Устройство для сдвига Советский патент 1981 года по МПК G11C19/00 

.1

изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах различ-ного назначения.

, Известно устройство сдвига чисел содержащее основной и вспомогательный регистры, связанные между собой через схемы взаимной переписи таким Яэбразом, что выходы i-х разрядов каждого регистра являются входами (i -4-1) разрядов другого регистра, и на управляющие входы схем взаимной переписи подключены кроме сигналов управления переписью тактовые сигналы. Сдвиг информации выполняется двумя сериями входных сигналов, смещенньк относительно друг друга на полтакта,и таким образом, сдвиг на один разряд выполняется за полтакта l.

Недостатком данного сдвигателя является малое быстродействие,приче с увеличением количества сдвигов время выполнения операции растет.

Известна другая схема устройства сдвига чиселт содержащая дваИ-разрядных регистра, выходы первого регистра соединены с входами второго регистра, а выходы второго регистра соединены со входами первого, регистра, причем все связи между регистрами выполнены со сдвигом на К разрядов. Введен дополнительный триггер для управления сигналами записи в первый и вторюй регистры, а также для коммутации содержимого первого или второго регистра на выходные шины сдвигателя 2.

Недостатком данной схемы является

0 малое быстродействие. Время выполнения операции сдвига зависит от ко-личества сдвигов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

5 устройство для сдвига чисел, которое состоит из сдвигателя, включающего в себя ц-разрядный регистр и схемы И, формирователя управляющих сигналов и блока определения на0правления и количества сдвигов в сдвигателе, содержащего реверсивный счетчик, анализатор величины сдвига и анализатор окончания сдвига. , Сдвигаемое число записывается5 на регистр, который обеспечивает

