Устройство для суммирования двоичных чисел Советский патент 1984 года по МПК G06F7/50 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для постро ения арифметических устройств специализированных цифровых вычислитель ных машин и приборов, в которых требуется получить результат алгебраиче кого сложения большого количества двоичных чисел, представленных параллельным дополнительньм или обратным кодом. По основному авт. св. № 1022153 известно устройство для суммирования двоичных чисел, содержащее накаплива ющий сумматор, счетчик, первый и вто рой элементы запрета, первый и второй элементы И, причем входы накапли вающего сумматора подключены к разрядам входной шины устройства, а выходы соединены с младшими разрядами выходной шины устройства, выход первого элемента И соединен с входом вычитания счетчика, выходы разрядов которого соединены со старшими разря дами выходной шины устройства и с вы ходной шиной знака устройства, инфор мационный вход первого элемента запрета соединен с управляющим входом второго элемента запрета, а управляюшзнй вход первого элемента запрета подключен к информационному входу второго элемента запрета, выход второго Элемента И соединен с входом сложения счетчика, первый вход перво го элемента И соединен с первым входом второго элемента И и с входом синхронизации устройства, вторые вхо ды первого и второго элементов И соединены с выходами соответственно первого и второго элементов запрета, управляющий вход первого элемента запрета соединен с выходом переноса старшего разряда накапливающего сумматора, информационный вход первого элемента запрета соединен с входной шиной знака устройства lj . Для работы этого устройства отрицательные числа должны быть представ лены параллельным обратным кодом. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечениявозможности суммирования двоичных чисел, предста ленных как дополнительным, так и обратным кодом. Поставленная цель достигается тем, что устройство для суммирования двоичных чисел содержит первый и второй элементы ИЛИ, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И и элемент НЕ, причем вход выбора режима устройства соединен с первыми входами третьего, четвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом переноса накапливающего сумматора, знаковый вход устройства соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, знаковьм выход счетчика и выходы разрядов счетчика соединены с входами шестого элемента И и с входами второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента И, третий вход которого подключен к выходу второго элемента запрета, выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом четвертого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, четвертый вход которого подключен к выходу переполнения накапливающего сумматора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит накапливающий сумматор 1, счетчик 2, элементы запрета 3, 4, элементы И 5-10, элементы ИЛИ 11, 12, элементы НЕ 13, знаковьй вход 14 устройства, разрядные входы 15 устройства, вход синхронизации 16 устройства, вход выбора режима 17 устройства, младшие разрядные выходы 18 устройства, старшие разрядные выходы 19 устройства,знаковый выход 20 устройства. Устройство работает следующим образом. Каждое число, поступающее на входы 15, 14 устройства, представлено п информационными и одним знаковым разрядами, а результат m+n информационными и также одним знаковым разрядами, где пит- количество разрядов сумматора 1 и счетчика 2 соответственно. Положительные числа кодируются прямыми, а отрицательные могут кодироваться дополнительными или обратными кодами, в зависимости от сигнала на входе выбора режима 17. Устройство позволяет суммировать массивы чисел путем алгебраического сложения очередного (k+1)-ro (п+1)разрядного, включая знаковый разряд. входного слагаемого, поступающего на входы 15, 14 устройства, с резуль татом сложения предыдущих k чисел, хранящихся в накапливающем сумматоре 1 и снетчике 2. Входные слагаемые могут быть положительными или отрица тельными. Устройство, содержащее m+n информационных разрядов, в самом неблагоприятном случае (суммируются числа только одного знака и максимальные по модулю) допускает сложение 2m(п+1)-разрядных чисел, включая знаковьш разряд входных двоичных чисел. Если поступающие отрицательные числа представлены дополнительным ко дом, то на вход 17 выбора режима подается сигнал О, в результате на входе переноса сумматора 1 - всегда нуль. Если очередное поступившее на входы 15, 14 устройства число положи тельное, то оно складывается в сумматоре 1 с младшими п разрядами накопленной суммы. Если при сложении возникает перенос на выходе переноса сумматора 1, то через элемент запрета 3 и элемент И 5 сигнал об.этом по синхросигналу с входа 16 поступает на суммирующий вход счетчика 2, и к (п+1)-му разряду накопленной суммы будет прибавлена единица. Если же очередное поступившее на входы 15, 14. устройства число отрица тельное, то на знаковом входе 14 устройства 1, которая при отсутствии переноса на выходе сумматора 1 через элемент запрета 4 и элемент И 6 по синхросигналу с входа 16 поступит на вычитающий вход счетчика 2, имитируя сложение накопленной суммы с числом, в разрядах которого с (п+1)-го по т-й единицы. Значения разрядов с 1-го по п-й поступают по разрядным входам 15 устройства на вход сумматора 1. Если поступающие- отрицательные . числа представлены обратным кодом, то устройство функционирует аналогично, однако Hi вход 17 выбора режима подается 1, на вход переноса сумматора 1 поступает циклический перенос в следующих случаях: во всех разрядах счетчика 2 - нули, а, поступающее число - отрицательное, т.е. накопленная сумма равна 0,00 ...О, ...X, а поступающее число равно 1, 11... 1, XX...X, где X - безразличное состояние разряда, а запятыми отделены знаковый разряд и п-й разряд, при этом имеется сигнал на выходе переноса сумматора 1, т.е. перенос в (п+1)-й разряд, в этом случае единичный сигнал будет, на выходе элемента И 7; поступающее число - отрицательное, и в разрядах накопленной суммы с (п+1)-го по т-й (либо в знаковом) есть хотя бы одна единица, т.е. если поступающее число равно I, II ... I, XX ... X, а накопленная сумма равна Y, YY ... Y, XX ...X, где Y - разряды, хотя бы один из которых отличает от нуля, в этом случае единичный сигнал будет на выходе элемента И 8; во всех разрядах счетчика 2 - единицы, а поступающее число - положительное, т.е. накопленная сумма равна I, II ... 1, XX ... X, а поступающее число равно О, 00 ...О, хх ... х при этом имеется сигнал на выходе переноса сумматора 1, т.е. перенос в (п+1)-й разряд, в этом случае единичный сигнал будет на выходе элемента И 9. Положительный эффект изобретения заключается в расширении функциональных возможностей - наряду с представлением отрицательных чисел дополнительными кодами устройство позволяет представлять отрицательные числа и обратным кодом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУММИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ по авт. св. № 1022153, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности суммирования двоичных чисел, представленных как дополнительньгм, так и обратным кодами, содержит первый и второй элементы ИЛИ, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И и элемент НЕ, причем вход выбора режима устройства соединен с первыми входами третьего, четвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом переноса накапливающего сумматора, знаковый вход устройства соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, знаковый выход счетчика и выходы разрядов счетчика соединены с входами шестого элемента И и с входами второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента И, третий вход которого подключен к выходу второго элемента запрета, выход второго элеменсл та ИЛИ соединен с третьим входом четвертого элемента И и входом элемента НЕ, вькод которого соединен с третьим входом- третьего элемента И, четвертый вход которого подключен к выходу переполнения накапливающего сумматора. р 00 О N0 00