходе элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 нулевой потенциал ..

Если АеВъ1 и D-триггер находится

s нHу л е в оoм M с о с тTо я н и иH, то на выход 15 устройства выдается единичный сигнал, 0-триггер 9 остается в нулевом состоянии.

Определяем сумму 7. при непосредственном сложении г

Таким образом, получен правильный результат, причем старший разряд результата получен в первом же такте.

При сложении только положительных или только отрицательных чисел в двоичной избыточной системе счисления устройство позволяет получить значение результата: в первом же такте работы устройства и имеет более простую структуру по сравнению с известными устройствами. Затраты на оборудование при практической реализации устройства уменьшены в два раза, что дает экономический эффект при использовании данного устройства.

Устройство для сложения в двоичной избыточной системе счисления, содержащее два 0-триггера и первый

Если АеВ 1 и 0-триггер 9 находится в единичном состоянии, то на выход 15 устройства выдается нуле вой сигнал, а 0-триггер 9 перебрасы-, вается в нулевое состояние.

Сложение отрицательных чисел èðîизводится аналогично с помощью элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 ИЛИ 8, HE 14, и 2И-ИЛИ 12.

10 йля более полного понимания работы устройства производим сложение двух чисел A-01001.и В-11010 (см. таблицу).

I элемент 2И-ИЛИ, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его быстро40 действия, устройство содержит два элемента ИЛИ, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента НЕ и второй элемент 2И-ИЛИ, причем входные шины положительных значений первого н вто4 рого слагаемых соединены соответственно с первыми и вторыми входами первых элементов ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, а входные шины отрицательных значений первого и второго слагаемых соединены соответственно с первыми и вторыми входами вторых элементов

ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮ-.

ЩЕЕ ИЛИ подключены к. 0-входам соответственно первого и второго 0-триггеров, выходы первого и второго элементов,ИЛИ подключены к входам соответственно первого и второго элементов НЕ и к первым входам соответственно первого и второго .элементов

60 2И-ИЛИ, вторые входы которых подключены к инверсным выходам соответственно первого и второго О-триггеров, прямые выходы которых подключены к третьим входам соответственно вто65 рого и первого элементов 2И-ИЛИ, 997032

Составитель .Н. Захаревич

Редактор Т. Веселова Техред К.Мыцьо Корректор И. Шулла

Тираж 704 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений И открытий

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

Заказ 935/67

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

f выходы которых соединены соответственно с выходными шинами положительных и отрицательных значений результата устройства, а четвертые входы первого и второго элементов 2И-ИЛИ подключены к выходам соответственно второго и первого элементов HE.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 453691, кл. 606F 7/49, 1974 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 717763, кл. G06C 7/49, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2794977/18-24, кл. Q06f 7/385 (прототип).