Преобразователь двоичного кода в код системы остаточных классов Советский патент 1993 года по МПК H03M7/18 

---л--- ----л ---. , -

I : Т :I

п ищ нэ Шо

I

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для устройства преобразования избыточных кодов.. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет преобразования в модифицированный дополнительный код избыточной системы остаточных классов. Преобразователь содержит блок 6 преобразования позиционного кода положительного числа вмодулярный код, группу сумматоров 8 по модулю, группу блоков 7 преобразования прямого кода в дополнительный код. 3 ил.

7,

г я - fo

XI Ю

OJ

К

Os

Изобретение относится к вычислительной технике и прёдйэзначено для применения в цифровых вычислительных машинах, использующих форму представления чисел в системе остаточных классов (СОК).

Известно устройство для преобразования чисел из позиционной системы счисления в СОК.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь двоичного кода в код СОК, содержащий входной регистр, корректирующие матричные сумматоры и матрицу преобразования двоичного кода в промежуточный непозиционный код.

Недостатком известного устройства является невозможность формирования модифицированного дополнительного кода избыточной СОК.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Это достигается тем, что в устройство введены преобразователь дополнительного кода и сумматоры формирования модифицированного дополнительного кода.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, которая содержит входной регистр 1, регистр 2 знакового разряда позиционного кода, шину 3 управления преобразованием, ключи 4 подачи исходного двоичного кода на вход преобразователя, где ,2,...,n, ключ 5 подачи сигнала знака на вход преобразователя, преобразователь 6 позиционного кода положительного числа в код СОК, преобразователи 7i дополнитель- ного кода для избыточной СОК, где ,2,...,п, сумматоры 81 формирования модифицированного дополнительного избыточного кода СОК, где ,2,...,п, шину 9 подачи константы на вход сумматоров, выходные шины 101 дополнительного модифицированного кода избыточной СОК, где ,2,,.„п.

Входной регистр 1 предназначен для хранения исходного позиционного двоичного кода. В знаковом разряде регистра может находиться 0 или 1. Если число положительное, то в знаковом разряде 0, а если число отрицательное, то в знаковом разряде 1. Преобразователь позиционного кода обеспечивает преобразование целого положительного числа в код СОК. Преобразователь дополнительного кода преобразует каждый разряд СОК в дополнительный избыточный код СОК. Сумматоры суммируют дополнительный код с константой, что обеспечивает формирование модифицированного дополнительного кода СОК.

Модифицированная схема кодирования для избыточных СОК реализует метод вращения остаточного кольца.

Избыточные СОК обладают свойствами, которые можно использовать для контроля ошибок и устранения отказов цифровых процессоров. Избыточная СОК имеет к рабочих и г контрольных оснований. Для обеспечения единственности представления каждого состояния СОК все основания Рт, Р2, ..., Pk, Pk+2,.,. должны быть взаимно простыми. Рабочие основания Рь P2,.,.,Pk представляют собой неизбыточные основания, а контрольные г основания Pk-n,...,Pk+r-избыточные. В избыточной СОК число представляется К+r остаточными цифрами, «1, а г, ..., «k,a k+i,i..,or k+r. Для кодирования отри

цательных чисел используется дополнительный код, при этом

,|- ) Гр;, ,..., k+r; АСЕ - т .0)- oi-Pi:IAlV,,...,k+2,

гдеР 0 Р|Остаточные цифры ом, а 2,...,а k явля- ются неизбыточными цифрами, a ctk+1,..., «k+2 - избыточными. Полный диапазон избыточной СОК обозначен О, Р 1, где Р

5

5

-ГГ

i 1

Pi, охватывает полное множество состо0 яний, представленных всеми k+2 остаточными цифрами. Весь диапазон разбивается на смежные области, определяемые неизбыточными и избыточными основаниями. Область 0,Р называется рабочим

5 диапазоном, а область 0,Р представляет собой полный диапазон.

