Устройство для сложения в избыточной двоичной системе Советский патент 1980 года по МПК G06F7/385 

-1 -. . ;;. Изобретение относится к обпестй еь числйтепьной техники и может быть использовано в вычиспитепьяыж машинах и устройствах, работающих в избыточной двоичной системе счисления с цифрами 1. О. 1. Поспеповатепьные сумматоры, работающие в дёоичной cиcтe яe счисления, производят операции сложения младшими разрядакга вперед, так К1зк образующийСТя перенос может передаваться на несколько разрядов вперед В избыточней двоичной системе счисления перенос передается только на следующий разряд, что позволяет производить сложение старшими разрядами вперед, т.е. получать результат на выходе сумматора по мере накопления входных чисел. Известно устройство для сложения адсел а избыточной двоичной системе, поступающих старшими разрядами вперед 1. Это устройство, однако, обладает недостаточно высоким бьгстродействием, так как велика временная задержка каждого р)а.зряда, определяемая задержками состав- Hbix частей устройства. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство рЛя сложения в избыточной двоичной сиртеме, содержащее блок формирования отрицательной суммы, блок формирования положитепьной суммьь блок формирования отрицательного переноса, блок формирования положительного переноса и блок фoptvfиpoвaния результата . Это устройство предназначено для параплельногр сложения чисел и обладает высоким бьгстродействием, однако требует для своей реализации большого количества оборудования. Целью изобретения является сокращение количества оборудования. Для достижения поставленной цели устройство для сложения в избыточной двоичной системе, содержащее блоки формирования положительной и отрииагельной суммы, блоки формирования положитольного и отрицательного переносе, и блок dop3:7Шрований окбйчагёпьнотх) резупьтата, при чем первый, второй и третий входы бпоков формирования отрицательной суммы ипопожитепьного переноса подключены к -ВЗйЗдныМ шинам с66гвёТсТбёнНЬ НОйожитёпьйогоЭйачейййпёрбого операнйа и положительного и отрицательнот-о значений второго операнда, выходы блока ф6 рмир6- - Мййя ШО1я чатё«кшго peayjit чены к выходным шинам устройства, с(держит три ШШёйта задёря1ж вход пер&ого элемента задержки подключен к входной шине отрицательного зрачения первого операнда, вход второго элемента задержки подключен к выходу блока формирования отрицательной суммы первый, второй и третий входы бпоков / формирования положительной суммьт и отрицатепьного переноса подкл1й чёш,1 к выходам I сб«твёт б ШШ пёрШг5 1Гвт6рого элементов задержки и блока формирования положительного переноса, выхОд блока формирования положительной суммы через третай1Ш1Ш %Щё: ШТШ1Шйое Йй к первому входу блока окон чательного результата, второй вход которого соединен с выходом блока формирО ванйя ОТрйиатёльйОго переноса. Поставленная цепь йостигаетсятЖнГе тем, что блоки формирования отрйдйтёль нойсу ммьт и полояодтепьй6го йе 5 ейос а выполнены в виде двухрйзр(ядн6го двоичного сумматора, выход первого разряда яыгается выходом блока форма роййййя о трйШтёлью второго разряда - выходом блока формирования положительного переноса, первый вход первого разряда авухразрядного сум матора соединен с первым входом второго разряда двухразрядйого сумматора и является первым входом блоков формирования отрицательной суммы и поло житель ного переноса, вторым входом которых является второй вход первого разряда, соединенный; вт)рьшбх6домбт ряда двухразрядного сумматора, третьим входом блока форл/йровёййя dtpiattafельвой суммы и попожитейьяого переноса является вход переносапервого разряда двухразрядиюгО сумматора. Поставленная цель достигается также тем, что блоки форИйроейШя йоложительной суммы и отрицательного переноса Шй6йШщ% 1йа дё:;Г:«р1рШ ного сумматора, выход первого разряда которого является выходом блока фОрми-, рования поло леи тельной суммы, а выход разряда - выходом блока формиров Йи йТ;рййй ёйШ5 № йбрейвШ; ттёрвый 3 вход первого разряда двухразрядного сумматора соединен с первым входом второго разряда двухразрядного сумматора и является первым входом блоков фор -афования положительной суммы и отрицатель, ного переноса, вторым входом которых 1 &ляется второй вход первого разряда двухраэрядного сумматора, соединенный с вторым входом второго разряда двухразрядного сумматора, третьим входом блоков формирования положительной суммы и отрицательного переноса является вход переноса двухразрядного сумматора. ,. /- На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для сложения в избыточной двоичной системе; на фиг. 2 (|Йгнкциональная схема того же устройства, где блоки формирования отрицательной суммь и полйжительн Мсх). переноса выполнены в виде первого двухразрядного двоичного сумматора, а блоки формирования положительной суммы и отрицательного переноса - в виде второго двухразрядного двоичного сумматора., Устройство для сложения в избыточной двоичной системе содержит входные шины 1 отрйцательйого значения первого операнда, шины ,2 отрицательного значе я второго операнда, шины 3 положительногозначений первого операнда , шины 4 положительного зйачения второго операнда, выходные шины 5 и 6, элементы 7 - 9.задержки, блок 4-0 формирова-; ния окончагельного результата, блоки 11 формирования отрицательной суммы, блок 12 фор| Лйровайия положительного переноса, блок 13 формирования положительной суммы и блок 14 формирования отрицательного переноса. Блок 11 формйроваШя отрицательной суммы и блок 12 формирования положн-тельнохч) переноса могут быть вьшопнены в виде двухразрядного двоичного сумматора 15, а блоки 13 и 14 формирования положительной суммы и отрицательного йерёнЪса,соотбетственйо - в виде двухI разрядного двоичного сумматора 16. В устройстве функциональная схема котОрого приведена на хг. 1, входы I б лака 11 формирования отрицательной icyMM i и блока 12 формирования положительного переноса подключены к входным шийам 2-4 операндов А, В и В соотбетственйо. Выход блока 11 формирования отрицательной суммы поДкяючеН через элемент 8 задержки к одному из входов блока 13 формирования положительной суммы и блока 14 формирования 571776 отрицательного переноса, к вторым вхадам которых подключен выход блока 12 формирования положительного переноса. К третьим входам блока 13 формирования положительной суммы и блока 14 форми- s рования отрицательного переноса подют. чена через элемент 7 задержки шина 1 аргумента А . Выход блока 13 формирования положительной суммы подключен через элемент 9 задержки к одному из. ю входов блока 10 формирования окончатеяьного результата, к второму входу которого подключен выход блока 14 формировав кия отрицательного переноса. Выходы блока 10 форм ованияокончательного ре зультата подкпючень1 к выходным шинам 5 и 6 результата. Как показано на фиг. 2, входы первого Комбв&ашюввого .двухразрядного сум- - -.-j-f-J-Ц.-.- матора 15 подключены к входным шинам 2о 2 - 4 операндов В, А и В соотвегртвенно. Первый выход сумматора 15 под536 кпючен через эпёмент 8 задержки к первым входам разрядов второго хомбинационного двухразрядного сумматора 16, а второй выход сумматора 15 подключен к входу переноса второго комбинационного сумматора 16..К вторым входам разрядов второго сумматора 16 через элемент 7 задержки подключена шина 1 операнда А. Первый выход сумматора 16 через элемент 9 задержки подключен к одному из входов блока 10 формирования резуль/тйта, к второму входу которого подключен торой выход комбинационного сум матора 16, Выход блока 10 формиро/вания результата подключены к выходным шипам 5 и 6 результата Z . Любое 4Hcrttr А в избыточной двоичной системе счисления с цифрами 1, О, 1 можио передавать по двум шинам А И А в виде двухразрядного двоичного числа в соответствии с таблицей 1. Т а б. л и ц а 1

