Устройство для сложения и вычитания с самоконтролем Советский патент 1991 года по МПК G06F11/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системы автоматического контроля и диагностики,,

Цель изобретения - расширение области применения за счет контроля операции сложения-вычитания над произвольными числами.

На фиГо1 изображена функциональная схема устройства для сложения и вычитания с самоконтролем; на фиг. 2 - схема формирователя дополнения вычетов по модулю три; на фиг. 3 - схема сумматора по модулю три; на фиг. 4 - схема формирователя вычетов по модулю три„

Устройство содержит группу информационных входов 1, вход 2 контрольных разрядов, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, сумматор 4, регистр 5, вход 6 задания режима работы устройства, формирователь 7 дополнения вы-

четов по модулю К, сумматор 8 по модулю К, регистр 9, формирователь 10 вычетов по модулю К, регистр 11, блок 12 сравнения, синхровходы 13 и выходы 14-16.

Формирователь дополнения вычетов по модулю К для имеет входы 17 и 18, элементы И-ИЛН 19 и 20 и выходы 21 и 22.

Сумматор по модулю для содержит элементы И-ИЛИ 23-26, входы 27-31 и выходы 32 и 33 о

Формирователь вычетов по модулю К для (одна ячейка) содержит элементы И-ИЛИ 34 и 35, входы 36-39 и выходы 40 и 41.

На вход 1 поочередно поступают операнды X и У, Их вычеты подаются на вход 2„ Через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 операнды поступают на входы (первого слагаемого сумматора 4„ Сум- .матор 4 в совокупности с регистром 5

О5

4Ь го

4ь

оэ со

J16

образуют обычный параллельный комбинационно-накапливающий сумматор. Если на вход 6 подается сигнал О, текущее слагаемое проходит на входы сумматора 4 с входа 1 без изменения знака. Вход 6 соединен с входом младшего разряда сумматора 4 (вход Р0) и вторым входом элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3. Поэтому, если на вход 6 подан сигнал 1, дополнительный код числа, доданного на вход 1, поступает на входы сумматора 4 с обратным знаком. Вычеты операндов с входа 2 подаются на входы формирователя 7 дополнения вычетов о Формирователь 7 управляется по входу 6; если на входе 6 - О, он пропускает вычет без изменения, ес

ли на входе 6 - 1, он формирует дополнение вычета Доп0 Въгч„ - (Выч. X, где R - модуль, по которому (осуществляется контроль; Выч„ X - вы- |чет по модулю R от операнда X. 1 На входы сумматора 8 поступают вы- |четы из формирователя 7 дополнения вы четов и регистра 9. Сигнал с входа 6 подается на вход сумматора 8 с весом + 1, Старший перенос Рс , формируемый в сумматоре 4, поступает на вход сумма- (тора 8 как Выч. 2п+|, где п - число значащих разрядов; 1 - знакомый раз- |ряд0 В дальнейшем будем полагать п+1 четнымо Формирователь 10 формирует вы ,ет числа, записанного в регистр 5.

5

0

5

0

формирователя 1U строится на двух элементах И-ИЛИ 34 и 35, имеет четыре входа 36, 37 (вес 2) и 38, 39 (вес 1)0 На выходах 40 и 41 формируется текущий вычет„ Входы младшей ячейки формирователя 10 подключаются к четырем младшим разрядам регистра 5 (входы 39, 37, 38 и 36 - соответственно к 1, 2, 3, 4 разрядам регистра 5). Выходы 40 и 41 каждой младшей ячейки соединяются с входами 37 и 39 соседней старшей ячейки. Входы 36 и 38 каждой ячейки соединяются с выходами разрядов регистра 5 (вход 36 - с четными разрядами, входы 38 - с нечетными) „ Итоговый вычет считывается с выходов 40 и 41 старшей ячейки

Устройство работает следующим образом.

Операции сложения- вычитания в устройстве выполняются в дополнительном коде по обычным алгоритмам:

Z n Xnn+y jn (сложение);

Z2qn Лд,п+инверсия Уяп +1 (вычитание),

Возникающие в старшем разряде переносы РЈ отбрасываются о Отсюда вытекают алгоритмы контроля операций

Для контроля операций сложения имеем

Выч. (Zgn) (Bbi4. (Хап)+ВычЛУац) + +РС (Доп. Выч, 2ГН1) mod R;

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического контроля и диагностики„ Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматор, два регистра, сумматор по модулю К, формирователь дополнения вычетов, формирователь вычетов, блок сравнения. Устройство позволяет контролировать операции сложения-вычитания над произвольными числами с произвольными знаками. 4 ил.

Сформированный вычет хранится в реги-Выч. (Z2an) (BbJ4. Хап+Доп. Выч0 У$ц +

.... ,, „ .. ы +Выч (Доп. Выч. 2nt1) mod R

40

стре 11. Вычеты из регистров 9 и 11 сравниваются блоком 12 сравнения. Запись в регистры 5 и 9 осуществляется сигналом С1 с входа 13, запись в регистр 11 - сигналом С2 с входа 13. С выхода 14 считывается результат операции, с выхода 15 - вычет результата, с выхода 16 - сигнал неисправНОСТИ0

Сумматор 8 представляет собой двух- каскадное логическое устройство. Первый каскад состоит из элементов И-ИЛИ 23 и 24 И-ИЛИ

