Устройство для сложения и вычитания чисел с плавающей запятой Советский патент 1987 года по МПК G06F7/50 

ЩЕЕ ИЛИ 8, первую и вторую группы элементов И-ИЛИ 9, 10, первый и второй счетчики 11, 12, группу мультиплексоров 13, первый и второй шифраторы 14, 15, триггер 16, первый и

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств ЭВМ.

Цель изобретения - увеличение 5 быстродействия.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для сложения и вычитания чисел с плавающей запятой; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления устройства для сложения и вычитания чисел; на фиг.3- функциональная схема входного коммутатора устройства для сложения и вы- читания чисел с плавающей запятой; 5 на фиг. 4 - временная диаграмма ра- боты устройства для сложения и вычитания чисел с плавающей запятой на примере вычитания операндов 37054657... 7 и 36536644...4. 20

Устройство для сложения и вычитания чисел с плавающей запятой (фиг.1) содержит входной коммутатор 1, первый регистр 2 мантиссы, второй регистр 3 мантиссы, третий регистр 4 характеристики, сумматор 5 характеристики, сумматор 6 мантис сы, блок 7 управления, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, первая группа элементов И-ИЛИ 9, вторая группа элементов И-ИЛИ 10, первьш счетчик 11, второй счетчик 12, группа мультиплексоров 13, первый шифратор 14, второй шифратор 15, триггер 16, первый сдвиговый регистр 17, второй сдвиговый регистр 8, 35 группа элементов И 19, группа элементов ЗАПРЕТ 20, первый элемент И-ИЛИ 21, первый элемент И 22, второй элемент И 23, элемент ИЛИ 24, второй элемент И-ИЛИ 25, вход 26 первого операнда, вход 27 второго операнда, вход 28 запуска, вход 29 нормализации, вход 30 операции, вход 31 син- . хронизации, выход 32 признака завершения операции, выход 33 характерис- 45 тики результата, выход 34 мантиссы

25

второй регистры сдвига 17, 18, группу элементов И 19, элемент ЗАПРЕТ 20, элемент И-ИЛИ 21, элемент И 22, 23, элемент ИЛИ 24, элемент И-ИЛИ 25. 4 ил. 3 табл.

5

5 0

5 О 45

5

результата, выход 35 признака представления мантиссы в дополнительном коде, выход 36 устройства результата. Позициями 37-62 обозначены входы и выходы блоков. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы, первый, второй, четвертый и третий выходы входного коммутатора 1 соединены соответственно с входом 26 первого операнда, входом 27 второго операнда, выходом переноса сумматора 5 характеристики, выходом младшего разряда второго сдвигового регистра . 18, тринадцатым и первым выходами блока 7 управления, входом даннЕЛх первого регистра 2 мантиссы, входом данных регистра 4 характеристики и входом данных основных тетрад первого сдвигового регистра 17, десятым входом блока управления и первым управляющим входом сумматора 5 характеристики. Вход данных дополнительной тетрады, вход сдвигаемой тетрады, вход управления, вход синхронизации, выход дополнительной тетрады и выход основных тетрад первого сдвигового регистра 17 соединены соответственно с нулевым потенциалом, выходами первого элемента И-ИЛИ 21 и группы элементов ЗАПРЕТ 20, первым и четвертым выходами блока 7 управления, входом А слагаемого сумматора 6 мантиссы и входом данных второго регистра 3 Мантиссы, выход данных, выход сброса и входы синхронизации отдельных тетрад которого соединены соответственно с выходом 34 мантиссы результата, первым выходом блока 7 управления и соответствующими вьгходами группы элементов И 19, первые и вторые входы которых соединены соответственно с седьмым выходом блока 7 управления и с соответствующими выходами второго сдвигового регистра 18, выход младшего разряда, вход данных, вход вдвигаемой информации.

вход управления и вход синхронизации которого соединены соответственно с пятым входом блока 7 управления, восьмым входом первого шифратора 14 и выходом 32 признака завершения операции, нулевым .и единичным потен- ;Циалом, первым и третьим выходом блока 7 управления, первый,- второй, третий, четвертый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и одиннадцатый вхо- fg ды, первый, второй, третий, пятый, шестой, восьмой, девятый, десятьй, одиннадцатый, двенадцатый и четырнадцатый выходы которого соединены соответственно с входом 28 запуска, J5 входом 29 нормализации, входом 30 операции, входом 31 синхронизации, третьим и вторым выходами первого шифратора 14 прямым выходом триггера 16, выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 20 ИЛИ 8, четвертым выходом первого шифратора 14, третьим входом первой группы элементов И-ИЛИ 9, вторым входом второй группы элементов И-ИЛИ 10, входом управления первого счетчика 25 11, первым входом элемента ИЛИ 24, входами синхронизации третьего регистра 4 характеристики и первого регистра 2 мантиссы и сбросовым входом триггера 16, входами синхрониза- зо

ции первого и второго счетчиков 11

и 12, четвертым входом первой группы элементов И-ШШ 9, третьим входом второй группы элементов И-ИЛИ 10 и вторым входом второго элемента И 23, с первым установочным входом триггера 16, вторыми входами группы элементов запрета и первого элемента И-ИЛИ 21, первым входом первого шифратора

14, входом управления сумматора 6 0 мантисс, вторым установочным входом триггера 16, вторым входом первого шифратора 14 и вторым входом первого элемента И 22,входом синхронизации триггера 16, третьим входом первого 5 элемента И-ШШ 21 и вторым входом управления сумматора 5 характеристи- |КИ, шестым входом первого шифратора 14, Выход, вход переноса, входы В и А слагаемого сумматора 5 харак- 50 теристики соединены соответственно с входом данных первого счетчика 11 и выходом 33 характеристики результата, единичным потенциалом, выходом второй группы элементов И-ИЛИ 10 и 55 выходом первой группы элементов И-ИЛИ 9, первый и второй входы которой соединены соответственно -с выходом третьего регистра 4 характерис35

g 5 0 5 о

0 5

5

тики и входом 26 первого операнда. Вход 27 второго операнда соединен с первым входом.второй группы элементов И-ИЛИ 10, четвертый вход которой соединен с выходом второго счетчика 12, старшие входы данных, младший вход данных, вход управления которого соединены соответственно с нулевым потенциалом, выходом второго элемента И 23, выходом элемента ИЛИ 24, второй вход которого соединен с первым выходом первого шифратора 14, второй выход, третий, четвертый и пятьм входы которого соединены соответственно с первым входом второго элемента И 23, прямым выходом триггера 16 и входом переноса сумматора 6 мантиссы, выходом переноса сумматора 6 мантиссы и входом данных триггера 16, выходами всех четырех разрядов результата сумматора 6 мантисс, выход младшего разряда результата, выходы остальных разрядов результата которого соединены соооветст- венно с первыми входами первого элемента И-ИЛИ 21 и группы элементов ЗАПРЕТ 20. Выход 35 признака представления мантиссы в дополнительном коде соединен с выходом первого элемента И 22, первьм вход которого соединен с инверсным выходом триггера 16. Выход 36 знака результата соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ 25, первый, второй и третий выходы которого соответственно сое- ; динены с выходом 36 признака представления мантиссы в дополнительном коде, пятнадцатым выходом блока 7 управления и выходом знакового разряда третьего регистра 4 характеристики. Входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 соединены соответственно со знаковыми входами первого и второго операндов 26 и 27. Вход В слагаемого сумматора 6 мантиссы соединен с выходом группы мультиплексоров 13, вхрд данных старщей тетрады, входы данных остальных тетрад и входы управления соединены соответственно с нулевым потенциалом, выходом первого регистра 2 мантиссы, выходом второго шифратора 15, входы которого соеди- нены с выходами первого счетчика 11. Шестнадцатый выход блока 7 управления соединен с седьмым входом первого шифратора 14.

