Устройство для суммирования Советский патент 1986 года по МПК G06F7/72 

11

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения быстродействующих арифметических устройств, работающих как в системе остаточных клас- сов (СОК), так и в позиционно-оста- точной системе счисления (ПОС),

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования устройством сигнала пере-

полнения, )

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для сложения; на фиг. 2 структурная схема форми- рователя переполнения,,

Устройство содержит первый преобразователь позиционного кода 1 в код системы остаточных ютассов, второй преобразователь 2 позиционного кода в код системы остаточных классов, вход 3 первого позиционного операнда вход 4 второго позиционного операнда первую группу 5 из п сумматоров, вторую группу 6 из п сумматоров, сумма- тор 7 первой группь из п сумматоров, сумматор 8 второй группы из п сумматоров, вход 9 первого операнда в СОК, вход 10 второго операнда в СОК, формирователь 11 переполнения, п коммутаторов 12, выход 13 суммы устройства, переключатель 14 режима, элемент И 15.

Формирователь 11 переполнения содержит п дешифраторов 16 двоичного

кода в код 1 из Р, (Р; - основания

J J

СОК) , вход 17 формирователя переполнения, элементы И 18 на п входов, элемент ИЛИ 19, выход 20 формирователя переполнения.

Переключатель 14 режима представляет собой ключ, с помощью которого на управляющие входы п ко гмутаторов 12 подается нулевой потенциал.

Предлагаемое устройство может работать в двух режимах суммировать числа, представленные кодом СОК, и суммировать числа, представленнью по зиционным (двоичным) кодом.

Необходимость разработки такого устройства связана с тем, что за счет перехода в позиционных устройствах к основанию системы счисления Sj значительно превьппающему двойку, быстро растет скорость вычислении. Наиболее подходящий (по крайней мере в настоящее время) величиной основания является . Эта величина, как известно, называется байтом. Если же

,

Q 5 „

532

в пределах байта оставить традиционную двоичную арифметику, то эффекта от перехода к S 2 не получится. Если же в пределах байта применить другое кодирование (например, СОК), позволяющее распараллелить операцию по нескольким независимьм основаниям, то эффект от перехода к большому S возрастает при увеличении S.

Машинное слово современной ЭВМ имеет длину обычно 2 или 4 байта. Тогда сумматор такой ЭВМ может быть построен на основе двух или четырех предложенных устройств. При этом каждый байт исходных данных, представленных двоичным кодом, с помощью преобразователей 1 и 2 преобразуется в код СОК по п основаниям Pj таким, чтобы S i Р/2, где Р п Р; диапазон СОК. Такое требование к Р связано с необходимостью формирования сигнала V переноса (переполнения через S) из младшего S-ичного разряда в старший S-ичный разряд. Поскольку основания Р- СОК взаимно простые числа, из которых только одно может быть четным или кратным степени двойки, то невозможно подобрать такое S, которое удовлетворяло бы условию 2 S Р/2 (где, в частном случае, ). Поэтому в дальнейшем будем полагать, что S . Наиболее удачным набором оснований СОК для является значения Р 8, Р, 5, РО, 13, для которьгх Р 520, Р/2 260. Удобство таких оснований состоит и в упрощении преобразователей 1 и 2, поскольку в качестве остатка от двоичного числа по основанию Р 8 можно взять три его младших двоичных разряда. Тогда преобразователи 1 и 2 должны формировать только остатки по основаниям Р 5 и Р 13. В общем случае добиться такого упрощения не всегда удается, поэтому чертеж выполнен для общего случая. Двоичная разрядность основания равна ,т log Р, - ближайшее большое и.елое. Так для приведенного 0 набора оснований m га + т + i , 3 + 3 + 4 10 бит.

Если преобразователи 1 и 2 выпол- НЯ(УЬ на основе ПЛМ 556 серии, то для каждого из них потребуется применить по три корпуса 256x4 бит.

Устройство работает следующим образом.

Режим с аперандами в коде СОК.

0

SS

Переключатель 14 режима подает (гуле- вой потенциал. Операнды, представленные кодом СОК по п основаниям в виде А (,, , .,.,, ) и а ( „ ft, , . . ,, р |), А : Р, Б Р, по входам 9 и 10 поступают на соответствующие входы сумматоров 7 и 8 первой 5 и второй 6 групп. На вькоде сумматоров 7 первой группы 5 формируется величина

G - А + В (с, о/ + (,,Э, ,.., Д.).

о. ) +

п

, 2 ,

Выходные сигналы сумматоров 8 второй группы 6 в данном случае не используются, поскольку переключатель 14 режима обнуляет выход формирования переполнения и на выходы ко1чму- таторов 12 пройдет величина С G. Результат суммирования С, как и исходные операнды, представлены остатками по п основаниям СОК.

