Устройство для параллельного сдвига двоичных чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F7/38 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в ЦВМ для ускоренного выполнения арифметических и логических операций.

Известны схемы реверсивных сдвигающих регистров 1J .

Недостатком таких регистров сдвига являе тся низкое быстродействие при организации сдвига информации на несколько разрядов, который осуществляется как последовательность сдвигов на один разряд.

Известна также схема ускоренного сдвига информации на заданное число разрядов 2. В этой схеме имеются самостоятельные цепи сдвига на 2 разрядов, где п 1, 2, ...,0°. Сдвиг на любое число разрядов комбинируется из указанных элементарных сдвигов.

Недостатком такой схемы является недостаточно высокое быстродействие, так как количество тактов равно числу разрядов в двоичном коде задан-ного количества сдвигов.

Наиболее близким к изобретению

является расширяемое устройство для

параллельного сдвига двоичных чисел

З, содержащее т-разрядный регистр

...выходы которого соединены с первыми

входами элементов И, расположенных в узлах кососимметричной матрицыумножения, вторые входыэлементов И подключены к выходам дешифратора кода сдвига, третьи входы элементов И подключены к шинам сигналов левого сдвига или правого сдвига, а выходы элементов И поразрядно подключены к соответствующим входам группы

10 элементов ИЛИ, выходы которой соответствуют разрядам двоичного числа и являются выходными шинами устройства. С выхода дешифратора кода сдви1а унитарный код сдвига построчно поступает на входы элементов И кососиммет15ричной матрицы умножения. На другие входы элементов И поступают код тразрядного двоичного числа и сигналы левого сдвига или правого сдвига.

20 На выходе элементов И формируется результат умножении ш-разряднрго двоичного числа на 2, где п - указатель числа сдвигов. Выходные шины дешифратора кода сдвига, соответ25ствующие сдвигу на п разрядов вправо, такуке соответствуют сдвигу на т-п-1 разрядов влево,кроме случая сдвига на О разрядов.

Недостатком устройства-прототипа является его сложность, связанная с

30 необходимостью прошивки элементов кососимметричной матрицы по четырем координатам. Целью изобретения является упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство для параллельного 1сдвига двоичных чисел, содержащее т-разрядный регистр , дешифратор уода сдвига, матрицу элементов И, груп пу элементов ИЛИ, причем входы т-раз рядного регистра соединены с вводным шинами устройства, а выходы - с первыми входами соответствующих элементов И каждой строки матрицы, вторые входы элементов И каждой строки матрицы подключены к соответствующим вы ходам дешифратора кода сдвига, первая группа входов дешифратора кода сдвига подключена ко входным шинам кода сдвига устройотва, а вторая группа входов - к управля1дщим шинам сигналов правого сдвига и левого сдвига, дополнительно содержит m элементов 2 И-ИЛИ, первые и вторые управляющие входы которых соединены соответственно с управляющими шинами сигналов левого сдвига и правого сдвига, а выходы - с выходными шинами устройства, выход каждого j-ro элемента и i-ой строки матрицы (i 1,..., m; j 1m), кроме первого элемента И первой строки и (П-го элемента И т-ой строки, соединен, со входом (i + j - 2)-го элемента ИЛИ группы, первый информационный вход первого элемента 2 И-ИЛИ с выходом первого элемента И первой строки матрицы, первые информационные входы каждого k-ro элемента 2 И-ИЛИ (k 2, ..., mj соединены с выходом (k - 1)-го элемента ИЛИ груп пы, второй информационный вход каждого 1-го элемента 2 И-ИЛЙ (1 Г, . . . , tn - 1) соединен с выходом (т -f 1 - 2)-го элемента ИЛИ группы, второй информационный вход.пл-го эле мента 2 И-ИЛИ соединен с .выходом т-го элемента И т-ой строки матрица схема устройства приведена на чертех(е. Устройство для параллельного сдвига двоичных чисел содержит т-разрядный регистр 1, дешифратор кода сдвига 2-, элементы И 3-18 косо симметричной матрицы, группу элемен тов ИЛИ 19-23, элементы 2 К-ИЛИ 2427,. управляющие шинь сигналов право го сдвига 28 и левого сдвига 29, ши ны 30 кода сдвига, входные 31 и выходные 32 шины устройства. Схема устройства изображена для случая m 4. Входы регистра 1 подключены ко входным шинам 31 устройства, входы дешифратора кода сдвига 2 подключены к шинам 30 кода сдвига и к управ ляющим шингам сигналов правого сдвига 28 и левого сдвига 29. Выходы регистра 1 соединены с пepвы ш входами элементов И 3-18 кососимметричной матрицы по соответствующим косым столбцам. Вторые входы элементов И 3-18 кососимметричной матрицы подключены по строкам к соответствующим выходам дешифратора кода сдвига. Выходы элементов И 4-17 по вертикальным столбцам соединены со входами (2т-3) элементов ИЛИ 19-23. Выход элемента И 18 кососимметричной матрицы и выходы (т - 1) элементов ИЛИ 21-23 подклюуены к информационным входам элементов 2 И-ИЛИ 24-27. Выходы (т - 1) элементов ИЛИ 19-21 и выход элемента И 3 кососимметричной матрицы подключены к другим информационным входам элементов 2. И-ИЛИ 24-27. Первый и второй управляющие входы элементов 2 И-ИЛИ 24-27 подключены к управляющим шинам сигналов соответственно левого сдвига 29 и правого сдвига 28. Выходы элементов 2 И-ИЛИ 24-27 соединены с выходными шинами 32 устройства. Устройство следующим образом. Информация, подлежащая сдвигу, заносится в регистр 1, с выходов которого число поступает на первые входы элементов И 3-18. На одном из выходов дешифратора кода сдвига 2 присутствует сигнал разрешения, поступающий на выбранную строку матрицы и соответствующий коду и направлению сдвига. С выходов элементов И 3-18 выбранной строки-матрицы результат сдвига исходного числа через элементы ИЛИ 19-23 и элементы 2 И-ИЛИ 24-27 поступает на выходные шины 32 устройства. При сдвиге влево на выходах дешифратора кода сдвига 2 сигналы разрешения,- соответствующие возрастающему коду сдвига п (от О до m - 1) размещены в порядке возрастания (сверху вниз). При сдвиге вправо на выходах дешифратора кода сдвига 2 сигналы разрешения, соответствующие возрастающему коду сдвига п размещены в порядке убывания (снизу вверх), Окончательная выборка результата сдвига в зависи мостй от направления сдвига производится элементом 2 И-ИЛИ 24-27. Технико-экономический эффект достигается за счет повышения технологичности устройства путем уменьшения количества координат прошивки кососимметричной матрицы до трех и уменьшения аппаратурных затрат (по критерию количества эквивалентных входов). Уменьшение аппаратурных затрат при m . -8 составляет 10% не ростом m асимптотически стремится к 25%. Формула изобретения Устройство для параллельного сдвига двоичных чисел, содержащее т-раз