Блок управления (фиг. 2) содержит первьй триггер 63, второй триггер 64, третий триггер 65, четвертый триггер

513159696

66), пятый триггер 67, шестой триг-го триггера 66, входом данных девято- гер 68, седьмой триггер 69, восьмойго триггера 71, вторым установочным триггер 70, девятьш триггер 71, деся-входом четвертого триггера 66, первым тьп триггер 72, одиннадцатый триггервходом четвертого элемента И 77, вхо- 73, первый элемент И 74, второй эле- гдом данных одиннадцатого триггера 73 мент И 75, третий элемент И 76, чет-и входом данных десятого триггера 72, вертый элемент И 77, сумматор 78 попрямбй и инверсный выходы и вход модулю два, первьй элемент ИЛИ 79,сброса которого соединены соответст- второй элемент ИЛИ 80, первьй элементвенно с четырнадцатым выходом блока 81 задержки, второй элемент 82 задерж-foуправления и вторым входом синхрони- ки, элемент И-ИЛИ 83. Четвертый входзации десятого триггера 72, а также с блока управления соединен с входамивходом сброса четвертого триггера 66, синхронизации первого триггера 63,вторым входом первого элемента И 74, восьмого триггера 70,, девятого триг-первым выходом блока управления, вхо- гера 71, первыми входами первого, 15дом установки одиннадцатого триггера второго и третьего элементов И 74-76,73 и прямым выходом первого триггера входом второго элемента 82 задержки63, инверсный выход которого соединен и вторым входом элемента И-ИЛИ 83.с вторым входом второго элемента И 75 Выход, первый, третий, четвертый, пя-и пятым выходом блока управления. тьй, шестой и седьмой входы элемен- 20Шестой, восьмой, девятьш, двенадца- та И-ИЛИ 83 соединены соответственнотьй, десять 1Й выходы блока управления с седьмым выходом блока 7 управления,соединены соответственно с выходом выходом второго элемента 82 задержки,первого элемента 81 задержки, вторым входом синхронизации третьего тригге-входом данных восьмого триггера 70 ра 65 и тринадцатым выходом блока 25и прямым выходом четвертого тригге- управления, седьмым входом блока уп-ра 66, выходом пятого триггера 67, равления, выходом девятого триггеравыходом четвертого элемента И 77, прямым 71, выходом третьего триггера 65 ивыходом сумматора 78 по модулю два, первьм входом данных восьмого тригге-Ьторой вход и инверсный выход которо- ра 70, выходом третьего элемента И 76 30го соединены соответственно с выходом и вторым входом второго элементашестого триггера 68, пятнадцатым вы- ИЛИ 80, выход и первый вход которогоходом блока управления и третьим ус- соединен соответственно с четвертымтановочным входом четвертого тригге- и третьим входами блока управления ира 66, инверсный выход которого сое- с выходом первого элемента ИЛИ 79, динен с вторым входом четвертого эле- первый и второй входы которого соеди-мента И 77. Выходы восьмого триггера нены соответственно с одиннадцатым70 и второго триггера 64 соединены выходом блока управления, выходомсоответственно с вторым входом тре- второго элемента И 75, входом синхро-тьего элемента И 76, входом данных низации одиннадцатого триггера 73 и 40третьего триггера 65 и третьим входом с первым входом синхронизации деся второго элемента И 75. Инверсный вы- того триггера 72, а также с выходомход одиннадцатого триггера 73 соеди- первого элемента И 74, выход которогонен с шестнадцатым выходом блока 7 соединен с вторым выходом блока уп-управления, равления,- входом первого элемента 81 i

задержки, установочным входом второ- В.ходной коммутатор (фиг. 3) содерго триггера 64, входами синхронизациижит первую группу элементов И-ИЛИ 84,

пятого, шестого и седьмого триггероввторую группу элементов И-ИЛИ 85,

67-69, выход и вход данных седьмоготриггер 86, элемент НЕ 87. Первый и

триггера 69 соединен соответственно 50второй входы входного коммутатора сос первым входом сумматора 78 по моду-единены с первыми и вторыми входами .

лю два и девятым входом блока управ-первой и второй групп элементов

ления. Первый, второй, третий, пятый,И-ИЛИ 84 и 85, выходы которых соедишестой, восьмой, десятый и одиннадцатьшнены соответственно с вторым и первым

входы блока управления соединены соот- 55выходами выходного коммутатора, треветственно с входами данных первого, пя-тий вход которого соединен с входом

того и шестого триггеров 63, 67 и 68,данных триггера 86. Третьи входы первходом сброса второго триггера 64 иво второй групп элементов И-ИЛИ 84

первым установочным входом четверто-и 85 соединены с третьим выходом

входного коммутатора, ррямым выходом триггера 86, инверсный выход которого соединен с четвертым выходом входного коммутатора и четвертыми входами первой и второй групп элементов И-ИЛИ 84 и 85. Первый и-второй установочные входы, первый и второй входы синхронизации соединены соответственно с выходом элемента НЕ 87, а также четвертым, пятым и шестым входами входного коммутатора. Вход элемента НЕ 87 соединен с шестым входом входного коммутатора.

Входной коммутатор 1 предназначен для разделения двух операндов, участвующих в операции. Мантисса операнда с меньшей характеристикой заносится в регистр 2 мантиссы. Мантисса операнда с большей характеристикой заносится в старшие п разрядов первого сдвигового регистра 17. В разряд п+1 заносятся нули (под разрядом подразумевается четырехбитная цифра).

Входным коммутатором 1 управляет выходной перенос сумматора 5 харак- теристики, осуществляющего сравнение характеристик двух операндов. На вход А сумматора 5 характеристики через первую группу элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 8 подается характеристика первого операнда. На вход В сумматора 5 характеристики через вторую группу элементов И-ШШ 1,0 подается характеристика второго операнда.

Сумматор 5 характеристики в зави- симости от состояния управляющих входов S и S- осуществляет следующие операции:

00 - А + В; , 01 - А + В;

SiS.

10 - А + В.

В исходном состоянии сумматор 5 характеристики вьтолняет операцию А+5 (с учетом входного переноса). Состояние выходного переноса запоминается на триггер 86 и определяет раз- ность характеристик. Триггер 86 в исходном состоянии установлен в 1 и совместно с триггером 66 (в исходном состоянии установлен в О) определяет режим работы сумматора 5 ха- рактеристики.

Если триггер 86 в результате операции остается в 1 (есть выходной перенос), значит операнд А боль5O

5 0

5 0

0

5

0

ше В. На выходе сумматора 5 характе- ристик формируется разность характеристик, которая заносится в первый счетчик 11. Разность характеристик на выходе сумматора 5 характеристик в этом случае формируется в прямом коде.

Если триггер 86 в результате операции А+В устанавливается в О (выходной перенос отсутствует), значит операнд А меньше В. На выходе сумматора 5 характеристик в этом случае формируется разность характеристик в дополнительном коде. Поэтому нулевое состояние триггера 86 меняет операцию на А+В. Тем самьм формируется разность характеристик в прямом коде.

