Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю Советский патент 1989 года по МПК G06F7/72 

Сл

СО

to

со 1C

со

31532923

тов И, блок 10 элементов ИЛИ, тиф-ющий регистр 19, элементы 22 и 23 ратор 12, элемент ИЛИ 13, группы эле-запрета, схему 24 сравнения и счет- ментов ИЛИ 14, приемный регистр 15,чик 25, элемента НЕ 17 с соответству- элементы И 16 и 18, кольцевой сдвига- сющими связями. I ил0, 2 табл„

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах и устройствах, функционирующих в системе остаточных классов. Цель изобретения - повышение быстродействия. Цель достигается за счет устранения информационной избыточности разрядов кольцевого сдвигающего регистра, хранящих результат операций модульного сложения и вычитания, путем введения в устройство, содержащее дешифраторы 3 и 11, вычитатель 6, блоки 8,9 и 26 элементов И, блок 10 элементов ИЛИ, шифратор 12, элемент ИЛИ 13, группу элементов ИЛИ 14, приемный регистр 15, элементы И 16 и 18, кольцевой сдвигающий регистр 19, элементы 22 и 23 запрета, схему 24 сравнения и счетчик 25, элемента НЕ 17 с соответствующими связями. 1 ил., 2 табл.

I Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах и устройствах, функционирующих в системе остаточных классов.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На чертеже представлена схема устройства для сложения и вычитания чи- сел по модулю

Устройство содержит первый инфор- ационный вход 1 устройства, вход 2 задания сложения устройства, первый дешифратор 3, второй информационный вход 4 устройства, вход 5 задания вычитания устройства, рычитатель 6, вход ,7 задания модуля устройства, первый 8 и второй 9 блоки элементов И, блок 10 элементов ИЛИ, второй дешифратор 11, шифратор 12, элемент ИЛИ 13, группу элементов ИЛИ 14, при емный регистр 15, первый элемент И 16, элемент НЕ 17, второй элемент И 18, кольцевой сдвигающий регистр 19, тактовый вход 20 устройства, выход 21 устройства, первый 22 и второй 23 элементы запрета 5 схему 24 сравнения, счетчик 25 и третий блок 26 элементов И.

Устройство работает следующим образом,,

В двоичном коде на вход 1 поступает операнд А,на вход 4 - операнд В который также поступает на вход вы- читателя 6 по модулю т, на выходе ко торого получают значение (uv-B). Сигнал + с входа 2 открывает первый блок 8 элементов И, через который и через блок 10 элементов ИЛИ операнд В поступает на вход второго дешифра- тора 11. С выхода второго дешифратор 11 операнд В в унитарном коде поступает на первую группу входов шифратора 12, на вторую группу входов которого поступает через первый дешиф- ратор 3 операнд А. В зависимости от соотношения операндов А и В на выходах элементов ИЛИ 14 группы формируется двоичное число, соответствую

5

0

5 0

5 Q е

5

0

щее количеству сдвигов регистра 19, а на выходе элемента ИЛИ 13 образуется сигнал, если направление сдвига правое Сигнал с выхода элемента ИЛИ 13 поступает на первый вход элемента И 16, а если сигнал отсутствует, то открывается элемент И 18, обеспечивая левое направление сдвига. С входа 20 на входы открытых элементов 22 и 23 запрета поступают импульсы. При совпадении состояний счетчика 25 и приемного регистра 15 схема 24 сравнения выдает сигнал, который закрывает элементы 22 и 23 запрета и открывает блок 26 элементов И, через который значение группы двоичных разрядов регистра 19 (результат операции модульного сложения) поступает на выход 2J устройства.

Пусть необходимо определить результат (А-В) modm. В этом случае сигнал - с входа 5 поступает на второй блок 9 элементов И. С выхода вычита- теля 6 значение () через открытый, второй блок 9 элементов И, блок 10 . элементов ИЛИ поступает на второй дешифратор 11. Дальнейшая работа устройства аналогична определению результата операции модульного сложения.

Рассмотрим примеры конкретного выт полнения операции модульного сложения и вычитания для .

Исходное состояние регистра 19: г - 0 -. 1 - 1 -0-0-0-1 Первые три двоичных разряда соответствуют числу 5W. Число 3 соответствует сдвигу регистра влево на один двоичный раз- ряд/ 2 - вправо на один двоичный разряд и т.дс Составим таблицу для реализации операции модульного сложения. В табл.1 отражены результаты операции модульного сложения„

В табЛо2 для построения шифратора 12 отражено необходимое количество тактов сдвига для каждой пары операндов А и В и направление сдвига. Сдвиг влево соответствует положительному направлению сдвига и отражен в таблице знаком +

Следовательно, группа элементов ИЛИ 14 в данном случае состоит из двух элементов, которые формируют четыре варианта чисел: 00, 01, 10, 11. В элементе ИЛИ 13 объединяются выходы коммутатора, которые помечены в табл.2 знаком -.

