Устройство для суммирования двоичных чисел Советский патент 1985 года по МПК G06F7/50 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах специализированных вычислительных машин.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для суммирования двоичных чисел.

Устройство содержит накапливающий сумматор 1, счетчик 2, элементы И 3-5, ИЛИ 6 и 7, НЕ 8, ЗАПРЕТ 9, элемент задержки 10. Кроме того, на схеме показаны вход 11 устройства, знаковый вход 12 устройства, вход

13задания режима устройства, в.ыход

14младших разрядов устройства, выход 15 старших разрядов устройства, знаковый выход 16 устройства, выход 17 переноса накапливающего сумматора 1.

Устройство для сзп мирования двоиных чисел работает следующим образо

Каждое число, поступающее на входы 11 и 12 устройства, представлено п информационными и одним знаковым разрядами, а результат - т+ п информадионнь ми и также одним знаковы разрядами, где п и m - количество разрядов в накапливающем сумматоре

Iи счетчике 2 соответственно. При этом числа кодируются дополнительными или обратными кодами. Устройство позволяет суммировать массивы чисел путем алгебраического сложения очередного (к+)-го п+1 разрядного, включая знаковый разряд, входного слагаемого, поступающего на входы

IIи 12 устройства, с результатом сложения предьщущих к чисел, хранящихся в накапливающем сумматоре 1 и счетчике 2. Входные слагаемые могут быть положительными или отрицательными. Устройство, содержащее m+n информационных разрядов, в самом неблагоприятном случае (сз ммируются числа только одного знака и максимальные по модулю) допускает сложение 2 (п+1)- разрядных чисел, включая знаковый разряд входных двоичны чисел.

Если числа представлены дополнительным кодом, то на вход 13 задания режима устройства подается сигнал О, вследствие чего на входе переноса сумматора 1 всегда нуль.

Если очередное поступившее на входы П и 12 устройства число поло985112

жительное, то оно складывается в сумматоре I с младшими разрядами накопленной суммы. Если при сложении возникает единица переноса на выхоj де 17 переноса сумматора 1, то через элемент 10 задержки сигнал об этом поступает на суммирующий вход счетч.ика 2 и к (п-И)-му разряду накопленной суммы будет прибавлена едини10 Ца.

Если очередное поступивщее на входы 11 и 12 устройства число отрицательное, то на знаковом входе 12 устройства будет 1, которая через

15 элемент ЗАПРЕТ 9 (сигнал переноса на выходе 17 переноса сумматора 1 еще не успевает образоваться) поступает на вычитающий вход счетчика 2, имитируя сложение накопленной суммы с

20 числом, в р1азрядах которого с (п+1)го по jn-й единицы. Значения разрядов с 1-го по п-й поступают по разрядным входам 11 устройства на вход сумматора I.

Если при сложении младших п разрядов образуется перенос, то единичный сигнал на выходе 17 переноса cy мaтopa 1 закрывает элемент ЗАПРЕТ 9 и через элемент задержки 10 поступает На вход сложения счетчика 2, прибавив единицу к (п+1)-му разряду накопленной суммы.

Если поступающие числа представлены обратным кодом, то иа вход 13

3 задания режима устройства подается 1. Прк этом устройство функционирует аналогично, однако на вход переноса сумматора 1 поступает циклический перенос в следцющих случаях:

° поступакяцее число отрицательное, на выходе элемента НЕ 8 елиничный сигнал (единичный сигнал на выходе элемента ЗАПРЕТ 9 еще не успеет образоваться), и в разрядах накопленной

суммы с (п+1)го по т-й, включая знаковый разряд, есть хотя бы одна еидиняца, те.е. если поступа1адее число равно 1, 11 . .. 1, XX...х, а накопленная сумма равна у,уу...у

XX.. .X, где у ;- разряды, хотя бы один из которых отличен от нуля. В этом случае единичный сигнал будет на выходе элемента ИЗ;

во всех разрядах счетчика 2 еди55 нищл, а поступающее число положительнее т.е. накопленная сумма равна 1;11...1, XX,..X, а поступающее число равно 0,00...О, хх...х, и при

3

этом имеется сигнал на выходе 17 переноса сумматора 1, т.е. перенос в (п+1)-й разряд. В этом случае единичный сигнал будет на выходе элемента И 4;

во всех разрядах счетчика 2 нули а поступающее число отрицательное, т.е. накопленная сумма равна 0,00...О, XX...X, а поступающее число равно 1,11..., XX..,х, и при этом имеется сигнал на выходе 17 переноса сумматора 1, т.е. перенос в (п+1)-й разряд. В этом случае единичный сигнал будет на вькоде элемента И 4, так как до появления единичного сигнала на выходе 17 переноса сумматора из счетчика 2 вы|читается единица, вследствие чего В нем образуется число 1 , П ... 1.