Мантисса большого операнда заносится под управлением триггера 86 в первый сдвиговый регистр 17 через первую группу элементов И-ИЛИ 84. Мантисса меньшего операнда заносится в первый регистр 2 мантиссы через вторую группу элементов И-ИЛИ 85.

Триггер 86 является двухтактным и меняет свое состояние по заднему фронту задающего синхроимпульса.

Одновременно с занесением исходных операндов в первый сдвиговый регистр 17 и регистр 2 мантиссы происходит занесение нулевой информации во второй сдвиговый регистр 18, второй счетчик 12 и второй регистр 3 мантиссы. В третий регистр 4 характеристики заносится характеристика большего операнда.

Режим работы устройства определяется триггерами 67-69. Пятьй триггер 67 определяет, должен ли быть нормализован результат операции. Шестой триггер 68 определяет тип операции (сложение/вычитание).

Седьмой триггер 69 запоминает соотношение знаков исходных операндов, в 1 триггер 69 устанавливается, если знаки операндов разные, в противном случае он устанавливается в О.

Сумматор 78 по модулю два в зависимости от содержимого триггеров 68 и 69 формирует режим работы сумматора 6 мантиссы. Это соответствие приведено в табл.1.

Для операции вычитания (А+В) на вход переноса необходимо подавать 1 для представления операнда В в дополнительном коде. Для этих целей служит триггер 16, устанавливаемьп

в 1 перед началом операции А+В по установочному, входу.

Обработка мантиссы осуществляется за п+1 такт, где п - число цифр мантиссы. За каждьм такт сложения или вычитания обрабатывается одна цифра мантиссы. Один такт необходим для операции под дополнительной цифрой. Для большего операнда дополнительная

цифра равна О (занесение О в

n+1-ю тетраду первого сдвигового регистра 17 осуществляется одновременно с занесением мантиссы большего операнда в остальные п тетрад этого регистра).

Значение дополнительной цифры меньшего операнда определяется величиной разности характеристик k, которая хранится в первом счетчике 11 и определяется следующими соотноше- ниями: k О - дополнительная цифра равна - дополнительная цифра равна 1 4k п - дополнительная цифра содержится в тетраде мантиссы меньшего операнда, имеющей номер k (нумерация тетрад идет от младших разрядов к старшим).

Обработка мантисс осуществляется в порядке возрастания номеров тетрад начиная с дополнительной цифры, на сумматоре 6 мантиссы. На вход А сумматора 6 мантиссы подается n+1-я тетрада первого сдвигового регистра 17. На вход В подается цифра меньшего операнда, которая коммутируется группой мультиплексоров 13 под управлением второго шифратора 15. Мультиплексоры 13 имеют п+1 вход, причем на п входов поступают соответствующи цифры меньшего операнда, а на п+1-и вход подается О.Второй шифратор 15 задает передачу на выход мультиплексоров 13 группы входа п+1, если содержимое первого счетчика 11 k 0илиk n. Если i значение находится в диапазоне от 1 до п, шифратор 15 повторяет значение, k.

Например, если мантисса содержит 14 цифр (п 14), а содержимое первого счетчика 11 равно 4 (k 4), шиф- ратор 15 под управлением счетчика 11 коммутирует цифры мантиссы в следующей последовательности -(от младпшх к старшим): 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, п+1, п+1, п+1.

Кодировка шифратора для п 14 в зависимости от величины k приведена- в табл. 2 (мультиплексоры при этом имеют 15 входов, на вход 15 подаются

j

O

5

0

0 5 0 5

0 5

нули). Шифратор представляет собой постоянное запоминающее устройство.

Цифра результата с сумматора 6 мантиссы через группу элементов ЗАПРЕТ 20 и первьй элемент И-ИЛИ 21 поступает на вход вдвигаемой тетрады iv первого регистра 17. Очередная цифра мантиссы большего операнда поступает на вход А сумматора 6 мантиссы после вьтолнения операции-сдвига вправо на цифру первого сдвигового регистра 17. В этой операции в тетраду п+1 вдвигается очередная цифра мантиссы, а в освободившуюся позицию старшей тетрады вдвигается цифра результата. Одновременно со сдвигом мантиссы в первом сдвиговом регистре 17 осуществляется модификация на +1 первого счетчика 11, а в триггере 16 фиксируется выходной перенос от операции над предьщущими цифрами мантисс. После сдвига на входы А и В сумматора 6 мантисс подаются очередные цифры исходных операндов. На выходе сумматора 6 мантиссы формируется очередная цифра результата.

Одновременно со сдвигом вправо на цифру первого сдвигового регистра 17 осуществляется сдвиг вправо на один разряд второго сдвигового регистра 18, который выполняет функции регистра масок и управляет через группу элементов И 19 перезаписью информации из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы, который хранит нормализованную мантиссу результата. Разрядность второго сдвигового регистра 18 п+1. В группу элементов И 19 входят п элементов И - по числу тетрад второго регистра 3 мантиссы.

Каждый из элементов И формирует импульс строба под управлением соответствующего разряда второго сдвигового регистра 18.

Таким образом, при каждом сдвиге вправо первого сдвигового регистра 17 осуществляется сдвиг вправо на один разряд второго сдвигового регистра 18, после чего задержанным синхросигналом осуществляется перезапись информации в соответствующие тетрады второго регистра 3 мантиссы. После первого сдвига осуществляется пись старшей цифры, после второго сдвига - двух старших цифр, после п-го и п+1-го сдвигов - всех п цифр мантиссы результата. При этом модифицируется первый счетчик 11, а

также фокусируется в триггере 16 входной перенос.

Операция завершается через п+1 такт, когда устанавливается в 1 разряд п+1 второго сдвигового регистра.18. Состояние триггера 16 в зависимости от типа операции после п+1-го такта определяет следующее:

d) в операции А+В единичное состояние триггера 16 определяет наличие переполнения мантиссы. В этом случае вьфабатывается еще один такт, в котором осуществляется сдвиг вправо на одну цифру первого сдвигового регистра 17. В освободившиеся разряды через группу элементов ЗАПРЕТ 20 и первый элемент И-ШШ 21 записывается цифра 0001 (в двоичном представлении). Сдвинутым синхросигналом измененная мантисса результата переписывается во второй регистр 3 мантиссы;

5) в операции А+В нулевое состояние триггера 16 свидетельствует о том, что мантисса результата представлена в дополнительном коде. В этом случае, через элемент И 22 на выход 35 устройства выдается признак представления мантиссы в дополнительном коде.

В заявляемом устройстве мантисса результата получается нормализован- но.й, т.е. старшая цифра мантиссы не равна нулю. Так как формирование результата осуществляется последовательно, цифра за цифрой, на промежу- точных шагах необходимо осуществлять анализ очередной цифры результата и оценивать необходимость перезаписи результата из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 ман- тиссы. В противном случае после завершения операции может сформироваться ненормализованный результат. Функцию анализа очередной цифры результата и необходимость перезаписи из , первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы осуществляет первый шифратор 14. Анализируется цифра результата, равенство нулю пре- дьщущей цифры, признак конца опера- ции, равенство нулю всех предыдущих цифр, наличие выходного переноса, наличие входного переноса, тип операции (А+В или А+В), а также необходимость нормализации результата. В зависимости от соотношения этих факторов определяется необходимость перезаписи содержимого первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы

В операции А+В цифра результата всегда получается в прямом коде. Есл эта цифра равна О и отсутствует выходной перенос, перезапись из первого сдвигового регистра 17 во второ регистр 3 мантиссы блокируется. При этом во втором регистре 3 мантиссы сохраняется предьщущий результат. Например, если во втором регистре 3 мантиссы находится информация 7000101119DOO(шестнадцатеричное представление) , а после очередной операции А+В сформулирована цифра результата О без выходного переноса, в первом сдвиговом регистре 17 после сдвига вправо формируется результат 0700010119DO, и во втором регистре 3 мантиссы результат 700010119DOO остается без изменений. Если одновременн с цифрой результата, равной О, формируется условие выходного переноса, во второй регистр 3 мантиссы переписывается значение первого сдвигового регистра 17, равное 0700010119DO.