Входными аргументами блока 11 формирования отрицательной суммы и блоке 12 формирования положительного перевоса 12 являются отрицательная В и поНа основании таблицы 2 получим

S: VB/-B;VA;-B;VA;BJU . :

Блок 13 формирования положительной суммы и блок 14 формирования отрица

.Таблица 2

тельного перевдюа, входными операндами которых являются положительный перенос задержанные на один такт отрица- тельная часть К . операнда А и отрицательная сумма S. , работают в соответствви с таблицей 3. 35 ложительная В частя операндаВ и положите лЬная Ч(асть А операнда А. ; {Забота этих блоков поясняется таблицёй 2. На основании таблицы получим , 5C.,, .яш A;,s,vA:.,nj:vs;;rT( . Окончательная сумма раьна : i r.,s.t,n; : На входные щины 1 - 4 устройства последовательно разряд за {зазрядЬм, начиная с старшего разряда, годййтся операнды А, А, В и В cooTBetcTBiEiHHu Блок 11 формирования отрицательной сум мь подает на элемент 8 aiaaepHOCH значения промежуточной суммы S . ЗадерШйная на Один такт Ьрбмея точная cywма r.j с выхода элемента 8 задержки подается на один из входов блока 13 формнровання положитепьно и суммы и блока 14 формирования огртцательного переноса. Блок 12 формирования прложи ел нбро nepeiaoca подает значения промежуточного переноса Пд на вторые вхо ды блоков 13 и 14, на третьи входы когорых подается задержанное на один такт значение отрицательной части А . ранда А с выхода элемента 7 задёрЖКи, Блок 13 формировання да юдавтельн cjrw мы подает на вход аяемента,, 9 вадерж ки значениеЬ ммы &V ЗадерЖанвое на один такт значение суммы подается на один из входов блока 1О формн{збванйя окончательного результата , на второй вход которого йоступ ает значение переноса П с выхода блока 14 формнрО вания отрицательного перенос а. Резуль-Tat суммирования снимается с выходных шин 5 и 6 устройства, по которым подв ются значения Z и Z . При реалвзапп бшжоЬ ожидательной сумйа н 1ЮЖ 1тт львого. вврбНйса к положительной суммы и отрицательдютю переноса на сумматорах 15 и 16 устройство работает следующим образом. На входы 1 - 4 пюступают операнды А , BJ , Bj соответственно. С

