Устройство для сложения чисел в системе остаточных классов Советский патент 1982 года по МПК G06F7/72 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в-быстродействующих вычислительных устройствах, работающих в непозиционных системах счисления.

Известно устройство для округления чисел в системе остаточных классов, содержащее входной и выходной регистры, блок хранения констант , блоки вычисления неточного ранга, блок коррекции результата округле- , ния, сумматоры констант и соответ- . ствующие связи 1.

Недостатком устройства является большая.аппаратная сложность и недостаточно высокое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для формирования признака переполнения, содержащее регистр первого операнда, регистр второго операнда, регистр результата и шину управления, а также три формирователя функции четности, регистр констант, формирователь позиционного признака непозиционного кода, формирователь выходм 1х импульсов, шину о знаке первого операнда и шину о знаке второго операнда, при этом выход регистра констант подключен к первому входу формирователя выходных сигналов, а второй выход - к первым входам формирователей функций четности, выходы которых подключены к соответствующим входам формирователя выходных сигалов, выход регистра первого операнда подключен к второму входу первого формирователя функции четности, третий вход которого подключен к шине позиционного призна.ка первого операнда, выход регистра BTOpofo операнда подключен к второму входу второго формирователя функции четности, третий вход которого подключен к шине позиционного признака второго операнда, регистра результата подключен к входу формирователя позиционного признака непозиционно39го кода и к второму входу третьего формирователя функции четности, тре тий выход которого подключен к выхо ду формирователя позиционного призн ка непозиционного кода, выходы формирователя выходных сигналов являются выходами устройства, шины сигналов о знаках первого и второго операндов подключены к соответству- ющим входам формирователя выходных сигналов 2. Данное устройство является сравнительно простым, однако реализуема им процедура формирования признака переполнения требует трехкратного обращения к формирователю позиционного признака непозиционного кода. Это существенно снижает быстродействие устройства. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем что устройство, содержащее регистр первого и второго операндов, регистр результата, группу из п сумматоров по модулю (п - число оснований си темь1, Р - модули системы, ,2,.. п) , входь которых соединены с соответствуклдими выходами регистров соответственно первого и второго операндов, входы которых являютсц инфор мационными входами устройства, выхода сумматоров по модулю Pi группы .соединены с соответствукшщми вход ми регистра результата, содержит - регистры интервального индекса пер вого и второго операндов, входы которых являются индексными входами устройства, а выходы соединеш с соответствующими входами индексного сумматора, индексный регистр результата, первый и второй вспомогательные регистры, формирователь ранга результата, формирователь числа пере полнений результата, сумматор по модулю интервального индекса, схему сравнения, причем выходы сумматоров по модулю Р- группы соединены с соответствующими входами формирователя ранга результата, выход которого сое нен с первым входом схемы сравнения выход которой является выходом Переполнение устройства, входы формирователя числа переполнений соединень1 с соответствующими выходами регистров первого и второго операндов а выход соединен с входом первого вспомогательного регистра, вход второго вспомогательного регистра сое4динен с выходом индексного сумматора, выходы первого и второго вспомогательных регистров соединены с соответствующими входами сумматора по модулю интервального индекса, второй вход схемы сравнения и вход индексного регистра результата объединены и соединены с выходом сумматора по модулю интервального индекса. На чертехсе представлена блок-схема устройства. Устройство содержит регистр первого операнда I, регистр второго операнда 2, регистр результата 3, группа из п сумматоров по модулю Р4, регистр интервального индекса первого операнда 5, регистр 6 интервального индекса второго операнда, индексный регистр 7 результата, индексшяй сумматор 8, первый вспомогательный регистр 9, второй вспомогательньй регистр 10, формирователь 11 числа переполнений результата, сумматор 12 по модулю интервального ка декса, формирователь 13 ранга результата, схема 14 сравнения. В основу работы устройства положено следующее. В ранговом расширении систем остаточных классов число Ае Г-а-Р. а Pi /Ч (ц - фиксированное натуральное числоу представляется в виде А(сЦ 5л,...,ап, 1д), где