В операции А+В результат может - быть представлен как в прямом, так и в дополнительном коде. Так как представление результата становится известным только после завершения операции, на промежуточных шагах анализ перезаписи результата из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы отличается от описанного для операции А+В.

В результате текущего такта операции можно сформировать цифры О,1-Е и F в зависимости от величины содержимого текущей цифры результата, передача из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы может быть разрешена или блокирована

Если содержимое цифры результата находится в диапазоне 1-Е, передача из первого сдвигового регистра 17 в регистр 3 мантиссы разрешена.

Если цифра результата равна О, необходимость блокировки передачи из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы определяется наличием входного и выходного переносов:

q) цифра результата равна О, от- сутствуют входной и выходной переносы - в этом случае есть блокировка передачи.

За исключением случая обработки последней цифры результата. Если П+1-Й разряд второго сдвигового регистра устанавливается в единицу и

цифра .результата равна нулю без входного и выходного переноса (т.е. результат получился в дополнительном коде), блокировка отсутствует. Напри- мёр, из АОС вычесть 3FE. В этом при- j

мере , , а . Вычитание осуществляется за три такта (условно Т , Т, , Т ) . Так как операнд В долже быть представлен в дополнительном коде, в та:кте 1 надо учитьшать вход-fО величины ной перенос (-i-l) :Ti-С+1 + (цифра результата Е, выходной перенос отсутствует - нет блокировки передачи); Tj- 0+0+0 0 (цифра результата равна О, выходной перенос отсутству- 15 ет - есть блокировка передачи); Тз-гА+С+0 6 (цифра результата равна 6, .есть выходной перенос - нет блокировки передачи, результат получен в прямом коде).20

Результат операции А+В+1 60Е. foT же результат получается при вычитании из АОС числа 3FE;

6) цифра результата равна О, есть входной перенос, есть выходной пере- 25 нос - в этом случае блокировка передачи есть.

Например, Из FOC вычесть FO. В этом примере , , а .

лась F. Тогда сложение F с входным переносом даст в результате О, но при этом Появляется выходной перено

г) цифра результата равна О, нет входного переноса, есть выходной пе ренос - в этом случае блокировка есть, однако, если перед этим осуществлялись блокировки передачи, вы ванные равенством цифры результата

ИрИ

, вся информация, накоп ленная в первом сдвиговом регистре до получения результата О, переписы вается во второй регистр 3 мантиссы Например, в первом сдвиговом регист ре 17 находится число , во втором регистре мантиссы - число 7, оч редная цифра результата равна О и есть выходной перенос - в первом сдвиговом регистре 17 значение числ становится равным OFFF7, во втором регистре 3 мантиссы - FFF7.

Но если перед получением нуля с выходным переносом без входного был тоже, ноль, блокировка есть, а инфор мация, накопленная в первом сдвигов регистре 17, не переписыв.ается во второй регистр мантиссы. Если преды дущая цифра равна нулю, устанавлива ется в единицу одиннадцатый триг.

Вычитание осуществляется за три такта 30 гер 73. Например, из 604 нужно вы(условно Т, т., Тд). Так как операнд В должен ёыть представлен в дополни- ,тельном коде, в такте Т надо учитывать входной перенос (+1):

Т., - С+8+1 5 (цифра результата равна 5, есть выходной перенос - нет блокировки передачи); Т - 0+F+1 0 (дифра результата равна О, есть входной и выходной переносы - есть блокировка передачи, при этом в первом сдвиговом регистре 17 будет число 05, во втором регистре 3 мантиссы число 5); Tj - F+0+1 0 (цифра результата равна О, есть входйой и выходной переносы - есть блокировки передачи. Результат получен в прямом коде и он нормализован - во втором регистре 3 мантиссы находится число 5.

Результат операции А+В+1 5, тот же результат получается при вычитании из FOC числа F07;

в) цифра результата равна О, есть

входной перенос, нет выходного пере- 55 Ь - в этом случае блокировка

носа - такая ситуация возникнуть не может, так как для получения цифры результата, равной О, с учетом входного переноса сумма двух цифр равнявеличины

лась F. Тогда сложение F с входным переносом даст в результате О, но при этом Появляется выходной перенос;

г) цифра результата равна О, нет входного переноса, есть выходной перенос - в этом случае блокировка есть, однако, если перед этим осуществлялись блокировки передачи, вызванные равенством цифры результата

ИрИ

, вся информация, накопленная в первом сдвиговом регистре 17 до получения результата О, переписывается во второй регистр 3 мантиссы. Например, в первом сдвиговом регистре 17 находится число , во втором регистре мантиссы - число 7, очередная цифра результата равна О и есть выходной перенос - в первом сдвиговом регистре 17 значение числа становится равным OFFF7, во втором регистре 3 мантиссы - FFF7.

Но если перед получением нуля с выходным переносом без входного был тоже, ноль, блокировка есть, а информация, накопленная в первом сдвиговом регистре 17, не переписыв.ается во второй регистр мантиссы. Если предыдущая цифра равна нулю, устанавливается в единицу одиннадцатый триг.

честь 5F6. Вычитание производится в три такта (Т, Т, Tj):

Т.,- 4+9+1 D (цифра результата равна D, нет выходного переноса, нет блокировки передачи);

Т, - 0+0+0 0 (цифра результата равна О, нет выходного переноса, есть блокировка);

TJ - 6+А+0 0 (цифра результата рав- на О, есть Выходной перенос, есть блокировка) .

Результат операции в первом сдвиговом регистре 17 равен ООП, а во , втором регистре мантиссы 3 нормали- зованньй результат, равный D.

Если цифра результата равна F, необходимая блокировка передачи из первого регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы определяется наличием вход- ного и выходного переносов, а также содержимым полученной части мантиссы. результата;

q) цифра результата равна F, отсутствуют входной и выходной перепередачи есть.