Для получения избыточности операнды результаты арифметических операций, выполняемых в СОК, должны браться в таком

0 масштабе, чтобы они всегда попадали в рабочий диапазон. Это ограничение задает дополнительный диапазон системы (область вычислений) в виде ИР-1)/2, (Р-1)/2 при нечетных Р и -Р/2, Р-1 при четных Р. Заметим, что при кодировании дополнитель- ным кодом отрицательная часть динамического диапазона находится у верхнего предела полного диапазона. Положительные числа из дополнительного

0 диапазона отображаются на области О, (Р+1)/2 при нечетных Р и на области О, Р/2 при четных Р. Отображение динамического диапазона на соответствующие области показано на фиг. 2,

Как видно из фиг. 2, динамический диапазон, состоящий из положительной и отрицательной частей, разбивается на области, расположенные в рабочем и полном диапазоне. Это обстоятельство затрудняет обнаружение и исправление ошибок, так как ошибки обнаруживаются тем, что число попадает в недопустимую область полного ди- апазона. Вследствие того, что отрицательные числа появляются в верхней части недопустимой области полного диапазона, результатом операции обнаружения ошибок, реализуемой условием , будет отнесение всех отрицательных чисел к ошибочным, что не соответствует действительности, в силу разнесения динамического диапазона.

Для преодоления этой трудности необходимо провести сдвиг отрицательной области путем вращения остаточного кольца в положение, указанное на фиг. 3, в результате чего динамический диапазон будет однозначно отображаться на области рабочего диапазона.

Показанное на фиг. 3 вращение называется сдвигом полярности, и его можно осуществить путем прибавления перед

выполнением операции обнаружения ошир I бок константы С -я- при нечетных Р или

р

упри четных Р к каждому ,Р. Необходимо отметить, что для неизбыточной СОК имеет место взаимно однозначное соответствие между целыми числами в динамическом диапазоне и состоянием д м/слимой области рабочего диапазона.

Если Gi I G I PI, то сдвиг полярности в пределах СОК оказывается простым сложением остатков по формуле i+Gil 1 ;, в

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я Преобразователь двоичного кода в код системы остаточных классов, содержащий блок преобразования позиционного кода положительного числа в модулярный код и группу сумматоров по модулю, причем входы значащих разрядов информационного входа преобразователя соединены с входами соответствующих разрядов входа блока преобразования позиционного кода положительного числа в модулярный код, выходы сумматоров по модулю группы являются соответствующими выходами группы преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет преобразования в модифицированный дополнительный код избыточной

которой/ic обозначает остаточные цифры после сдвига полярности.

Устройство работает следующим образом.

Исходное двоичное число в позиционной системе счисления со своим знаком находится в регистрах 1, 2. При поступлении сигнала по шине 3 содержимое регистров 1, 2 через ключи 4, 5 подается на вход преобразователя 6 ПСС-СОК и преобразователя 7 дополнительного кода. Сформировавшиеся разряды СОК с выхода преобразователя 6 поступают на входы преобразователей 71 дополнительного кода. Если исходное число

положительное, то разряды СОК без преобразования поступают на вход сумматора 81, если исходное число отрицательное, то под действием выходного сигнала ключа 5 происходит формирование дополнительного

кода в преобразователь 71. Дополнительный код поступает на первые входы схемы сумматоров 8i, а на вторые входы сумматоров по шине 9 поступает константа. Образовавшийся модифицированный дополнительный код избыточной СОК по шинам 101 поступает на выход устройства.

Таким образом, преобразование чисел из позиционной системы счисления в модифицированный дополнительный код осуществляется за два шага. Время первого шага определяется временем преобразования ПСС-СОК и временем образования дополнительного кода, а время второго шага определяется временем модульного

суммирования.

системы остаточных классов, он содержит группу блоков преобразования прямого кода в дополнительный код, причем выходы группы блока преобразования позиционного кода положительного числа в модулярный код соединены с информационными входами соответствующих блоков преобразования прямого кода в дополнительный код группы. выход которых соединены с входами первого слагаемого соответствующих сумматоров по модулю группы, входы второго слагаемого которых соединены с входом константы преобразователя, вход знакового разряда информационного входа которого соединен с входами разрешения блоков преобразования прямого кода в дополнительный код группы.

P IP+1 TIT/