717763

8 Та блица 3 А L выхода Si первого сумматора 11 промёжу1ч5«1ная сумма S поступает на вход элемента 8 задержки, с выхойа ко Tdpbtx) зеСдёржавная на одйй такт промежуточная сумма подается на вхо-, ды А второго cyMwaTojpa 16. На вход Рд Ьторого суМматора 16 подается промежуточный перенос П : с вызсода §2 первого сумматора 15. На входы fe второго сумматора 16 подается задержанный на один такт элементом 7 задержки операнд А. С выхода S1 вто-, РОТЧ5 сумматора 16 промежуточная сумма Sj подается на 6ХОД элемен а 9 задерж ки, с Biixoaa которотнэ задержанная на один такт промежуточная,сумма пода-i ется на один из входов блока 10 форМи- , рования результата На второй вход блоica 10 формирования результата подаётся П юМежуточный перенос, П1, с выхода 6 2 второго сумматора 16. Таким образом, незначительное усложнение устройства (введение трех алеме тов задержки) позволяет производить последовательное выполнение операций сложения дву чисел в избыточной двоичной cuctsMe счисления с цифрами 1, О, 1, причем операции сложения выполняются в порядке от старших разрядов к младшим, что дает некоторый экономический аффект при использовании данного сумматора-вычитателя и вычислительных машинах и устройствах, работающих в избыточной двоичной системе счисления,: в которых необходимо йолучать результат не ожидая окончания всей операции сложения. ф о р м у л а изобретения 1. Устройство для сложения в избыточной двоичной системе, содержащее бпрЕЯ-формирования положительной и отрицательной суммы, блсжи формирования положительного и отрицатеяьногю переноса и блок формирования окончательного .результата, прячем первый, второй и гре97tHft входы блоков формирования отрицатепьной суммы и положительного перено са подключены к входным шинам соответ ственно положительного значения первого операнда и положительного и отрицательного значения второго операнда, выходы блока формирования окончательного резул тата подключены к выходным пгайам ; устройства, отличающееся тем что, с целью сокращения количества оборудования, устройство содержит три элемента задержки, причем вход первого элемента задер кки подключен к входной шине отршхательното значения первого операнда, вход второго элемента задеряоки подключен к выходу блока формирсваВИЯ отрицательной суммы, первый, вторбй и третий входы блоков формирования положительной суммы и отрицательного переноса подключены к выходам соответственно пе{жого и второго элемента задержки и блока формиройания положительного перенос а, выход блока формирования положительной суммы через третий элемент задержки подключен к первому входу блока формирования окончательного результата, второй вход которого соединен с выходом блока формирования отрицательного переноса. 2. Устройство |10 п. I, о тли ч а ю щ е е с я тем, что блоки формирования отрицательной суммы и положительного переноса выполнены в виде двухразрядного двоичного сумматора, выход первого разряда которого является вьходом блока формирования отрицательной суммы, а выход второго разряда - выходом блока формирования положигельнргр переноса, первый вход первого разряда двухразрядного сумматора соединен с пер вым входом второго разряда двухразряд63ного сумматора и является первым вхо дом блокрв форкмровання отрицательной суммы и положительного переноса, вторым входом которых является второй вход первого разряда, соединенный с вторым входом второго разряда двухразрядного сумматора, третьим входом блоков формирования отрицательной суммы и положительного переноса является вход переноса первого разряда двухразрядного сумматора. 3. Устройство поп. 1, отличающ е ее я тем, что блоки формирования положительной суммы и отрицательного переноса выполнены в виде двухразрядного двоичного сумматора, выход первого разряда которого явпяе.тся выходом блока формирования положительной суммы, а выход второго разряда - выходом блока формирования отрицательного переноса, первый вход первого разряда двухразряд- ного сумматора соединен с первым входом второго, разряда двухразрядного сумматора и является первым входом блоков формирования положительной суммы и отрицательного переноса, вторым входом которых является второй вход первого разряда двухразрядного сумматора, соединенный с вторым входом второго разряда двухразрядного .сумматора, третьем входом блокрв формирования положительной суммы и отрицательного переноса является вход переноса двухразрядного суммаТора, Источники информации,/ принятые DO В1шмание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 233379 / 4, 06 F 7/385, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 453691, кл. Q 06 F 7/385, 1971.