ДРИФМЕТИЧЕСЖОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1970 года по МПК G06F7/50 

Предлагаемое устройство может найти применение в вычислительной и автоматике и предиазиачеио для выполнения арифметических и логических оиераций над кодами в двоичной системе.

В вычиелител)НОЙ технике известны арифметические устройства (АУ) иифровых вычислительных манлии (ЦВМ). Примером может служить арифметичеекое устройство универсальной ЦВМ БЗC.l-6. Известно, что быстродействие АУ в основном зависит от врелгеии В1,1нолиення оиераций сложеиие. вычитание, обратное вычитаиие и др.

Существенная часть времет1н в онераииях тииа сложеиия для всех ЦВ.М тратится на выравииваине порядков и норлктлнзацию. поэтому среднее время выполнения оиераний тииа еложеиия велико.

Увеличеиие быстродействия в предлагаемом устройстве достигается путем осун1.ествления ускореииого выравиивання иорядков ч нормализации.

Лля этой цели выход каждого /-го разряда входного регцстра связат со входами -I./-2. /-4, (-8 разрядов вспомогательного регистра, кажд1)П1 выход которого еоотвстстг еиио связан со входами входиого регистра, а каждый разряд одного регистра сумматора одной пары через вентили связан со входами

/±1. /±2. /±4. г±8 разрядов одного региетра сумматора второй парьт.

Это позволяет ускорить выравииваиие норядков и иормалнзпдию в итесть раз и. такт1м обпазом. с диествсиио ускорить выполнение оиераций тииа сложения. Для предлагаемого устройства средиее время выиолиения оиераций типа сложеиия с илаваюн1ей занятой

равно 4.15 такта o.S- 2.3- .15V т. е.

почти в три раза повышается быстродействие ycTpoiiCTBa.

ГТа чертеже представлеиа схема иред.тагаемого стройства.

тройство состоит из двух пар регистров /. - и -/ с мл птора. 1 ромсж точиого 5, входного 6 и вс 1омогатель юго 7 регистров. Регистры / и Л с -мматора служат для занолшиашя поразрядных переиосов, регистры 2 и 4. -- д:1я заноминаиня иоразряд1и 1х сумм. Все рсгнстры ттройства - тактированные и могут храиить код половину такта. Входной регистр 6 может хршшть код неограниченно долго. Кажд тй разряд входиого регистра. Т через вентнли 8-// связан со входами /---. /-2. - 1, /--8 разря.чог вспомогательного роистра 7. каждьи вь;ход которого через вентиль 12 связ; и с соотччгтвхчощим входом 1егистра 6. Кроме того, ь:а:-к11 ч 1 ра.зряд входного регистра соответстгл-юшим выходом связаи через пеитилп 13, 14, со иходамп соответствующих разрядов П)о мс к гоч11()1о регистра 5. Выход 11роме/кут()Ч1К)1Ч) pei-пстра 5 вместе с выходами соотиетствуь-)цих разрядов региетров /, 2 сумматора через диоди)111 сумматор 15 связаиы со входал и cooIвeтcтi yloи иx разрядов регистра 4 сумматора и со |;ходал и разрядов, иа еди1ии1у бо.т1ли11х, pei-ncT)a . сумматора. В|),1 соответствующих 1азрядов рсмистров 3, 4 через диодны; сумматор 16 связаиы со входами соответствуюииьх разрядов регистра 2 сумматора и со входами разрядов, иа едииицу бодьи1их регистра / сумматора. Кроме того, /-тьи1 i;.3ряд регистра -/ сумматора через веитиди /7- 24 связан со входа.ми i±l, /±2, , /±8 разрядов регистра 2 сумматора.

УстроГютво имеет «.местпое уира15леиие (на чертеже не иоказаио), icoiopoe вырабгггывает следуюидие сигиалы: гаикмиш кода иа еумматоре (Гаш.). выдачи чис.та ирямым ( .) и.ти обратиым {--О . сд,вига 15лено кода иа сумматоре (1, 2, 4, 8СдЛС, сдвига иираво кода иа сумматоре (1, 2, 4, 8СдПрС) и ед1И1га вираво кода на входиом рег.четре (1, 2, 4, ЗСдПрВР).

