Устройство для суммирования двоичных чисел Советский патент 1987 года по МПК G06F7/50 G06F7/64 

Изобретение относится к вычислительной технике.

Целью изобретения является расширение области применения за счет формирования результата в произвольно выбранной системе счисления с основанием L 2,

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит регистр 1, накапливающий сумматор 2, группу элементов И 3, тактирующий вход 4, счетчик 5 (L-ИЧНЫЙ), элемент 6 задержки и шифратор 7, осуществляющий шифра- цию в двоичный код,

Р (2 - L ), где п - разрядность регистра 1;

k - целое число, такое, что 2

Устройство работает следующим образом.

Зададимся значением , Tlj-at подаче сигнала с входа 4 на входы элементов И 3 двоичное число, записанное предварительно в регистр 1, передается на входы накапливающего сумматора 2, При этом в накапливающем сумматоре 2 регистрируется сумма двоичного числа, записанного в регистре 1, и числа, хранившегося « накапливающем с:/м- маторе 2 перед подачей тактирующего сигнала. При поступлении след -ю-дего сигнала на вход 4 аналогичным образом осуществляется суммирование двоичного числа регистра 1 с новьи-i содержимым накапливающего сумматора 2,

ПрИопереполнении накапливающего сумматора 2, когда на выходе его старше.го разряда образуется сигнал переноса, последний поступает на счетчик 5 (десятичный) и одновременно на элемент 6 задержки. Таким образом, изменение на единицу числа, записанного в десятичном счетчике 5, соответствует регистрации сигнала переноса в старшем разряде накапливающего сумматора 2, Учитывая, что сигнал переноса в старшем разряде накапливающего сумматора 2 образуется при переполнении последнего, конечный результат сложения в десятичном коде за фиксированное время измерений можно определить как сумму результатов, полученных на десятичном счетчике 5 и накапливающем сумматоре 2, т,е,

S N 2 VM,(1)

где N - число отсчетов десятичного счетчика;

488262

М - двоичный код остатка, хранящегося в накапливающем сумматоре 2, после окончания цикла суммирования.

Как видно из этой формулы, процесс получения конечного результата суммирования в десятичном коде связан с операцией умножения, что не всегда 10 является удобным,

Для исключения этого недостатка в устройстве выражение (1) преобразовано с помощью элемента 6 задержки и шифратора 7 в следующий алгоритм: .10 +M,(2)

где ,2 ,,, - постоянньй коэффициент, величина которого зависит от числа разрядов накапливаю- 20щего сумматора 2,

В этой формуле слагаемое М равно

,,(2-10), (3)

где М - двоичное число, хранящееся

в накапливающем сумматоре 2 25 после формирования единицы переноса в старшем разряде; М , - разность между кодом числа, соответствующего полной емкости накапливающего сумма- 30 тора 2, и ближайшим числом, кратным степени десяти, значение которого выбирается меньше уменьшаемого, В выражении (2) процесс умножения существенно упрощен за счет того, что каждый отсчет десятичного счетчика 5 кратен выбранному числу 10 , Кроме этого, для того.чтобы погрешность многократного суммирования была Q минимальна, двоичный код разности М после дополнительной задержки вновь подается на соответствующие разряды накапливающего сумматора 2,

Рассмотрим работу предлагаемого 45 устройства для суммирования, например, четьфехразрядного накапливающего сумматора 2 и регистра 1, когда необходимо суммировать многократно один и тот же двоичный код, например,

35

код числа 15. Для этого случая полная емкость накапливающего сумматора 2 и регистра 1 равна 2 16, а раз-- ность Mj для коэффициента k, выбранного в соответствии с указанным ранее условием, т,е, , составляет М (,