Это вызвано тем соображением, что, если результат получен в дополнительном коде (например, FF7 и нет

выходного переноса), при переводе его в прямой код он получится ненормализованным (в данном случае 009). Поэтому во втором регистре 3 мантиссы должен быть результат 7, который при переводе в прямой код даст ре- зультат 9. Более подробно это видно из следующего примера: из 104 вычесть 106. В этом примере , , а . Вычитание осуществляется за три такта (условно Т, Т, Т, ). Так как операнд В должен быть представлен в дополнительном коде, в такте Т надо учитывать входной перенос (+1):

Т - 4+9+1 Е (цифра результата равна Е, нет выходного переноса - нет блокировки передачи);

Т, - 0+F+0 F (цифра результата равна F, переносы отсутствуют - блокировка передачи есть, в первом сдвиговом регистре 17 будет результат FE, во втором регистре 3 мантиссы остается число Е);

Tj - 1+E-bO F (цифра результата равна F, переносы отсутствуют - блокировка передачи есть, конечный ре-- зультат в первом сдвиговом регистре 17 будет FFE, конечный результат во втором регистре 3 мантиссы будет Е, он представлен в дополнительном коде. При переводе в прямой код получается нормализованное число - 2). В случае, если вновь полученной цифре результата, равной F, предшествуют ранее полученные ц Ьфры результата, все равные нулю, блокировка передачи отсутствует. Свидетельствует о содержимом полученной части езультирующей мантиссы триггер 72, который устанавливается в 1 в случае, если хотя бы одна очередная цифра результата не равна нулю. При этом она переписывается во второй регистр 3 мантиссы, но включается условие анализа необходимости блокировки в случае получения цифры результата, равной F, без выходного переноса;

5) цифра результата равна F, есть входной и выходной переносы - в этом случае блокировки передачи нет. Например, из числа 1FC вычесть число 102. В этом примере , , а . Вычитание осуществляется за три такта (Т, Т., Tj), в первом такте учитывается входной перенос.

T -C+D+1 A (цифра результата равна А, есть входной и выходной пере-.

носы, блокировка передачи отсутствует;

Т2 - F+F-H F (цифра результата равна F, есть входной и выходной - переносы, блокировка передачи отсутствует) ;

TJ - 1+Е+1 0 (цифра результата равна О, есть входной и выходной переносы, блокировка передачи есть.

O Окончательный результат в первом

сдвиговом регистре 17 - OFA, во втором регистре 3 мантиссы FA; результат представлен в прямом коде, так как последняя цифра имела выходной .

5 перенос);

р) цифра результата равна F, есть входной перенос, нет выходного переноса - в этом случае блокировка передачи есть, но при этом вся преды0 ДУЩая информация из первого сдвигового регистра 17 переписывается во второй регистр 3 мантиссы (так как это есть первый ноль,представленный в дополнительном коде).

5 Например, в первом сдвиговом регистре 17 находится число ООООС 4, во втором регистре 3 мантиссы при этом хранится число С4. Если очередная цифра результата равна F (с уче0 том входного переноса), во второй регистр 3 мантиссы переписывается число OOOOC4j а в первом сдвиговом регистре 17 будет число FOOOOC4. Если этот результат является оконча5 тельным, отсутствие выходного переноса говорит о том, что результат представлен в дополнительном коде. Перевод содержимого первого сдвигового регистра 17 в прямой код дает

0 результат OFFFF3C (ненормализованный) , а перевод содержимого регистра 3 мантиссы - результат FFFF3C (что и необходимо);

г) цифра результата равна F, есть

S Выходной перенос, нет входного переноса - такая ситуация возникнуть не може т.

Блокировка передачи из первого сдвигового регистра 17 во второй ре0 гистр 3 мантиссы отсутствует, если необходимо выполнить операцию без нормализации результата.

Характеристика результата операнда формируется сумматором 5 характе5 ристики по содержимому третьего регистра 4 характеристики. Если выполняется операция без нормализации результата, характеристика результата изменений не претерпевает. Если вы1713

полняется операция нормализации с нормализацией результата, характеристика результата модифицируется.

Модификация осуществляется путем уменьшения характеристики большего операнда, хранящейся в третьем регистре 4 характеристики на величину, содержащуюся во втором счетчике 12. .Уменьшение осуществляется на сумматоре 5 характеристики, на выход Акото- |рого через первую группу элементов И-ИЛИ 9 подается характеристика большего операнда из третьего регистра 4, а на вход В сумматора 3 характеристики через вторую группу элементов И-ИЛИ 10 - содержимое второго счетчика 12. Для сумматора 5 характеристики задается режим А+В в результате чего на выход 33 устройства вьщается сформированная характеристика результата.

В случае возникновения переполнения мантиссы результата осуществляется сдвиг мантиссы вправо на одну цифру. При этом характеристика должна быть увеличена на +1. Операция суммирования осуществляется сумматором 5 характеристики путем задания на нем операции А+В. Операнд В в этом случае равен О, поэтому характеристика результата (с учетом входного переноса) получается из суммы A+O+I.

Второй счетчик 12 содержит число старших цифр, равных О (для прямого кода) или F (для дополнительного кода), которые отбрасываются при получении нормализованной мантиссы результата. Так как результат во втором регистре 3 мантиссы формируется за п+1 такт, константа модификации характеристики во втором счетчике 12 формируется за п+1 такт.

Второй счетчик 12 имеет два режима работы, определяемые состоянием управляющего входа S:

а) 3 0- прямой счет; 5) S 1 занесение. В режиме прямого счета второй счетчик 12 находится в том случае, когда блокируется передача из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы. При этом в каждом такте блокировки осуществляется модификация второго счетчика 12 на +1. В режиме занесения второй счетчик 12 находится в том случае, когда передача из первого сдвигового ре5969I 18

гистра 17 во второй регистр 3 мантиссы разрешена или когда происходит переход от подсчета нулей (в прямом коде) к подсчету F (в дополнитель2 ном) или наоборот.

Формирование константы модификации характеристики осуществляется в зависимости от типа операции и от состояния очередной цифры результата

O по следующим правилам:

а) в операциях без нормализации результата второй счетчик 12 находится в режиме занесения, в каждом такте формирования результата в него

5 заносятся нули;

б) в операции сложения с нормализацией результат получается в прямом коде. При этом в каждом такте формирования результата в случае блокиров- 0 ки передачи из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы модифицируется второй счетчик 12 на +1. В каждом случае снятия блокировки и передачи мантиссы во

5 второй регистр 3 мантиссы осуществляется сброс второго счетчика 12 путем записи в него нулевой константы;

в) в операции вычитания с норма- 0 лизацией результат может быть сформирован как в прямом, так и в дополнительном коде. При этом в каждом такте блокировки передачи из первого сдвигового регистра 17 во вто рой регистр 3 мантиссы осуществляется модификация второго счетчика 12 на +1. Если в очередном такте блокировка снимается, второй счетчик 12 сбрасывается путем замены режима сче0 та на режим занесения, при этом осуществляется запись О. Если в очередном такте вследствие анализа цифры результата предьщущая блокировка подтверждается, но осуществляется

5 передача содержимого первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы (без последней цифры результата) , режим счета в текущем такте меняется на режим занесения,

0 и во второй счетчик 12 записывается единица (так как передача во второй . регистр 3 мантиссы осуществляется без последней цифры результата, то режим занесения и счета необходимо

5 совместить).

Управляет блокировкой передачи из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы второй шифратор 15. Он же осуществляет уп19

равление вторым счетчиком 12. Кодировка второго шифратора 14 приведена в табл. 3.

Знак X означает, что состояние не определено.

Данные во второй счетчик 12 поступают через второй элемент И 23, который управляется первым триггером 63. При запуске устройства триггер 63 блокирует элемент И 23, в результате на мпадший разряд входа данных подается О. Через элемент ИЛИ 24 триггер 63 задает режим занесения. Таким образом, при запуске устройства второй счетчик 12 приводится в исходное состояние. В режиме работы триггер 63 сброшен, при этом состояние входов данных и управления определяется вторым шифратором 15.

