Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю @ Советский патент 1987 года по МПК G06F7/72 

JO

15

1, 1312572

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах и устройствах, функционирующих в системе

остаточных классов.

1

Цель изобретения - упрощение уст- ройства.

На фиг, 1 и 2 представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первьш информационный вход 1, первый входной регистр 2, первьш дешифратор 3, пер- ;вую 4 и вторую 5 группы элементов И, первый элемент ИЛИ 6, выходной ре- ,гистр 7, выход 8 устройства, второй информационный вход 9 устройства, второй входной регистр 10, сумматор 11 по модулю Р, второй дешифратор 12, шину 13 значения модуля Р, третью 14 и четвертую 15 группы элементов И, группу элементов ИЛИ 16, приемный регистр 17, схему 18 сравнения, суммирующий счетчик 19.

Сущность из обретения состоит в сокращении количества оборудования за счет исключения шести групп элементов И (6x1 1о§2 (Р-1)+1 - двух- входовых элементов И), одной группы элементов ИЛИ и двух сумматоров по модулю Р. Это достигается путем введения четырех элементов И и двух элементов ИЛИ с. учетом следующих обстоятельств. Для операции сложения при f О и для операции вычитания

двух сумматоров по модулю Р, Вход 20 запуска устройства, генератор. 2 импульсов, первый 22 и второй 23 эл менты И, умножитель 24 частоты, тре тий 25 и четвертый 26 элементы И, кольцевой регистр 27 сдвига, второй 28 и Третий 29 элементы ИЛИ, с пято го по восьмой элементы И 30-33, вх 34 значения сложения, вход 35 значе ния вычитания, четвертьй 36 и пятый 37 элементы ИЛИ также входят в состав устройства.

Устройство работает следующим об разом.

Пусть необходимо определить (А+ +В) mod Р (присутствует сигнал шины 34 сложения). Исходное состояние ус ройства - нулевое состояние всех ре гистров 2, 10 и 17 и счетчика 19, в регистре 27 записана первая строка (Таблицы модульного сложения.

Через первьш информационный вход -1 в двойном коде поступает первьш 25 операнд А во входной регистр 2, а через второй информационный вход 9 в двоичном коде во входной регистр 10 поступает второй операнд В, кото рый поступает также на первьй вход сумматора 11 и на вход второго дешифратора 12. Первый дешифратор 3 пр образует операнд А в унитарный код и соответствующий сигнал поступает на один определенный элемент И 4.

Второй дешифратор 12 преобразует

20

30

при -у 1 ( у- 0) происходит сдвиг второй операнд В из двоичного кода разрядов кольцевого регистра сдвига в положительном направлении (открыт четвертый элемент И), для операции сложения при у- 1 С у g 0) и для

операции вычитания при

TS u - че 1; происходит сдвиг кольцевого регистО (Tg

40

Р - 2 в унитарный. Пусть О В -г-

тогда выходной сигнал второго элемента ШТИ 28 открывает элементы И и операнд Б через элементы ИЛИ 16 заносится в приемный регистр 17. По сигналу шины 20 запуска устройства с выхода генератора 21 на входы открытых элементов И 22 и 23 поступаю импульсы. Одновременно выходной сиг нал элемента ИЛИ 28 через открытый пятый элемент И 39 (присутствует си нал шины 34) и четвертый элемент ИЛ 36 открывает четвертый элемент И 26 С вькода первого элемента И 21 чере умножитель 24 частоты, элемент И 26 на положительньй вход регистра 27 поступает последовательность из пхВ импульсов (п log 2 (Р-1) + 1), к торая затем поступает через открыты элемент И 23 на вход счетчика 19. В момент поразрядного совпадения сост яния суммирующего счетчика 19 .и при

pa сдвига в отрицательном направлении (открыт третий элемент И), где

Ъ

о, если О i В ;

Р

J, если г В Р-1 J

В Р - В и Tg легко показать, используя следующее сравнение:

А - (Р-В) (А+В) mod Р. Одновременно повышается скорость выполнения операций за счет исключения времени обработки информации в последовательности прохождения операнда В. Это достигается путем исключения из цепи прохождения операнда В

5

двух сумматоров по модулю Р, Вход 20 запуска устройства, генератор. 21 импульсов, первый 22 и второй 23 элементы И, умножитель 24 частоты, третий 25 и четвертый 26 элементы И, кольцевой регистр 27 сдвига, второй 28 и Третий 29 элементы ИЛИ, с пятого по восьмой элементы И 30-33, вход 34 значения сложения, вход 35 значения вычитания, четвертьй 36 и пятый 37 элементы ИЛИ также входят в состав устройства.

Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо определить (А+ +В) mod Р (присутствует сигнал шины 34 сложения). Исходное состояние устройства - нулевое состояние всех регистров 2, 10 и 17 и счетчика 19, в регистре 27 записана первая строка (Таблицы модульного сложения.

Через первьш информационный вход -1 в двойном коде поступает первьш 5 операнд А во входной регистр 2, а через второй информационный вход 9 в двоичном коде во входной регистр 10 поступает второй операнд В, который поступает также на первьй вход сумматора 11 и на вход второго дешифратора 12. Первый дешифратор 3 преобразует операнд А в унитарный код и соответствующий сигнал поступает на один определенный элемент И 4.

Второй дешифратор 12 преобразует

0

0

второй операнд В из двоичного кода

0

5

0

55

Р - 2 в унитарный. Пусть О В -г-

тогда выходной сигнал второго элемента ШТИ 28 открывает элементы И 14 j и операнд Б через элементы ИЛИ 16 заносится в приемный регистр 17. По сигналу шины 20 запуска устройства с выхода генератора 21 на входы открытых элементов И 22 и 23 поступают импульсы. Одновременно выходной сигнал элемента ИЛИ 28 через открытый пятый элемент И 39 (присутствует сигнал шины 34) и четвертый элемент ИЛИ 36 открывает четвертый элемент И 26. С вькода первого элемента И 21 через умножитель 24 частоты, элемент И 26 на положительньй вход регистра 27 поступает последовательность из пхВ импульсов (п log 2 (Р-1) + 1), которая затем поступает через открытый элемент И 23 на вход счетчика 19. В момент поразрядного совпадения состояния суммирующего счетчика 19 .и приемкого регистра 17 схема 18 сравнения выдает сигнал, который закрывает элементы И 22 и 23 и открывает соответствующий элемент И из первой 4 и второй 5 групп, через который установив- шиеся (после сдвига против часовой стрелки на В разрядов регистра 27) значения соответствующего разряда регистра 27 через первый элемент ИЛИ 6 поступают в выходной регистр 7,

Пусть -

В i Р-1, тогда выходной

сигнал третьего элемента ИЛИ 29 открывает четвертую группу 15 элементов И и через открытый восьмой эле- мент И 33 (присутствует сигнал шины 34), пятый элемент ИЛИ 37 открывает третий 3jfeMeHT И 25. Так как в регистре 17 находится операнд В Р - В, последовательность из пхВ пх(Р-В) импульсов через открытый элемент И 25 сдвигает в отрицательном направлении (по часовой стрелке) содержимо регистра 27 на В разрядов (илипхВ двоичных разрядов), Значение устано- вившегося разряда регистра 27 через соответствующий элемент И 5, элемент ИЛИ 6 поступает на вход регистра 7.

Пусть необходимо определить (А-В) mod Р (присутствует сигнал шины 35 вычитания). В этом случае открываются шестой 31 и седьмой 32 элементы И а в остальном работа устройства аналогична определению результата операции (А+В) mod Р.