Ы. 1Л цифра нормированного остаточного кода числа t а n+1-я цифра 3, числа А , называемая интервальным индексом, определяется соотношением: , g,, ,. .. . Ь-1и 1,2,.. .,п) , через IX IP обозначается остаток от деления X на Р. Операция сложения ипи вычитания (o6o3ijfi4HM ее через ) двук целых чисел А (-,,с1(2 ,.. ,ЗСп, IA) и В-:(, Р,, .. . ,рп, IB) . ( е -q р q Р), представленных в ранговом расширении систем остаточных классов, с анализом на переполнение состоит: в определении рангового расширения нормированного остаточного кода (Jf, То. Тп « сумм, или разности В проверке принадлежности числа G к интервалу (-q Р, q Р), Очевидно, ,,- (,2,...,п)(1) .Ti) t 1 (Ь) Согласно Китайской теореме об о татках, число G можно представить виде с4рд,-з,Р- |p,44 p4jpl ii/V. где vjc.ip- нормированный ранг числ |Ь 1р,, С ICU С. - интервальный номер чис С. Следовательно для того, чтобы С€ -q Р, q Pi необходимо и достат ,но, чторы выполнялось неравенство -(iN« ) Таким образом, формирование аддитивного признака переполнения сводится к проверке условия (4), Его выполнение свидетельствует об отсутствии переполнения. Если же (4 ) не выполняется, то имеет место переполнения. Устройство работает следующим образом. В первом такте коды чисел А и В, с регистров 1 и 2 поступают на входы сумматоров по модулю Р, группы 4 и . формирователя 11 числа переполнений результата. Одновременно интервальные индексы чисел А и В с регистров 5 и 6 поступают на входы индексного сумматора 8. В результате на выходах блоков 4, 8 и 1,1 сформируются величины f ,,... .fni I Ijjl PrHl П, 11д а, которые поступают соответственно на регистр результата 3, на второй 10 и первый 9 вспомогательные регистры. j Hai-BTOpoM такте сумматор 12 в соо ветствии с формулой (2) завершит вычисление индекса 1, который с выхода сумматора: 12 передается в per:. гистр 7. Формирование признака переполнения осуществляется Й+ЗЬдопС) такте схёмой 14 сравнения, которая по вход ным величинам и 1, поступанлдим соответственно на первый и второй входь, проверяет условие (4) и выра176батывает на своем выходе сигнал переполненияГО, если (4) выполняется, tl если (4) не выполняется. На этом выполнение операции заканчивается. Устройство сочетает з себе простоту прототипа и высокое быстродействие ((4-ь log лпГ) модульных операций) устройства для округления чисел Б системах остаточных классов. Таким образом, введение в устройство регистрор интервального индекса первого и второго операндов, индексного сумматора, индексного регистра результата, первого и второго вспомогательных регистров, формирователя ранга результата, формирователя числа переполнений результата, сумматора по модулю интервального индекса, схемы сравнения и соответствующих связей позволяет повысить быстродействие устройства. . Формула изобретения Устройство для сложе шя чисел в системе остаточных классов, содержащее регистры первого и второго операндов, регистр результата, группу из п сумматоров по модулю Р:; (п - число, оснований системы, - модули системы, 1 1,2,...,п), первые и вторые входы которых соединены с соответствукнцими выходами регистров соответстBefiHO первого и второго операндов, входы которых являются информационными входами устройства, выходы сум- маторов ПО модулю Р- группы соединены с соответствукицими входами регистра результата, выходы которого являются информационными выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия оно содерж т регистры интервального индекса первого и второго операндов, входы которых являются индексными входами устройства, а выходы соединены с соответствующими входами индексного сумматора, индексный регистр результата, первый и второй вспомогательные регистры, формирователь ранга результата, формирователь числа переполнений результата, сумматор по модулю интервального индекса, схему сравнения, причем выходы сумматбров по модулю Р групгы соединены с соответствующими

793

входами формирователя ранга результата, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой является выходом Переполнение устройства, входы формирователя числа переполнений соединены с соответствующими выходами регистров первого и второго операндов, а выход соединен с входом первого вспомогательного регистра, вход второго вспомогательного регистра соединен с выходом индексного сумматора, выходы первого и Второго вспомогательных регистров соединены с соответствующими входа78

ми сумматора по модулю интервального индекса, второй вход схемы сравнения и вход индексного регистра результата объединены и соединены с выходом сумматора по модулю интервального индекса.

. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 388949, кл. G 06 F 7/52, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР №579611, кл. G 06 F 7/38, 1977 (прототип) .

I i2