Знак результата формируется вто- 20 второй регистр 2 мантиссы и управля- рым элементом И-ИЛИ 25. Если на вы- ет работой первого счетчика 11 и перходе 35 устройства вьвдается признак дополнительного кода, значит мантисса отрицательная. Если признака дополнительного кода нет, тогда знак результата соответствует знаку боль- щего операнда, который хранится в третьем регистре 4 характеристики. Если в результате вьшолнения опевого и второго сдвиговых регистров 17 и 18 в режиме занесения. По следующему синхроимпульсу на первом 25 элементе И 74 (связь 38) вырабатывается строб занесения в первый регистр 2 мантиссы и первый сдвиговый регистр 17 мантисс операндов, равных соответственно 53664,..4 и 054657...7,

рации возникает переполнение мантис- JQ второй сдвиговый регистр заносит- сы, второй счетчик 12 при этом со- я константа, равная 00...00, в пер- держит нули. Дополнительньй такт нор- счетчик 11 - разность характе- мализации предусматривает сдвиг ман- ристик, равная 01, в третий регистр тиссы вправо на одну цифру (о чем 4 - большие характеристики, равные написано ранее) и коррекцию характе- 37, в пятый .и шестой триггеры 66

и 67 - значения кода операции, устанавливается второй триггер 64, который управляет синхронизацией поциф-

ристики на +1. Коррекция осуществляется путем задания на сумматоре 5 характеристики операции А+В+1. При этом А - характеристика большего

ровой обработки операндов и с за-

ровой обработки операндов и с за-

операнда из третьего регистра 4 ха- 0 держкой на первом элементе задержки рактеристики, .(содержимое второ- (связь 42), устанавливается триггер го счетчика 12), 1 - постоянньй входной перенос, т.е. характеристика

16 (связь 53), который указывает на наличие входного переноса (так как производится операция вычитания). 45 По заднему фронту этого синхроимпульса на входе 30 триггер 63 сбрасывается и переключает управление первого счетчика 11 в режим счета на +1, а режимы первого и второго сдвирезультата формируется из суммы А+0+1.

Временная диаграмма показана на примере вычитания операндов 37054657...7 и 36536644...4. Выпол16 (связь 53), который указывает н наличие входного переноса (так как производится операция вычитания). 45 По заднему фронту этого синхроимпульса на входе 30 триггер 63 сбра сывается и переключает управление первого счетчика 11 в режим счета +1, а режимы первого и второго сдв

нение операции начинается после выра-5о говых регистров 17 и 18 - в режим ботки сигнала на входе 28 запуска. Операнды и код команды в это время , находцтся на входных шинах 26, 27, 29, 30 и на выходе сумматора 5 характеристик, на вход А которого подается характеристика первого операнда, равная 37, а на вход В - характеристика второго операнда; равная 36, получается разность характесдвиг вправо.

На сумматоре мантисс начинается вычитание дополнительных цифр. На вход А подается цифра, равная О, н 55 вход В под управлением первого сче чика 11 и второго шифратора 15, до полнительная цифра, равная 4, и входной перенос из триггера 16. Су матором производится операция А+В

на

20

ристик, равная 01, и выходной перенос.

После вьфаботки сигнала на входе 28 запуска первым же синхро-импульсом, по заднему фронту, устанавливается первый триггер 63, связь 37, по установленному значению которого и по задержанному синхроимпульсу на втором элементе 82 задержки, связь

,49, устанавливается триггер 86, который фиксирует наличие выходного переноса у сумматора 5 характеристик и управляет передачей операнда с большей характеристикой в первьй

сдвиговый регистр 17, операнда с

меньшей характеристикой в первый регистр 2 мантиссы и большей характеристики в третий регистр 4. Установленный триггер 63 сбрасывает в ноль

вого и второго сдвиговых регистров 17 и 18 в режиме занесения. По следующему синхроимпульсу на первом 25 элементе И 74 (связь 38) вырабатывается строб занесения в первый регистр 2 мантиссы и первый сдвиговый регистр 17 мантисс операндов, равных соответственно 53664,..4 и 054657...7,

ровой обработки операндов и с за-

держкой на первом элементе задержк (связь 42), устанавливается тригге

держкой на первом элементе задержки (связь 42), устанавливается триггер

16 (связь 53), который указывает на наличие входного переноса (так как производится операция вычитания). По заднему фронту этого синхроимпульса на входе 30 триггер 63 сбрасывается и переключает управление первого счетчика 11 в режим счета на +1, а режимы первого и второго сдвиговых регистров 17 и 18 - в режим

сдвиг вправо.

На сумматоре мантисс начинается вычитание дополнительных цифр. На вход А подается цифра, равная О, на вход В под управлением первого счетчика 11 и второго шифратора 15, дополнительная цифра, равная 4, и входной перенос из триггера 16. Сумматором производится операция А+В

21 0000

1011

1

01100

Результат операции равен С и отсутствует выходной перенос. По еле- дующему синхроимпульсу на втором зле менте И 75 (связь 47) вырабатывается строб, по которому про изводится сдви мантиссы первого операнда в первом сдвиговом регистре 17 на одну цифру и в освободившийся разряд записывается цифра результата, равная С. По этому же стробу в триггере 16 зафиксировано наличие выходного переноса во второй счетчик 12 заносится константа О, первый счетчик переключается с 01 на 02 и управляет передачей на вход В сумматора мантисс следующей цифры, значение второго сдвигового регистра переключится с 000...00 на 100.000 и разрешает перезапись . только одной цифры результата из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы по стробу, задержанному на втором эле- менте 82 -задержки и установленному третьему триггеру 65 (связь 43).

На сумматоре мантисс в это время обрабатываются следующие цифры

0111

+ 1011

О

10010

результат операции равен 2 и есть выходной перенос. По следующему стробу мантисса первого операнда сдвигается на первом сдвиговом регистре 17 на одну цифру и в освободившийся разряд записывается цифра результата, равная 2, в триггере 16 фиксируется входной перенос, во второй счетчик 12 записывается О, первый счетчик переключается с 02 на 03, второй сдвиговый регистр 18 переключится с 100...00 на 1100...00 и будет разрешать перезапись уже двух цифр результата из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр мантиссы.

131596922

Затем происходит обработка ющих цифр операндов

0111 + 1011

10011

Результат операции равен 3 и есть выходной перенос. По следующему синхроимпульсу снова производятся те же действия, что и после обработки предыдущих цифр. Результаты операции на последующих шагах также равняются 3 и будет выходной перенос до тех пор, пока на вход А подается 7, а на вход В 4.

Затем на вход А подается цифра, равная 5, а на вход В - цифра, рав- ная 6. Обработка этих цифр дает следующий результат

0101 + 1001

01111

Результат равен F и нет выходного переноса (т.е. первый ноль в дополнительном коде). По следующему синхроимпульсу мантисса первого операнда сдвигается на первом сдвиговом регистре 17 на одну цифру и в освободившийся разряд записывается

цифра результата, равная F, в триггере 16 фиксирует.ся отсутствие выходного переноса, управление второго счетчика 12 переключается на счет первым выходом первого шифратора 14

на элементе ИЛИ 24 и по стробу переключает свое состояние с О на 1. Также изменяет свое состояние первый счетчик и второй сдвиговый регистр 18. Строб перезаписи мантиссы результата будет блокирован третьим выходом первого шифратора 14, запомненным на девятом триггере 71.

