Устройство для сложения и вычитания Советский патент 1981 года по МПК G06F7/62 

Изобретение относится к автоматике, и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств дискретной автоматики и вычислительной техники. Известно устройство для вычитания .и сложения чисел, соде1ржа1цее три регистра, выполненных в виде суммирую щих счетчиков, схему сравнения, эле. мент И и генератор импульсов 1 ., Недостатком этого устройства является отсутствие схемы оптимального ввода.чисел в регистры, что ведет-к уменьшению быстродействия устройства. Известно также устройство для сложения и вычитания, быстродействие которого повышено за счет оптимально го ввода чисел в счетчики и регистр. Устройство содержит два счетчика, регистр,.две схема сравнения, три коммутатора, триггер признака операции, генератор импульсов, элемент И и блок анализа, состоящий из элементов И и ИЛИ. Входы операндов в устройстве подключены ко входам первой схемы сравнения и информационным вхо дам всех трех коммутаторов, управляющие входы которых соединены с выходами блока анализа, входы которого подключены к выходам первой схемы сравнения и триггера признака one- ( рации. Выход(11 коммутаторов соединены с установочными входами двух счетчиков и регистра, выходы первого счетчика и регистра - со входами второй схемы сравнения, выход которой подключен ко входу элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - ко входу второго счетчика 2 . Однако это устройство имеет низкое быстродействие при вычитании,, если вычитаемое более, чем в два раза меньше уменьшаемого. Цель изобретения - повышение быстрод зйствия. Поставленная цель достигается тем, что устройство для сложения и вычитания, содержащее генератор импульсов, элемент И, регистр, два счетчика, две схемы сравнения, два коммутатора, триггер признака Операции, блок анализа, содержгиаий эле- менты И и ИЛИ, причем входы операндов устройства подключены ко входам первой схемысравнения и к информационным входам первого и второго коммутаторов, выходы которых подключены к установочным входам соответственно регистра и первого счетчика , разр ядные выходы которых подключены ко вйодсил второй схемы сравнения, выход которой подключен к одному входу элемента И, другой вход которо го соединен с выходом генератора импульсов, нулевой выход триггера признака операции подключен к первым входам первого и второго элементов И блока анализа, а единичный выход к первому входу третьего элемента И блока.анализа, додержит третью схему сравнения, входы которой соединены с выходами коммутаторов/ управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами первой схемы сравнения, а первый и второй выходы схемы сравнения - со вторыми . входами соответственно первого и вто рого элементов И блока анализа,при этом вых&д первого элемента И блока анализа соединен с первым входом чет вертого элемента И блока анализа и с управлякщим входом регистра, выход элемента И - со вторыми входами третьего и четвертого и с третьим входо второго элемейтов И блока анализа, входы первого элемента ИЛИ блока ана лиза с выходг1ми второго и третьего элементов И. блока анализа, входы вто рого элемента ИЛИ с выходами второго и четвертого элементов И блока анали за, выход первого коммутатора подключен к установочному входу второго счетчика, суив ирующий вход которого подключен к выходу третьего Элемента И блока анализа, а вычитакиций вход к выходу вторюго элемента ИЛИ блока анализа, суммирунщий вход первого счетчика подключен к выходу четвертого элемента И блока анализа, а вычитаквдий вход - к выходу первого эле мента ИЛИ блока анализа. На чертеже -представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит схему 1 сравнения, на входы которой подаются модули чисел. А и. В. Выходы схемы 1 сравнения ( и ) подключены к управлякидим входам коммутаторов. 2 и 3, информационные входы ко1горых также соединены со входами операндов устройства, на которые подаются модули чисел А и-В,, установочные входы регистра 4 и счетчика 5 соединены с выходами соответственно коммутаторов 2 и 3, установочный вход счетчик 6 - с выходом коммутатора 2,, выходы регистра 4 и счетчика 5 подключены ко входам схемы 7- сравнения, выход . которой подключен ко входу элемента И 8, другой вход которого соединен выходом генератора 9 импульсов, вхо ды схемы 10 сравнения соединены с в ходами KOMSijyTaTopOB 2 и 3. Блок 11 анализа содержит элементы И 12-15 и элементы ИЛИ 16 и 17 и служит для подключ- ния выхода элемента И 8, на . который поступают импульсы с выхода генератора 9 импульсов к соответствующим входам (суммирующим или вычитающим) счетчиков 5 и б при проведении операций сложения и вычитания, а также для выработки сигнала разрешения установки, поступающего на управляюишй вход регистра 4. Логический блок 11 анализирует состояние выходов схемы 10 сравнения, а также триггера 18 признака операции. Модули чисел А и В сравниваются схемой 1 сравнения и на одном из выходов ее возникает сигнал, соответствующий результату сравнения, т.