Пусть, например, заданы двоичные числа А +0011 и или ,-0011 100 и , где А - результат k-ro суммирования, в котором , , а В-(к+1}-е п -разрядное () слагаемое.

При представлении чисел в дополнительном коде получаем 0,0011 100 и В ,, ПО или JOOn В,,110. При этом в накапливающем сумматоре 1 и в первом случае будет сформиро вана сумма 1100, а во втором случае 1010.

В обоих случаях входное число В положительное, на входе 13 задания режима устройства нулевой сигнал, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 единичнь1й сигнал, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ 6 будет нулевой сигнал, а к содержимому счетчика 2 через элемент 10 задержки прибавляется- единица. В результате в накапливающем сумматоре 1 и счетчике 2 в первом случае будет число С ,0100 100, а во втором случае число ,110 010.

При представлении чисел в обратном коде получаем ,0011 П и Bjsp ,ПО или Ао5р 1,1100 011 или В,)5р ,110. При этом накапливающем сумматоре 1 в первом случае будет сформирован код П 00, а во втором 1001.

В обоих случаях входное число В положительное, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 единичный сигнал. При этом в обоих случаях на входе 13 задания режима

98511

устройства единичный сигнал, а в счетчике 2 находится число, .не равное числу 1,11..., вследствие чегс на выходе,элемента И 5, а следовательно, и элементов И 4, ИЛИ 6 будет нулевой сигнал и единица младшего разряда к содержимому накапливающего сумматора 1 прибавляться не будет. . . . V .

to В обоих случаях через элемент задержки 10 к содержимому счетчика 2 прибавляется единица. В результате в накапливающем сумматоре 1 и счётчике 2 в первом случае будет

15 число ,0100 100, а во втором случае число 1,1101, 001.

Представляя числа А и В в десятичной системе счисления, получим и или и . При этом

20 в первом случае (-4-30)ч-(+6)+36, которое в двоичной системе счисления равно (,п 0,0100 100, а во втором случае (--28)+(+6)-22, которое в двоичной системе счисления

25 равно 010 или Cpfp 1,1101 001. Пусть, например, заданы двоичные :числа А +0011 011 и или А

-0011 111 и . 30.

При представлений чисел в дополнительном коде получаем

0,0011 oil и ,011 или А

A6Л

1,1100 001 и Вдоп ,100. При 35 этом в накапливающем сумматоре 1 в первом случае будет сформирован код ПО, а во втором случае код 101.

Б обоих слзгчаях входное число В положительное, на входе 13 задания

40 режима устройства нулевой сигнал, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 также нулевой сигнал, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ 6 и на входе сложения счетчика 2

45 будут нулевые сигналы. При этом содержимое счетчика 2 не изменяется.

В результате в накаливающем сумматоре 1 и счетчике 2 в первом случае будет число Сдд„ ,0011 110,

а во втором случае число Сд,, 1,1100 101.

при представлении чисел в обратном коде получаем Апр 0,0011 011 и В(,р ,011 или ,nOO 000

55 и Bf,,100. При этом в накапли. вающем сумматоре 1 в первом случае будет сформирован код ПО, а во втором случае код 100.

в обоих случаях входное число В положительное, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 нулевой сигнал, вследствие чего содер Жимое счетчика 2 не изменяется. При этом в обоих случаях на входе 1 за Дания режима устройства единичный сигнал, а в счетчике 2 находится число, не равное числу , И 1 .. . 1 , вследствие чего на выходе элемента

119851 Г6

И 5, а следовательно, и элементов И 4, ИЛИ 6 будет нулевой сигнал и единица младшего разряда к содержимому накапливающего сумматора 1 прибавляться не будет. В результате в

- накапливающем сумматоре 1 и счетчике 2 в первом случае будет число Срф С„р 0,0011 втором случае число 1100 100.

УСТРОЙСТВО ДНЯ СУММИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее накапливающий сумматор, счетчик, три элемента И, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ и элемент НЕ, причем входы и выходы накапливающего сумматора соединены соответственно с разрядами входа устройства и с младшими разрядами выхода устройства, выходы разрядов счетчикасоединены со старшими разрядами выхода устройства, знаковый выход счетчика соединен со знаковьм выходе устройства, выход переноса накапливающего сумматора соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен со знаковым входом устройства. первые входы первого и второго элемента И соединены с входом задания режима устройства, выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу переноса накапливающего сумматора, второй вход первого элемента И соединен со знаковым входом устройства, знаковый выход счетчика и выходы разрядов счетчика соединены с входами второго элемента ИЛИ и с входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента Hj а выход второго i элемента ИЛИ соединен с третьим входом первого элемента И, о т л и ч.а(Л ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит элемент задержки, причем выход переноса накапливающего сумматора соединен с третьим входом второго элемента И и через элемент задержки - с входом сложения счетчика, вход вычисо тания которого соединен с выходом 00 СП элемента ЗАПРЕТ и через элемент НЕ соединен с четвертым ёходом первого элемента И.

/3