Таким образом, в первом сдвиговом регистре 17 находится F33...3200546,

во втором регистре 3 мантиссы 33... 320000, во втором счетчике 12 01. Затем на сумматоре 6 мантисс обрабатываются следующие цифры 6 и 6. Обработка их дает следующий результат:

.0110 + 1001

0 01111

Результат равен F и нет выходного переноса (т.е. второй ноль дополнительного кода).

По следующему синхроимпульсу цифра результата вталкивается в первый сдвиговый регистр 7, второй счетчик 12 переключается с 01 в 02, также переключается и состояние первого счетчика 11 и второго сдвигового регистра 18, но строб перезаписи мантиссы результата из первого сдвигового регистра 17 -во второй регистр ман тиссы 3 также заблокирован девятым триггером 71.

Таким образом, в первом сдвиговом регистре 17 находится FF3...320054, во втором регистре 3 мантиссы 33... 320000, во втором счетчике 12 02.

Затем на сумматоре мантисс 6 обрабатываются следующие цифры 4 и 3. Обработка их дает следующий результат:

0100

+ 1100

10000

Результат равен нулю и есть выходной перенос (т.е. это первый ноль прямого кода). Поэтому до записи этой цифры результата в первый сдвиговый регистр 17 вырабатывается строб перезаписи из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы под управлением второго выхода первого шифратора 14 (связь 52). Затем происходит запись цифры результата в первый сдвиговый регистр 17, во второй счетчик 12 записывается ; константа, равная 01, с второго выхода первого шифратора 14. Также меняет свое состояние первый счетчик 11 и второй сдвиговый регистр 18, значение которого равно 111..1100. Строб перезаписи из первого сдвигового регистра 17 во второй регистр 3 мантиссы блокируется девятым -триггером 71.

Таким образом, в первом сдвиговом регистре 17 находится число OFF3... 32005, во втором регистре 3 мантиссы - FF...3200, во втором счетчике 12-01.

На следующем этапе обрабатываются следующие цифры операндов 5 и 5. Обработка их дает следующий результат:

0101 + 1010

10000

Результат равен нулю и есть выходной перенос (т.е. второй ноль прямого кода).

После следующего синхроимпульса в первом сдвиговом регистре 17 находится число OOFF3...3200, во втором регистре 3 мантиссы данные не изменяются и равны FF3...3200, во в-тором счетчике 12 находится 02, во втором сдвиговом регистре 18 111...110.

На последнем этапе обрабатывается самая старшая цифра первого операнда и цифра, равная нулю, выбираемая , группой мультиплексоров 13 под управлением первого счетчика 11. Обработка, этих цифр дает следующий результат:

0000 + 1111

; 1000

Результат равен нулю и есть выходной перенос.

По.следующему синхроимпульсу в первом сдвиговом регистре 17 находится число OOOFF3...32С, во втором регистре 3 мантиссы - FF3...3200, во втором счетчике 12 03, во втором сдвиговом регистре 18 111. ..111. Старший бит второго сдвигового регистра 18 указывает на то, что операция завершилась (выход 32) и он сбрасывает второй триггер 64, который блокирует синхронизацию устройства.Выходной перенос указывает на то, что результат получен в прямом коде, мантисса результата получается нормализованной и равна FF3...3200. Характеристика -результата получается путем

вычитания из большей характеристики, равной 37, значения второго счетчика 12, равного 03, на сумматоре 5 мантисс. Результат операции равен:

00110111 + 11111100

100110100

Характеристика результата равна 34.

В итоге результат вычитания операндов будет равен 34FF3,..3200,

Формула изобретения

Устройство для сложения и вычитания чисел с плавающей запятой, содержащее первый и второй регистры сдвига, регистр порядка, сумматор мантисс, входной коммутатор, элемент 25 ИЛИ, причем вход первого, операнда устройства соединен с первым информационным входом входного коммутатора, второй информационный вход которого соединен с входом второго one- 30 ранда устройства, информационный вход с второго по п-ый разряд первого регистра сдвига соединен с первым вы- koдoм входного коммутатора, отличающееся тем, что, с целью 35

увеличения быстродействия, в него введены регистр мантисс, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок управления, сумматор подярков, регистр мантисс, первый и второй элементы И-ИЛИ, первая 40 и вторая группы элементов И-ИЛИ, .группа мультиплексоров, первый и вто- рой счетчики, первьш, второй шифраторы, группа элементов И, первый, второй элементы И, триггер, причем входной: 45 коммутатор содержит триггер, две группы

элементов И-ИЛИ, элемент НЕ, выход которого соединен с первым установочным входом триггера входного коммутатора, прямой выход которого соеди- Q иен с первыми входами первой и второй группы элементов И-ИЛИ входного коммутатора, первьм входом управления сложением-вычитанием сумматора порядков, вторые входы первой и второй группы элементов И-ИЛИ входного коммутатора соединены с вторым информационным входом входного коммутатора, первый информационньй вход которого

55

O

5

0

5 0 5

0 5

Q

5

соединен с третьими входами первой и второй группы элементов И-ШШ входного коммутатора, причем блок управления содержит одиннадцать триггеров, два элемента задержки, сумматор по модулю два, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, элемент И-ШШ, причем вход запуска устройства соединен с D-входом первого триггера блока управления, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И блока управления, первым входом установки второго триггера блока управления, входами сброса третьего и четвертого триггеров блока управления, первыми входами первой и второй групп элементов И-ИЛИ устройства, входом элемента НЕ входного коммутатора, первым входом синхронизации триггера входного коммутатора, входами установки первого счетчика, первого и второго регистров сдвига устройства, входом сброса первого регистра мантиссы устройства и первым входом элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с входом устано к,и второго счетчика устройства, выход кото- рого соединен с вторыми входами элементов И-ИЛИ второй группы устройст- ва, второй вход синхронизации триггера входного коммутатора соединен с первым входом элемента И-ШШ блока управления, входом синхронизации пятого триггера блока управления и выходом первого элемента задержки блока управления, вход которого соединен с входом синхронизации устрой.ства, первыми входами второго и третьего элементов И блока управления, с вторым входом первого элемента И блока управления, входами синхронизации первого и шестого триггеров блока управления, вторым входом элемента И-ИЛИ блока управления и первым синхровходом седьмого триггера блока управления, D-вход триггера входного коммутатора соединен с выходом переноса сумматора порядков устройства, первьш и второй информационные входы которого соединены соответственно с

.выходами первой и второй группы эле-. ментов И-ИЛИ устройства, второй вход управления сложением-вычитанием сумматора порядков соединен с первым входом первого элемента И-ИЛИ устройства и выхо.дом четвертого элемента И блока управления, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера входного коммутатора, четвертыми входами элементов И-ШШ первой и второй группы входного коммутатора, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым выходами входного коммутатора устройства, второй выход входного .коммутатора устройства соединен с информационным входом второго регистра мантиссы устройства, вход синхронизации которого соединен с входами синхронизации регистра порядков устройства и триггера устройства, выходом первого элемента И блока управления, первым входом первого элемента ИЛИ блока управления, входами синхронизации восьмого, девятого и десятого триггеров блока управления, входом установки одиннадцатого триггера блока управления и входом второго элемента задержки блока управле ния, выход которого соединен с входо синхронизации триггера устройства, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И устройства, выход которого соединен с выходом признака представления мантиссы в дополнительном коде устройства и первым входом второго элемента И-ШШ блока управления, выход которого соединен с выходом знака результа та устройства, вход установки триггера Входного коммутатора соединен с выходом младшего разряда второго ре- гис.тра сдвига устройства, выходом