Если начальные условия таковы, что в регистре 1 постоянно находится двоичный код числа 15, а накапливающий сумматор 2 обнулен, то при поступлении первого сигнала на вход А код числа 15 будет записан в накапливающий сумматор 2. При поступлении второго сигнала на вход 4 будет осуществляться суммирование кода числа 15, хранившегося в накапливающем сумматоре 2, с кодом этого же числа, поступившим на вход сумматора 2 после подачи второго тактирующего сигнала. В результате суммирования этих кодов должен быть nojiy4eH двоичный код числа 30, т.е. 11110. Однако из-за того, что накапливающий сумматор 2 имеет четыре двоичных разряда, старщий бит кода числа 30 HP регистрируется в сумматоре, а используется, как сигнал переноса для регистрации в десятичном счетчике 5 и одновременно через элемент 6 задержки в шифраторе . В результате в на сапливающем сумматоре 2 остается двоичный код 1110, т.е. число 14. При 31 ом к содержимому десятичного счетчика 5 прибавится единицы, которая в конечном результате суммы кратна числу 10 . Этим же сигналом переноса, задержанным элементом 6 задержки на время несколько большее, чем время распространения сигналов переноса в накапливающем сумматоре 2, происходит формирование двоичного кода разности М , равной в данном случае числу 6, т.е. двоичный код 0110. В результате с выхода шифратора 7 сигналы поступают на входы вто-. рого и третьего разрядов накапливающего сумматора 2. Таким образом, к содержимому сумматора 2, в котором хранится код числа 14 (1110) прибавляется код числа 6 (0110).

Единица старшего разряда двоичного кода суммы этих чисел, равной 20 (код 10100), аналогично указанному выше регистрируется десятичным счетчиком 5 и одновременно используется для формирования кода разности , двоичный код которой вторично поступает на суммирование в накапливающий сумматор 2, хранящий после формирования второго переноса в старшем разряде код 0100, т.е. число 4.

В результате такого двухкратного суммирования десятичньп счетчиком 5 зарегистрировано два сигнала переноса, каждый из которых кратен числу 10, ив качестве остатка в накапливающем сумматоре 2 хранится двоичный код числа 10, равного в соответствии

88264

с формулой (3) сумме чисел

10

15

М 4 и .

Таким образом, окончательное значение суммы кодов двух двоичных чисел 15 в соответствии с формулой (2) равно

S 240 .

При следующей операции суммирования входного кода двоичного числа 15 с остатком, хранящимся в накапливающем сумматоре 2 и равным 10, десятичный счетчик 5 зарегистрирует еще один сигнал переноса, а двоичный код остатка, хранящегося в накапливающем сумматоре 2, соответствует по аналогии с приведенным порядком суммирования числу 15, в котором , а . Таким образом, новое значение суммы равно

-Ю .

При многократном суммировании, когда в формуле (2) N-10 М, значение суммы с достаточной степенью точности может быть представлено как

(4)

и результат суммирования может быть определен только по показаниям десятичного счетчика 5.

30 Формула изобретения

Устройство для суммирования двоичных чисел, содержащее регистр, группу элементов И, накапливающий сумма- 2g тор и счетчик, причем выходы разрядов регистра соединены с первьми входами соответствующих элементов И группы, вторые входы которых соединены с тактирующим входом устройства.

2Q

25

40

а выходы подключены к входам соответствующих

разрядов накапливающего сумматора, выход переноса старшего разряда которого подключен к входу счетчика, отличающееся тем, что, с це45 лью расширения области применения за счет формирования результата в произвольно выбранной системе счисления с основанием , в устройство введены элемент задержки и шифратор,

5Q осуществляющий шифрацию в двоичный код P(2 -L ), где п - разрядность регистра, k - целое число, такое, что Р О, L. 2 , а счетчик выполнен L-ичным, причем выход переноса

55 старшего разряда накапливающего сумматора через элемент задержки подключен к входу шифратора, выходы которого подключены к входам разрядов накапливающего сумматора.

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - расширение области применения за счет формирования результата в произвольно выбранной системе счисления С основанием . Устройство содержит регистр 1, накапливающий сумматор 2, группу элементов И-З, тактирующий вход 4, L-ичный счетчик 5, элемент задержки 6 и шифратор 7. 1 ип. i 1(Л со 4 00 00 N5 а