Устройство для вычисления разностидВуХ -РАзРядНыХ чиСЕл Советский патент 1981 года по МПК G06F7/62 

54) УСТРОЙСТВО для ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ДВУХ п-РАЗРЯДНЫХ ЧИСЕЛ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и моисет быть использовано в системах обработки информации и управления. По основному авт.св. № 739532 известно устройство для вычисления разности двух-п-разрядных чисел,содержащее счетчики-регистры уменьшаемого и вычитаемого, генератор импульсовJ триггеры и элементы И, причем входы счетчиков-регистров вычитаемого соединены с первым выходом генератора импульсов, выход .

Г-ого (i 1,...,п) счетчика-ре гистра вычитаемого соединен с единичным входом i-oro триггера первой группы триггеров, нулевой выход которого подключен к первому входу i-oro элемента И первойгруппы, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, а выход - со входом i-ого счетчикарегистра уменьшаемого, выход которого подключен к единичному входу i-ого триггера второй группы триггеров , единичный выход которого подключен к первому входу i-oro элемента И второй группы, выход которого подключен ко входу (-Г)-ого счетчика регистра уменьи1аемого, нулевые входы всех триггеров, вторые элементов И второй группы и дополнительный вход п-ого счетчяка регистра уменьшаемого подключены к третьему выходу генератора импульсов,

Недостатком данного устройства является возможность производить операцию вычитания только для случая, когда уменьшаемое больше или равно

0 вычитаемому. Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Для достижения поставленной цели устройство для вычисления разности

5 двух п-разрядных чисел содержит третью группу элементов И, причем первый вход Т-ого элемента И третьей группы подключен к выходу соответствующего счетчика-регистра умень0шаемого, а второй вход - к четвертому- выходу генератора импульсов и входу соответствующего счетчика-регистра уменьшаемого,пятый выход генератора импульсов соединен с уста5ново4ными входами ачетчиков-регистров уменьшаемого, а управляющий вход - с выходом первого элемента И второй группы.

На чертеже изображена схема уст0ройства.

Схема устройства содержит п счетчиков-регистров 1 вычитаемого, входы которых соединены с первым выходом генератора 2 импульсов. Выход i-oro ((,.. .,п) счетчика-регистра 1 соединен с единичным входом i-oro триггера 3 первой группы, нулевой выход которого соединен с первым входом 1-ого элемента И 4 первой группы. Первый выход генератора импульсов 2 соединен со входами счетчиков вычитаемого 1. Второй вход i-ого элемента И 4 соединен со вторым выходом генератора 2., а выход с первым входом i-oro счетчика-регистра 5 уменьшаемого. Выход i-oro счетчика-регистра 5 соединен с еди.ничным входом I-ого триггера б второй группы, нулевой вход которого соединен с третьим выходом генератора 2. Единичный выход j-oro (j-2,...,n-) триггера 6 соедине.н с первым входом j-ого элемента И 7 второй группы, выход которого соединен со вторым входом (j-l)-oro счетчика-регистра 5. Нулевой выход первого триггера б второй группы соединен с первым входом первого элемента И 7 второй группы, выход которого соединен с управляющим входом генератора 2. Выход i-ого элемента И 8 третьей группы соединен с установочным входом i-oro счетчика-регистра 1 а первый вход с выходом i-ого счетчика-регистра 5. Нулевые входы триггеров 3 соединены с третьим выходом генератора 2. Четвертый выход генератора 2 соединен со вторыми входами элементов И 8 и с третьими входами счетчиков-регистров 5. Второй вход п-ого счетчика-регистра 5 и вторые входы .элементов И 7 соединены с , третьим выходом генератора 2, пятый выход которого соединен с установочными входами счетчиков-регистров 5. Количество состояний счетчиковрегистров 1 и 5 равно основанию выбранной системы счисления.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в счетчикахрегистрах 1 поразрядно записано значение вычитаемого, а в счетчикахрегистрах 5 - значение уменьшаемого Старшие разряды чисел записаны соответственно в счетчиках-регистрах 1/1 и 5/1. На выходах триггеров 3 и 6/1 находятся разрешающие потенциалы, а на выходах триггеров (6/2) - (б/п) запрещаюцие.