признака завершения операции устрой-

ч

ства, первым входом первого шифратора, входом сброса одиннадцатого триггера блока управления и первым установочным входом четвертого триггера блока управления, инверсный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И блока управления, выход суммы сумматора порядков устройства соединен с информационным входом первого счетчика устройства и выходом порядка результата устройства, вход нормализации устройства соединен с информационным входом восьмого.триггера блока управления, вход операции устройства соединен с информационным входом девятого триггера блока управления, прямой выход триггера устройства соединен с входом переноса сумматора мантисс, вторым входом первого шифратора устрой- ства и вторым входом установки четвертого триггера блока управления, третий вход установки которого соединен с первым выходом сумматора по . модулю два блока управления и вторым входом второго элемента И-ИЛИ устройства, третий вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра, порядков устройства, информационный вход которого соединен с первым выходом входного коммутатора устройства, все выходы регистра порядков, кроме старшего, соединены с вторыми входами элементов И-ИЛИ первой группы устройства, третьи входы которых соединены со знаковыми входом первого операнда устройства и перв ым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ, второй вход которого соединен со знаковым входом второго операнда устройства и третьими входами элементов И-ИЛИ второй группы устройства, четвертые входы которых соединены с первым входом второго элемента И устройства, четвертыми входами элементов И-ИЛИ первой группы устройства, инверсным выходом первого триггера блока управления и вторым входом второго элемента И блока управления, третий вход которого соединен с выходом одиннадцатого триггера блока управления и информационньлм входом пятого триггера блока управления, выход которого соединен с информационным входом седьмого триггера блока управления, третьим и четвертым входами элемента И-ИЛИ блока управления, пятый вход которого соединен с выходом шестого триггера блока управления, информационный вход которого соединен с первым выходом первого шифратора, выход элемента ИСЮТЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ устройства соединен с информационным входом десятого триггера блока управления, выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю два блока управления, второй вход, которого соединен с выходом девятого триггера блока управления, второй выход сумматора по модулю два блока управления соединен с первым входом установки триггера устройства, вторым входом первого элемента И устройства, третьим входом первого шифратора устройства и входом управления сумматора мантисс устройства, вход первого операнда которого соединен с выходом (п+1)-й тетрады первого регистра сдвига устройства, все выходы первого регистра сдвига устройства, кроме выхода (п+1)-й тетрады, соединены соответственно с информационными входами первого регистра мантиссы, вход (п+1)-й тетрады ко29

торого соединен с входом нулевого потенциала устройства, вход первой тетрады первого регистра сдвига соединен с вьпсодами первого элемента И-ИЛИ и группы элементов ЗАПРЕТ устройства, прямые входы которых соединены соответственно с выходами суммы всех разрядов, кроме младшего, сумматора мантисс устройства, младший.разряд выхода суммы сумматора мантисс устройства соединен с вторым входом первого элемента И устройства, четвертым входом первого шифратора устройства, пятый вход которого соединен с выходом восьмого триггера блока управления, выход седьмого триггера блока управления соединен с вторым входом третьего элемента И блока управления, выход которого соединен с шестым входом элемента И-ИЛИ блока управления и первым входом второго элемента ИЛИ блока управления, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ блока управления и входами синхронизации первого и второго счетчиков устройства и входом синхронизации второго регистра сдвига устройства, выходы всех разрядов которого, кроме младшего, соединены соответственно с первыми входами элементов И группы устройства, вторые входы которых соединены с выходом элемента И-ИЛИ блока управления, седьмой вход которого соединен с первым выходом первого шифратора устрой- входами управления мультиплексоров

ства и вторым входом второго элемента И устройства, выход которого соединен с входом младшего разряда второго счетчика устройства, входы всех разрядов которого, кроме младшего, соединены с шиной нулевого потенциала, выходы элементов И группы устройства соединены с входом синхронизации первого регистра мантиссы устройства, выход которого соединен с выходом мантиссы результата устройства, прямой выход четвертого триггера блока управления соединен с вторым входом синхронизации седьмого триггера блока управления, третьим входом.

группы устройства, выходы которых соединены соответственно с входами второго операнда сумматора мантисс устройства, информационные входы

40 мультуплексоров группы устройства, кроме мультиплексоров старшей тетра ды, соединены соответственно с выходами второго регистра мантисс уст ройства, вход мультиплексоров стар45 шей тетрады соединен с шиной нулево го потенциала устройства, информационный вход второго регистра сдвиг устройства соединен с шиной нулевог потенциала устройства.

96930

первого элемента И-ШШ устройства и с инверсными входами элементов ЗАПРЕТ группы устройства, выход второго элемента И блока управления соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ блока управления, входом синхронизации второго триггера блока управлетретьего триггера блока управления

и вторым входом установки триггера устройства, информационный вход которого соединен с выходом переноса сумматора мантисс устройства и шестым входом первого шифратора устройства,

седьмой вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера блока управления, инверсный выход которого соединен с вторым входом синхронизации третьего триггера блока управления, инверсный выход второго триггера блока управления соединен с восьмым входом первого шифратора устройства, третий выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ устройства, четвертьш выход первого шифратора устройства соединен информационными входами второго и третьего триггеров блока управления, выход второго элемента ИЛИ блока управления

соединен с входом синхронизации первого регистра сдвига устройства, выход первого счетчика устройства соеинен с входом второго шифратора устойства, выход которого соединен с

группы устройства, выходы которых соединены соответственно с входами второго операнда сумматора мантисс устройства, информационные входы

мультуплексоров группы устройства, кроме мультиплексоров старшей тетрады, соединены соответственно с выходами второго регистра мантисс устройства, вход мультиплексоров старшей тетрады соединен с шиной нулевого потенциала устройства, информационный вход второго регистра сдвига устройства соединен с шиной нулевого потенциала устройства.

Т а б л и ц а 1

Значение шестого

триггера 68О О 1 1

Значение седьмого

триггера 6901 О 1

Операция сумматора

6 мaнтиcckАч-В А+В А+В А+В

Результат сумматора

по модулю два 68 01 1 О

Таблица 2

Номер такта 1 I 2 Г 3 I 4 I 5 I 6 I 7 1 8 I 9 МО ГпТ .12 |13 1 14 I 15

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 14

15

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

23

34

45

56

6 7

78

89

910

1011

1112

1213

1314

1415

1515 1515 1515

45

56

67

78

89

910

1011

1112

1213

1314

1415

1515 1515 1515 1515 1515

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15 15 15 15 15 15 15

89

9,10

1011

1112

1213

1314

1415

1515 1515 1515 1515 1515 1515 1515 1515 1515

101112

111213

121314

131415

141515

151515 151515 151515 151515 151515 151515 151515 151515 151515 151515 151515

13 14 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15

14 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15

Таблица 3

Фиг.Э

к5

Редактор Н. Рогулич

Составитель М, Есенина

Техред М.Ходанич Корректор Е. Рошко

Заказ 2364/51

Тираж 672

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

5

Подписное

Изобрете ние относится к области вычислительной техники. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Устройство для сложения и вычитания чисел с плавающей запятой содержит входной коммутатор 1, регистры манг- тисс 2,3, регистр порядков 4, сумматор порядков 5, сумматор мантисс 6, блок управления 7, элемент ИСКЛЮЧАЮX (Л 33 J 00 У1 со Од со 35