(вес 1) сумматора соединяются с соответствующими выходами регистра 9. Входы 29 (вес 2) и 30 (вес 1) соединены с выходами формирователя 7 дополнения вычетов. Вход 6 (вес 1) является входом устройства. Вход 31 (вес 2) соединен с выходом РС сумматора 4 Результирующий вычет формируется на выходах 32 (вес 2) и 33 (вес 1), соединенных с входами регистра 9. Ячейка

где A an дополнительный код числа А Выч„ А - вычет по модулю R числа А ДоПоВьгчо А - дополнение Выч0 А до R или Доп. Вычо - Выч„А (Выч.А + Выч, В +00) mod R - сумма

берется по модулю R. При и четном числе разрядов алгоритмы контроля упрощаются:

(У9П)+

г, второй каскад - из элементов 25 и 26. Входы 27 (вес 2) и 28

50

55

Вьтч„ (г,л„) (ВыЧо (Хар+Вычо +2 Рс) mod 3;

Выч„ (г,л„) (Вьгч. (Х„п)+ДоПо ВычоУдП + +1+2 Рс) mod 3.

В соответствии с приведенными алгоритмами и работает устройство При выполнении операции сложения си нал на входе 6 На входы 1 и 2 подаются первый операнд Х,р и его вычет, которые, не меняясь, проходя через блоки 3 и 7, сумматоры 4 и 8 и по сигналу С1 записьюаются в регистры 5 и 9„ По завершении записи

где A an дополнительный код числа А; Выч„ А - вычет по модулю R числа А; ДоПоВьгчо А - дополнение Выч0 А до R или Доп. Вычо - Выч„А; (Выч.А + Выч, В +00) mod R - сумма

берется по модулю R. При и четном числе разрядов алгоритмы контроля упрощаются:

(У9П)+

Вьтч„ (г,л„) (ВыЧо (Хар+Вычо +2 Рс) mod 3;

Выч„ (г,л„) (Вьгч. (Х„п)+ДоПо ВычоУдП + +1+2 Рс) mod 3.

В соответствии с приведенными алгоритмами и работает устройство При выполнении операции сложения сигнал на входе 6 На входы 1 и 2 подаются первый операнд Х,р и его вычет, которые, не меняясь, проходят через блоки 3 и 7, сумматоры 4 и 8 и по сигналу С1 записьюаются в регистры 5 и 9„ По завершении записи

подаются второй опе- его вычет3 Операнд

на входы 1 и ранд и

Выч „ УОЦ, не меняясь, поступают на вхогы сумматоров 4 и 8. В сумматоре 4 формируется сумма ., Возникающий перенос Рл поступает на входы

04-1

сумматора 8 как число Доп, Выч„ 2 Сумма сигналу С1 записывается в регистр 5, контрольный вычет - в регистр 9о Формирователь 10 формируе вычет результата, который по сигналу С2 записывается в регистр 11. С выходов 14 и 15 считывается сумма и ее вычет, с выхода блока 12 сравнения - сигнал неисправности.

Аналогичным образом выполняется и операция вычитания, с той лишь разницей, что , на входы сумматора 4 поступает инверсия Удп+1, на входы сумматора 8 - Доп„ Выч. Ул +Выч 2

Рассмотрим работу устройства при .

Пусть ,0011101 Выч. У9п 0,0001101 Выч. 1,

1,0011101 - X

$т

1, 1110011 - инверсия +1; 1,0010000 - Ъ2 , Выч.

Z,

Имеем (1+2+1+2) mod , результат вереи,

Пусть теперь из-за отказа не воник перенос в младшем разряде 1,0011101 1,1110011 1,0001110 - Z2an; Выч„

Имеем (1+2+1 + 3) mod 3 И , 1)И Имел место сбой0

2йа„-1.

Предлагаемое устройство по сравнению с устройством-прототипом, которое пригодно лишь для сложения положительных чисел и вычитания положительных чисел, причем уменьшаемое должно быть больше вычитаемого, обладает существенно большими возможностями: оно позволяет контролировать операции сложения-вычитания над произвольными числами с произвольными знаками.,

Формула изобретения

Устройство для сложения и вычитания с самоконтролем, содержащее сумматор, сумматор по модулю К, три регистра, ,г формирователь вычетов по модулю К и

)5 45 50

0

0

5

0

г

блок сравнения, причем выходы первого и второго регистров соединены с первыми информационными входами сумматора и сумматора по модулю К соответственно, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет контроля операции сложения-вычитания над произвольными числами, в него введены группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и формирователь дополнения вычетов по модулю К, причем первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы образуют группу 5 информационных входов устройства, информационный вход формирователя дополнения вычетов по модулю К является входом контрольных разрядов устройства, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вход задания режима работы Формирователя дополнения вычетов по модулю К и входы переноса сумматора и сумматора по модулю К объединены и подключены к входу задания режима работы устройства, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы соединены с соответствующими разрядами второго информационного входа сумматора, выход результата которого соединен с информационным входом первого регистра, выход которого является информационным выходом устройства и соединен с информационным входом формирователя вычетов по модулю К, выход которого соединен с информационным входом третьего регистра, выход которого является выходом контрольных разрядов устройства и соединен с первым информационным входом блока сравнения, выход которого является выходом неисправности устройства, выход формирователя дополнения вычетов по модулю К соединен с вторым информационным входом сумматора по модулю 5 К, выход результата которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с вторым информационным входом блока сравнения, выход переноса сумматора 0 соединен с третьим информационным входом сумматора по модулю К, тактовые входы первого и второго регистров подключены к первому тактовому входу устройства, тактовый вход третьего регистра подключен к второму тактовому входу устройства.

0

5

t

v

о

f

ON ftN

36

фиг.З