возможность сдвига информации на один разряд вправо или влево при подаче соответствутмцих импульсов с формирователя управляющих сигналов. Количество сдвигов записывается в ре- версивный . счетчик и ач ;:,r::;cfViop величины сдаига. Лналкза;1-;.р зй.л ;чины сдвига вырабг.тывает признах реверса сдв-ига, еспи Н . Тлк как схема работает с обнулением освобождающих ся при сдвиге разрядов, то в зависмости от признака направления сдви га и величины сдвига возможны четыре режима оаботы cxervrhu сдвиг влево при N 2 сдвиг влево при N ё; 5- , сдвиг вправо при N-K и сдви вправо при N . Выполнение операций сдвига при N-S - производится при заблокированных схемах И, а выполнение сдвигов при -производит лрй наличии управления схеме И. Кроме того при количестве сдвигов N - перед началом операции в зависимости от направления сдвига фор мирователь вырабатывает сигнал обну ления младших или старших разрядов сдвига, а после окончания операции сигнал обнуления старших или младши разрядов регистра сдвига. Анализатор окончания сдвига формирует признак конца сдвига либо при нулевом состоянии реверсивного счетчика, ли в случае, когда его состояние соответствует числу VI . Применение в составе блока определения направления и количества сдвигов в сдвигателе анализатора ве личины сдвига , формируюиего сигнал инверсии сдвига при N , позволяе сократить время выполнения опера цик которое не превышает тактов Недостатком данного устройства является зависимость времени выполнения операции от количества сдвиго необходимость затраты дл-я обнуления освобождающихся разрядов при N - , а также громоздкая схема управления Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается те что устройство /для сдвига, содержащее формирователь сигналов управления, одни из ввлходов которого соеди нены с первыми входами сдвигателя, сумматор, вход которого подключен к шине направления и количества сдв гов, выход сумматора соединен со входом формирователя сигналов управ ления, и числовую шину, содержит последовательно соединенные регистр приема и хранения информации и формирователь разрядных сигналов результата, выход которого соединен со вторыми входами сдвигателя, вход регистра приема и хранения информации соединен с числовой шиной, дру гой выход формирователя сигналов управления подключен ко второму вхо ду формирователя разрядкьк сигналов результата, а также тем, что сдвигатель содержит группы элементов И-ИЛИ, причем входы элементов И-ИЛИ первой группы соединены со входами сдвигателя, одни из BXO,.J.OB элементов И-ИЛИ каждой группы подключены к выходам элемен.гов И-ИЛИ предьщущей группы, а другие входы к соответствующим первым входам сдвигателя, выходы элементов И-ИЛИ каждой группы соединены с одними из входов элементов И-ИЛИ последующей группы, другие входы которых подсоединены к соответствующим первым входам сдвигателя, третьи входы элементов И-ИЛИ групп соединены с соответствующими вторь ми входами сдвигателя. На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства/ на фиг.2 - выполнение сдвигателя. Предлагаемое устройство содержит регистр 1 приема и хранения информации, числовую шину 2, сумматор 3, шину 4 направления и количества сдвигов, формирователь 5 сигналов управления, формирователь б разрядных сигналов результата, сдвигатель 7, выходы 8 и 9 сдвигателя. Устройство для сдвига работает следующим образом. Код числа, подлежащего сдвигу, по шине 2 принимается на регистр 1, а код количества и направления сдвигов по шине 4 - в сумматор 3. В сдвигателе предусмотрены коммутационные связи только для сдвига влево, поэтому сдьиг числа вправо на Ы разрядов заменяется циклическим сдвигом влево на и-Н разрядов. Фактическое количество сдвигов вычисляется в сумматоре 3. Анализируя выходы сумматора 3, формирователь 5 вырабатывает необходимые сигналы управления для сдвигателя 7, а также для формирователя 6 разрядов результата. Формирователь 6 обеспечивает передачу на сдвигатель 7 при циклическом сдвиге всеУ разрядов с регистра 1, а при сдвиге с обнулением освобождающихся разрядов блокирует передачу на сдвигатель 7 разрядов, подлежащих обнулению. В качестве примера рассмотрим вариант реализации устройства для сдвига 32-разрядного числа. Функциональная схема такого сдвигателя приведена на фиг.2. Сдвигатель 7 для сдвига 32-разрядного числа содержит три ступени комг-тутации 10 - 12. В рассматриваемом варианте реализован сдвигатель с использованием интегральных схем малой степени интеграции. Первая ступень 10 i-еализована на элементах 2 И--4 ИЛИ, при этом входы i -го разряда соединень. с выходами разрядов 1, (1+8), (1+16), (1+2 4) формирователя б, входы (i+l) разряда первой ступени 10 - с разрядами (i+l), (1 +1)+8, (i + l)+16, (i+l)+24 и т.д. Все разрядные связи выполнены таким образом, что обеспечивается циклический сдвиг.. На управляющие входы элементов 2 И-4 ИЛИ первой ступени 10 заведены с формирователя 5 соотйетственно сигналы сдвига на О, 8, 16 и 24 разряда. Вторая ступень 11 реализована на элементах 2 И-2 ИЛИ. При этом входы -i-ro разряда соединены с выходами разрядов 1 и i + 4 первой ступени, входы (i+l) разряда второй ступени 11 - разрядами (1+1 ) и (i+l)+ первой ступени 10 и т.д. На управляющие входы элементов 2 И-2 ИЛИ вт рой ступени 11 заведены соответст-венно сигналы сдвига на О и 4 разря да. Третья ступень 12 реализована ь.а элементах 2 И-4 ИЛИ. При этом входы i -го разряйа соединены с выходами разрядов 1, (-I+l), а+2), (1+3) вто рой ступени, входы (-i+l) разряда третьей ступени - с разрядами {-i+l) (i+lJ+2 и(+1) +3 второй ступени 11 и т.д. На управляющие входы элементов 2 И-4 ИЛИ третьей ступени 12 заведены соответственно сигйалы сдв «га на О, 1, 2, и 3 разряда. Пример. Сдвиг влево на17 разрядов. При этом формирователь 5 вырабатывает следующие управляющие сигналы: сдвиг на 16 для первой ступени 10, сдвиг О для второй ступени 11 и сдвиг 1 для третьей ступени 12. Пример2. Сдвиг вправо на 17 разрядов. ПРИ необходимости сдвинуть число на 17 разрядов вправо выполняется сдвиг на 32-17 15 разрядов влево. При этом формирователь 5 вырабатывает следующие сигналы управления: для первой ступени 10 - сдвиг на 8, для второй ступени 11 - сдвиг на 4 для третьей ступени 12 - сдвиг на 3 Использование предлагаемого устройства позволяет построить устройство, время выполнения сдвига в котором не зависит от количества сдви ров, причем среднее быстродействие h -разрядного устройства сдвигов возрастает в раза по сравнению с известным устройством. Положительный эффект также достигается за счет /прощения схемы управления сдвигателем, так как в предлагаемом устройстве исключается необходимость выработки тактированных сигналов управления последовательно во времени. Формула изобретения 1.Устройство для сдвига, содержащее формирователь сигналов управления, одни из выходов которого соединены с первичными входами сдвигателя, сумматор, вход которого подключен к шине направления и количества сдвигов,.выход сумматора соединен со входом формирователя сигналов управления, и числовую шину, о т личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит последовательно соединенные регистр приема и хранения информации и формирователь разрядных сигналов результата, выход i oToporo соединен со вторыми входами сдвигателя, вход регистра приема и хранения информации соединен с числовой шиной, другой выход формирователя сигналов управления подключен ко второму входу формирователя разрядных сигналов результата. 2.Устройство по П.1, от л и ч а ю щ е е с я тем, что сдвигатель содержит группы элементов И-ИЛИ, причем входы элементов И-ИЛИ первой группы соединены сО входами сдвигателя, одни из входов элементов И-ИЛИ каждой группы подключены к выходам элементов И-ИЛИ предьадущёй группы,. а другие входы - к соответствующим первым входам сдвигателя, выходы элементов И-ИЛИ каждой группы соединены с одними из входов элементов И-ИЛИ последующей группы, другие входы которых подсоединены к соответствующим первым входам сдвигателя, третьи входы элементов И-ИЛИ групп соединены с соответствующими вторыми входами сдвигателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 364965, кл, G11 С 19/00, 1972. 2.Аяторское свидетельство СССР № 427388, кл. -G11 С 19/00, 1975. 3.. Авторское свидетельство СССР № 382146,.кл. 11 С 19/00, 1972 (прототип).