Устройство работает с:1едуюии1м образом. Перед иачалом оиераши иа сумматоре (|)егистры I-4 динамически хранится код мантиссы первого слагаемого (умеиьн1аемого}. Мантисса второго слагаемого {В1 1читаемого) ностуиает из другого устройства (нанрнмер, намятн) иа входио региетр. Порядки e;iaiaCMBix сравниваются. Г.слн иоря.док первого слагаемого больше, то маитчкса второго (т. е. код регистра 6) должна бьпь едвшпта вправо на число разрядов, равное разиоети порядков. Комбииированны ед1И1г осуи1ест1 ляется нередачей кода с ретстра 6 иа всио.10гателыИ) 7 через вентили 8 li и обратно на входион регистр через иеуиравляемые вентили 12. Уиравлеиие комбинированным сдвигом осун.1,ествляется ехемой местного унравления. которое на чертеже не показано.

Если иорядок первого с,тагаемого меиьи е, то мантисса иорвого числа, т. е. числа, хранящегося иа регистрах 2, 4, должна б1лть сдвинута вираво иа соответст15укицее число разрядов. В этом случае комбииироваищлн едвиг

осуи1еств,чяется Hepe;i; 4eii кода с регистра 4 иа регистр 2 через lieiriii/iii 21 24. }л работа ди()диог( сумм,1тора 16 )ен1ается . И1иал();М иннения код:; схмматопе (iaiii.). и код с peiHcTpa / ii()CT iiaei на регис) через один нз веитнле 21-24. После того как норядки слагаеАИ)1х ;5ыра1 иены, выдается еИ1иа,.1 - ч (ири с.юженли) и.ти -/ (Р читаиии), и 1чод с входиого peiMicipa HOCTVпает иа и|)()ме 1чуточи1) peiiicTj) :). .од иерV и

с peiiicTpa о поразрядно сул;.:11руетсн иа диодном с л;м;|1Ч1ре 15, ii резу.11)Т;п г, виде иоразридио| | )1 и И)разрядиых liepeHoeOB мостуна.ет в соответс г)укицие разр.чды иа )еriicTpi, . и -/. После этого иачииаегся ириведение двухг ядног() кода резу.н/гата к одио|)ядиому нутем ие)ед,ачи кодо1 11О)азридн1 1х II ио|:1а.з)ЯД1илх переносов с одио иарв ijenicTpoi на другую через диоди1ле сумматорв1 15 и 16. Получеин1)|Г1 одио 1ядиьн 1 код резул1)Тата, ее,чи ecTi, иеобходимосп. норма;1Изуетси. Порма.чизация ви) (она возможна голвко на o;uiH разряд) осу1нествляется иередаче1 1 кода с регист|)а -. иа регистр 2 через ве1ггилв 21.

Пормалнзаиия в.тею осун1еет-в.1яется иередачен кода с pei-истра / на регистр 2 через ,чи /7 -20 обраччю иа решстр 4 через ;и однвн 1 су.мматор 15. Пое.че иор.мализации г В111 о л н е i 1 и е о и е р а и и и з а к а и ч и в а ere я.

П 1) е д м е т н з о б р е т е и и я

Лрифметичеекое yeipoficTiio, состоян1,ее из двух нар региетров сумматора, входиого, ироме/1 у1Ч)чиого и вси{)мо1-ате,1вн()го )егистров. 1ЛМ1ТИЛЫ1ЫХ ехем и .местного унравлення, огличающееся тем. что, с делвю величеиия бы(.тродейет1И1я, кажды i-тыи разряд 1 ходного рчгнстра через уи эав;1яе.мые вентили связан со входами (- -, -2, f-- 4, ;--8 разрядов :С 1омогател15Иого регистра, каждьп г-тви1 раз1)яд которого 11одк.:1ючеи ко входу соответетву1он1,его разряда, 11ходиого регистра через неунравляемв1е веитнли. а ) г-ть;й разряд одиого регистра су.мматора одной иары через уиравляе.1В1е веиги.чи соедииеи со входа.ми i±, i 2, ( -4. /±8 )B такого же региетра друго : иары су.мматора.