Для осуществления операций вычитания генератор 2 вырабатывает паки импульсов.Количество импульсов в пачках на первом и четвертом выходах генератора 2 равно основанию выбранной системы счисления. Пачка импульсов на втором выходе .генератора 2 содержит на один импульс меньше. На третьем и пятом выходах генератора 2 формируется по одному импульсу. Импульс на управляющем входе генератора 2 управляет очередностью формирования пачек импульсов.

Примем, что уменьшаемое равно А, . .вычитаемое равно В, а основание выб ранной системы счисления равно 0. Соответственно состояние счетчиковрегистров 1/i и 5/i равно В4 и Ai.

Импульсы генератора 2 с первого и второго выхода начинают поступать на вход счетчика 1/i и через элемент И 4/i на вход счетчика-регистра 5/i, Через Q-B|- импульсов на выходе счетчика 1/1 появится импульс пере-полнения,переводящий триггер 3/i в запрещающее состояние. К этому моменту времени на вход счетчика 5/i . через элемент И 4/i поступают Q-(Bj+l) импульсов, так как во второй пачке на один импульс меньше, чем в первой. Состояние счетчика 5/i станет равным A +Q-l-Bi. После окончания последнего импульса в пачках с третьего и четвертого выходов генератора 2 поступает по одному импульсу, переводящие в исходное состояние триггеры 3, а также суммируясь с состоянием счетчика-регистра 5/п. В случае переполнения счетчика 5/J в процессе вычитания, соответствующий триггер б/j переводится началом импульса переполнения в разрешающее состояние, разрешая прохождение импульса с третьего выхода генератора 2 через элемент И 7/j на вход счетчика-регистра 5/J-1. -Своим окончанием этот импульс переводит триггеры 3 и б в исходное состояние, подготавливая устройство к новому вычитанию. В. случае А В импульс переполнения с выхода счетчика-регистра 5/1 переводит триггер 6/1 в единичное состояние-, причем сигнал с его нулевого выхода запрещает прохождение импульса через элемент И 7/1 на управляющий вход генератора 2. Процесс вычитания для этого случая заканчивается на данном этапе.

В случае А ; В импульс переполнения с выхода счетчика-регистра 5/1 не возникает. Триггер 6/1 осг тается в состоянии, разрешающем прохождение импульса с третьего выхода генератора 2 через элемент И 7/1 на управляющий вход генератора 2. Этот импульс несет информации о том, что полученная разность (А-в) имеет отрицательное значение.

Процесс вычитания продолжается формированием импульсов на первом и четвертом выходах генератора 2 поступающих на входы счетчиков-регистров 1 на входы элемента И 8 и на третьи входы счетчиков-регистров 5. Импульс переполнения с выхода 5 i-oro счетчикё-регистра 5 через i-и элемент И .8 поступает на установочный вход i-ого счетчика-регистра 1, переводя его в нулевое состояние. После окончания пачек импульсов состояние счетчиковрегистров 5 перепишется соответственно в счетчики-регистры 1. Далее формируются импульсы на третьем и пятом выходах генератора 2, устанавливая триггеры 3 и 6 в ис ходные, а счетчики-регистры 5 в нулевые состояния. На следующем этапе производится вычитание содержимого счетчиковрегистров 1 из нулевого содержимого счетчиков-регистров 5 аналогично, как для случая А В. Данное устройство позволяет производить вычитание двух N-разрядных чисел. Если известное устройство позволяет производить операцию вычи .тания только для случая, когда умен шаемое больше или. равно вычитаемому то данное устройство вычисляет разность чисел и в случае, когда умень шаемое меньше вычитаемого с определением знака полученной разности Эта особенность предлагаемого устройства в большей степени отвечает требованиям, предъявляемым к цифровым приборам и системам управления. Формула изобретения Устройство для вычисления разности двух п-разрядных чисел по авт.св. № 739532, от л ича ющ ее с я тем,что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит третью группу элементов И, причем первый вход i-ого элемента И третьей группы подключён к выходу соответствурадего счетчика-регистра уменьшаемого, а второй вход - к четвертому ВЫХОДУ генератора импульсов и входу соответствующего счетчика-регистра уменьшаемого,пятый выход генератора импульсов соединен с установочными входами счетчиковрегистров уменьшаемого, а управляю- . щий вход - с ВЫХОДОМ первого элемента И второй группы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W 739532, кл. G Об F 7/50, 1977 (прототип).