е. или . Одновременно модули чисел А и В поступают на информационные входы ко1.4мутаторов 2 и 3. В зависимости от величин модулей чисел А и В на выходах коммутаторов 2 и 3 возникают коды чисел, при этом на выходе коммутатора 2 - большее число (Б)/ а на выходе коммутатора 3 - меньшее число (М). Эти коды (независимо от. вида арифметической операции) поступают в счетчик 6 (числоБ) и в счетчик 5 (число М). одновременно числа Б и М поступают на входы схемы 10 сравнения, где производится сравнение большего числа с удвоенным меньшим. При сложении чисел на единичном . выходе коммутатора 3 имеется разрешающий сигнал,, открывающий элемент И 14 для прохождения импульсов с выхода элемента И 8 на суммирующий вход счетчика б и через элемент ИЛИ 16 - на йычитакйций вход счетчика 5. Работает устройство следующим образом. В начале работы в счетчик 6 запи сывается число Б, а в счетчик 5 число М, регистр 4 сброшен в нуль. Так как код числа в счетчике 5 не равен коду числа в регистре 4, то на выходе схемы 7 сравнения имеется сигнал, отпиракнций элемент И 8, и импульсы генератора 9 поступают на суммирующий вход счетчика 6 и вычитающий вход счетчика 5. Когда счетчик 5 сбросится в нуль, разрешающий сиг нал на выходе схемы 7 сравнения исчезает, элемент ИЗ запирается и импульсы из генератора 9 уже не поступают на входы счетчиков 5 и 6. Следовательно, к ЧИСЛУ Б, записанному в счетчике б, прибавляется число М, списанное из счётчика 5, и число, возникшее в счетчике б, соответствует сумме чисел Б и М. Время сложения чисел равно t 25 H.to ; где tp- период следования импульсов генератора 9. Таким образом, время работы устройства в режиме сложения оптимально и не зависит от того , Б52М или . В режиме вычитания при сигналом с выхода схемы 10 сравнения открыт элемент И 13, через который и далее через элементы ИЛИ 16 и 17 импульсы генератора 9 поступают соответственно на вычитающие входы счетчиков 5 и 6. Следовательно, из числа Б, записанного в счетчике 6, вычитаЬ.тся число Н, записанное в счетчике 5. Время вычитания t Mto Так как разность д , то время ц для этого режима тоже опти мгшьно и зависит от числа М. Если э режиме вычитания , то число Б записывается не только в счетчик б, но и в регистр 4/ так как с выхода элемента И 12 подается разрешающий сигнал на управляющий вход регистра 4. При этом открыты элементы И 12 и 15,и импульсы с генератора 9 поступают на суммирунмдий вход счетчика 5 и на вычитгшлций вход счет чика б. Когда код числа в счетчике . равен коду .числа в регистре 4, вычитание прекращается. Время работы устройства в этом режиме равно t,j t(B-M) t(jA Так как при л М, то и время работы устройства в этом режиме зависит от разности чисел л , а не от числа М, как в известном устройстве. Таким образом, .в результате определения соотношения чисел Б и М быстродействие предлагаемого устройства при вычитании повышается. Формула изобретения Устройство для сложения к- вычитания, содержащее генератор импульсов, элемент И, регистр, два счетчика, две схемы сравнения,.два коммутатора триггер признака операции, блок анализа, содержащий элементы И и ИЛИ, причем входы операндов устройства подключены ко входам первой схемы сравнения и к информационным входам первого и второго коммутаторов, выходы которых подключены к установочным входам соответственно регистра и первого счетчика, разрядные выходы которых подключены ко входам второй схемы сравнения, выход которой, подключен к одному входу элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, нулевой выход триггера признака операции подключен к первым входам первого и второго элементов И блока анализа, а единичный выход - к первому входу третьего элемента И блока анализа, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит третью схему сравнения,входы которой соединены с выходами коммутаторов, управляклцие входы которых соединены с первым и вторым выходс1ми первой схемы сравнения, а первый и второй выходы третьей схемы сравнения соединены со вторьо ш входгими соответственно первого и второго элементов И блока анализа, при этс выход пёрт вого элемента И блока анализа соединен с первым входом четвертого элемента И блока анализа и с управляю14им входом регистра, выход элемента И соединен со втЬрьми входа ш третьего И четвертого и.с третьим входе второго элементов И блока анализа, входы первого элемента ИЛИ блока анг1лиза соединены с выходами второго А третьего эле ®нтов И блока анализа, входы, второго элемента ШШ соединены с выходги ш второго и четвертого элементов И Олока анализа, выход коммутатора подключен к устлновочному входу второго, счетчика, суммирующий вход которого подключен к выходу третьего элемента. И блока анализа, а вычитающий вход - к выходу второго элолента ИЛИ блока ангшиза, суммирующий вход первого счетчика подключен к выходу четвертого элемента И блока анализа, а вычитакхций вход - к выходу первого элемента ШШ блока анализа. Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР № 394785, кл. G 06 F 7/50, 1971. 2.. Авторское свидетельство СССР № 574716, кл. G 06 F 7/50, 1976 (прототип).