Пример 1. , . Необходимо определить (А+В) modtn. Первый операнд поступает на первый дешифратор 3, с выхода которого поступает на первый вход второй группы входов шифратора 12„ Операнд В через первый блок 8 элементов И и блок 10 элементов ИЛИ поступает на второй дешифрат . тор 11. С выхода второго дешифратора 11 поступает на третий вход первой группы входов шифратора 12. В приУстройство для сложения и вычитания чисел по модулю, содержащее первый и второй дешифраторы, вычитатель, приемный регистр, схему сравнения, счетчик, кольцевой сдвигающий регистр шифратор,с первого по третий блоки элементов И блок элементов ИЛИ, первый и второй элементы запрета, первый 15 и второй элементы И, группу элементов ИЛИ и элемент ИЛИ, причем первый информационный вход устройства соединен с входом первого дешифратора, вто рой информационный вход устройства со.единен с первым входом первого блока элементов И и с входом вычитаемого вычитателя, вход уменьшаемого и вы выход которого соединены соответственно с входом задания модуля устрой20

30

емном регисд-ре 15 записано число 01 согласно табл.2. Сигнала с выхода элемента ИЛИ 13 не поступает, а на элемент И 12 поступает сигнал. Имт пульсы через открытые элементы 22 и

23запрета поступают на сдвиг регист- 25 ства и с первым входом второго блока ра 19 и на счетчик 25. В момент совпа-- элементов И, входы задания сложения и дения состояния регистра 15 и счет-

чика 25 (в счетчике 25 содержится -

/значение 01) схема 24 сравнения1 формирует сигнал, закрывающий элементы

22 и 23 запрета и открывающий блок 26 элементов И„ Состояние регистра 19 следующее:у-0 - 0 - 1 - 1 - 0 - Q-J

Содержание первых трех разрядов регистра 19 через блок 26 элементов И

поступает на выход 21. Это и есть ре- 35 зультат операции.

Пример 2. , . Необходимо определить () modm. В этом случае на первый вход второй группы входов шифратора 12 поступает сигнал. На шестой вход первой группы входов v шифратора 12 также поступает сигнал (7-2 5). В приемном регистре 15 записано число 00. Сигнала с выхода элемента ИЛИ 13 не поступает, а схема 45 Ра входы разрешения сдвига вправо

24сравнения в момент включения устройства вырабатывает сигнал, закрывающий элементы 22 и 23 запрета и открывающий блок 26 элементов. Сдвиг не происходит. Состояние регистра 19

40

и вычитания устройства соединены со-- ответственно с вторыми входами первого и второго блоков элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с входом второго дешифратора, выхрды приемного регистра и счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения, выход которой соединен с управляющими входами первого и второго элементов запрета, с первым входом третьего блока элементов И, входы разрядов второго входа которого соединены соответственно с выходами , где m - величина модуля, младших разрядов кольцевого сдвигающего регист50

и влево которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, тактовый вход устройства соединен с информационными входами первого и второго элементов запрета, выход второго элемента запрета соединен со счетным входом счетчика, о т- личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит элемент НЕ, причем выход элемента ИЛИ через элемент НЕ соединен с первым входом второго элемента

следующее: j- 1 -0- 1 -1 - 0 - 0 - 0 |

Содержимое первых трех двоичных разрядов регистра 19 представляет результат операции модульного вычитания „

Таким образом, в предлагаемом уст- ;ройстве одновременно с уменьшением количества двоичных разрядов регистра 19, достигается непосредственное получение результата в рядов регистра 19.

группе левых раз0

Формула изобретения

Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю, содержащее первый и второй дешифраторы, вычитатель, приемный регистр, схему сравнения, счетчик, кольцевой сдвигающий регистр, шифратор,с первого по третий блоки элементов И блок элементов ИЛИ, первый и второй элементы запрета, первый 5 и второй элементы И, группу элементов ИЛИ и элемент ИЛИ, причем первый информационный вход устройства соединен с входом первого дешифратора, втог рой информационный вход устройства со.единен с первым входом первого блока элементов И и с входом вычитаемого вычитателя, вход уменьшаемого и вы- выход которого соединены соответственно с входом задания модуля устрой0

ства и с первым входом второго блока элементов И, входы задания сложения и

Ра входы разрешения сдвига вправо

и вычитания устройства соединены со-- ответственно с вторыми входами первого и второго блоков элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с входом второго дешифратора, выхрды приемного регистра и счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения, выход которой соединен с управляющими входами первого и второго элементов запрета, с первым входом третьего блока элементов И, входы разрядов второго входа которого соединены соответственно с выходами , где m - величина модуля, младших разрядов кольцевого сдвигающего регист0

5

и влево которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, тактовый вход устройства соединен с информационными входами первого и второго элементов запрета, выход второго элемента запрета соединен со счетным входом счетчика, о т- личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит элемент НЕ, причем выход элемента ИЛИ через элемент НЕ соединен с первым входом второго элемента

И, второй вход которого объединен с в BtopbiM входом первого элемента И и соединен с выходом первого элемента запрета, выход третьего блока элементов И является выходом устройства, - выходы второго и первого дешифраторов соединены соответственно с входами первой и второй групп шифратора, выходы которого соединены с соответгвующими входами элемента ИЛИ и элементов ИЛИ группы, выходы элементов ИЛИ группы соединены с входами соотгтствующих разрядов приемного ре

стра0

Таблица 1

15 Таблица2