Формула изобретения

Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю Р, содержащее первый и второй входные регистры, приемный регистр, выходной регистр, первый и второй дешифраторы, генератор импульсов, л ножитель частоты, . суммирующий счетчик, кольцевой регистр сдвига, сумматор по модулю Р, схему сравнения, с первого по четвертый элементы И, с первой по четвертую группы элементов И, первый, вто40

45

выходов второго дешифратора соедине ны соответственно с входами второго и третьего элементов ИЛИ, иыходы ко торых соединены с первыми входами элементов И соответственно третьей четвертой групп, выходы которых со динены соответственно с первьми и вторыми входами элементов ИЛИ групп выходы которых соединены соответст- BBHHt) с входами приемного регистра, выход которого соединен с первым вх дом схемы сравнения, второй вход ко рого соединен с выходом суммирующег счетчика, вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с первым вхо дом второго элемента И и выходом ге нератора импульсов, вход запуска ко торого соединен с входом запуска 35 устройства, выходы второго входного регистра и сумматора по модулю Р сое динены с вторыми входами элементов соответственно третьей и четвертой групп, выход схемы сравнения соединен с вторыми входами элементов И первой и второй групп и с вторыми входами первого и второго элемента И, выход которого соединен с входом умножителя частоты, выход которого соед1шен с первьми входами третьего и четвертого элементов И, выходы ко торых соединены соответственно с вх дом сдвига вправо содержимого кольце вого регистра сдвига и с входом сдви

рой, третий элементы ШШ, группу эле- га BjjeBo содержимого кольцевого рементов ЕЛИ, причем вход первого операнда устройства соединен с входом первого входного регистра, выход которого соединен с входом первого дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой группы, выходы которых соединены с первыми входами

соответствующих элементов И второй группы, выходы которых соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом выходного регистра, выход которого соединен с выходом результата устройства, вход второго оператора устройства соединен с входом второго входного регистра, второго дешифратора и информационньш входом сумматора по модулю Р, вход значения модуля Р которого соединен с входом значения модуля устройства, первая (с О по

вторая

(1

по Р - 1) группы

выходов второго дешифратора соединены соответственно с входами второго и третьего элементов ИЛИ, иыходы которых соединены с первыми входами элементов И соответственно третьей и четвертой групп, выходы которых соединены соответственно с первьми и вторыми входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены соответст- BBHHt) с входами приемного регистра, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента И и выходом генератора импульсов, вход запуска которого соединен с входом запуска устройства, выходы второго входного регистра и сумматора по модулю Р соединены с вторыми входами элементов И соответственно третьей и четвертой групп, выход схемы сравнения соединен с вторыми входами элементов И первой и второй групп и с вторыми входами первого и второго элемента И, выход которого соединен с входом умножителя частоты, выход которого соед1шен с первьми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с входом сдвига вправо содержимого кольцевого регистра сдвига и с входом сдвига BjjeBo содержимого кольцевого ре

гистра сдвига, выходы разрядов кольцевого регистра сдвига соединены соответственно с третьими входами элементов И второй группы, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит с пятого по восьмой элементы И и четвертый и пятый элементы ИЛИ, причем

513

выход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы которых соединены соответственно с первыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов

125726

И, выходы которых соединены с вторыми входами собтветственно четвертого и пятого элементов ИЛИ, вход раэреше- ния операции сложения устройства сое5 Динен с вторыми входами пятого и восьмого элементов И, вход раэрешения операции вычитания уст- ,ройства соединен с вторьми входами седьмого и шестого элемен10 тов И.

OmJ6 0m2ff

Фиг.1

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 1972/47Тираж 673Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель-М.Есенина

Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах и устройствах, функционирующих в системе остаточных классов. Цель изобретения - сокращение количества оборудования. Поставленная цель достигается за счет введения пятого, .шестого, .седьмого и восьмого элементов И, четвертого и пятого элементов ИЛИ. Причем второй информационный вход устройства подключен к входу второго дешифратора, выходы элементов И третьей и четвертой групп подключены к вторым входам элементов И третьей группы и к первым входам пятого и шестого элементов И. Сущность изобретения состоит в существенном уменьшении количества оборудования за счет исключения шести групп элементов ИЛИ, одной группы элементов ИЛИ и двух сумматоров по модулю Р. Это достигается путем введения четырех элементов И и двух элементов ИЛИ. Устройство целесообразно использовать для обработки данных в схемах автоматики и ЭВМ, функционирующих в системе остаточных классов. 2 ил. § (Л со N5 СЛ INP