Режим с операндами в позиционном (двоичном коде). Переключатель 14 режима не подает нулевой потенциал.

Операнды представленные 1 разряд-

ным двоичным кодом в виде А а 1

5

Ь..2

причем А S, В S,

50 55

S 2, где S - величина основания системы счисления. Операнды А и В по входам 3 и 4 поступают на первый 1 и второй 2 преобразователи, где они преобразуются в код СОК, каждый 35 по п основаниям, С выходов преобразо- .вателей 1 и 2 операнды А и В в коде СОК А (of, Ы, ..., ) и В (jB, Э Ph поступают на первые и вторые входы сумматоров 7 и 8 40 первой 5 и второй 6 групп, на выходах которых образуются величины G и

50 55

, где G

А + В - S - ((,, с./,о) +

-KLS, ,i,...,,/) - (S, .S, S).

Формирователь 11 переполнения фомирует сигнал V по правилу (О, если G S

1,

если G S, о , если V 0

тогда С -

G , если V 1.

Поскольку величина S является константой, то ее вычитание можно учесть при составлении таблиц, по которым выполняются операции в сумматорах 8 группы 6. Эти таблицы рассчитываются со смеп(ением на величи

15

25

20

35 40

5

ну - (S)P, по каждому из оснований СОК. Так, для рассмотренного в материалах заявки набора основалий величина имеет вид S /О, 1, 9/-, т.е. 5 по первому основанию коррекция равна О п О, п -1, п -9, с.помощью сигнала v на выходы п коммутаторов 2передается либо G,либо & ,а с выхода Зснимается сигнал переполнения. 10 Таким образом, предлагаемое устройство формирует сигнал переполнения, что позволяет ему работать в. .СОК, ПОС и с двоичными операндами.

Формула изобретения

1. Устройство для суммирования, содержащее первую группу из п сумматоров , первые и вторые входы которых являются входами собтветственно первого и второго операндов, представленных в системе остаточных классов устройства, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования устройством сигнала переполнения, устройство содержит вторую группу из п сумматоров, п коммутаторов, переключатель режима и элемент И, формирователь переполнения и два преобразователя позиционного кода в код системы остаточных классов, первые и. вторые входы первой группы сумматоров соединены соответственно с первыми и вторыми входами второй группы сумматоров, входы преобразователей позиционного кода в код системы остаточных классов являются входами соответственно первого и второго позиционных операндов устройства, а выходы подключены соответственно к первым и вторым входам каждого из п сумматоров перёой группы, вьлходы которых подключены к соответствующим входам формирователя переключения и первым информационным входам коммутаторов, вторые информационные входы которых подключены к соответствующим выходам сумматоров второй группы, выходы коммутаторов являются выходом суммы устройства, а 0 управляющие входы коммутаторов подключены к вьсходу переполнения устройства и выходу элемента И, входы которого подключены к выходу формирователя переполнения и переключателя ре- 5 жима.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь переполнения содержит п дешиф30

раторов двоичного кода в код 1 из Р, п элементов И, элемент ИЛИ, выход которого является выходом формирователя переполнения, входы дешифраторов двоичного кода в код 1 из Р; являются входами формирователя

переполнения, одноименные входы элементов И объединены и соединены с выходами соответствующих дешифраторов двоичного кода в код 1 и Р- , выхо- дб1 элементов И соединены с входом элемечта ИЛИ.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения быстродействующих арифметических устройств, работающих как в системе остаточных классов (СОК), так и в позиционно- остаточной системе счисления (ПОС). Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования устройством сигнала переполнения . Устройство для сложения содержит первую и в/орую группы из п сумматоров (п - число оснований СОК), первые и вторые входы которых объединены и являются входами соответствен- но первого и второго операндов в СОК. Новьм в. устройстве является то, что в него дополнительно введены п мультиплексоров , переключатель режима, формирователь переполнения и два преобразователя позиционного кода в код СОК, входы которых являются входами соответственно первого и второго позиционных операндов, а их выходы подключены соответственно к первьм и вторЕям входам каждого из п су мато- ров первой группы, выходы которых подключены к соответствующим входам формирователя переполнения и первым входам п мультиплексоров, вторые входы которых подкяючейы к соответствующим выходам п сумматоров второй группы выходы п мультиплексоров яв- ляются выходом суммы устройства, а их управлянщие входы объединены, подключены к выходам формирователя переполнения и переключателя режима и являются выходом переполнения устройства 1 з.п. ф-лы. 2 ил. i (О С ю 00 И-А СП 00

ЖГИг

ТГП

г

-N/

/5 Фиг. 1

еж

т

J