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Serienrechenwerk für Addition und Subtraktion
EMI1.1
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EMI2.1
EMI2.2
<tb>
<tb> Vielzahl1. <SEP> Addition <SEP> 2. <SEP> Subtraktion
<tb> SUK <SEP> SK <SEP> ER <SEP> EH <SEP> SuK <SEP> SK <SEP> ER <SEP> EH
<tb> Unkorrigierte <SEP> Korrigierte <SEP> Unkorrigierte <SEP> Korrigierte
<tb> Tetrade <SEP> Tetrade <SEP> Tetrade <SEP> Tetrade
<tb> T8T4T2T1 <SEP> T8+T4+T2+T1+ <SEP> T8T4T2T1 <SEP> T+8T4+T2+T1+
<tb> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> L <SEP> L
<tb> LOLL <SEP> OOOL <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> L <SEP> L
<tb> L <SEP> OOLO <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> L <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> L <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> L
<tb> LLOL <SEP> OOLL <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0
<SEP> L <SEP> L <SEP> L <SEP> L <SEP> L
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<tb>
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Für Addition und Subtraktion sind in den Tabellen diejenigen Fälle aufgestellt,
bei denen zu korrigieren ist.
Die mit ER bezeichnete Grösse nimmt den dualen Wert L an, wenn die unkorrigierte Ergebnistetrade eine Pseudodezimale ist : ER = T8. (T4 v T2), wobei das Zeichnen v die Disjunktion und der Punkt die Konjunktion symbolisiert. Die mit EH bezeichnete Grösse kennzeichnet den im Addier-Subtrahierer automatisch entstehenden Übertrag in die nächste Tetrade. Es ist dann und nur dann zu korrigieren, wenn ER v EH = L.
Die niedrigste Dualziffer Tl mit der Wertigkeit 20 bleibt bei der Korrektur in allen Fällen unverän- dert : Tl ; : : T1+.
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Sieht man in der Schaltung lediglich eine Unterdrückung der Ausschaltung, z. B. der Kippstufe, in der die Dualstelle T8 zwischengespeichert ist, vor, so braucht bei Subtraktion der Fall SuK = OLLL nicht mitberücksichtigt zu werden. Als Ausnahme, bei der die Ausschaltung nicht erfolgen soll, ergeben sich die Bedingungen T4. T2 bzw. T4+. T2+ usw. Die Kippstufe, die T8 enthält, kann im Korrekturfalle immer getriggert werden, mit Ausnahme der Fälle T4. T2 bei Addition und T4. T2 bei Subtraktion.
Die beiden Operanden a und b werden über die bistabile Kippschaltung 1 bzw. 2 in den Addierer-Subtrahierer 28 gegeben. Das von diesem Addierer-Subtrahierer 28 gebildete unkorrigierte Ergebnis wird durch die mit dem Taktimpuls s gesteuerten UND-Schaltungen 19 - 22 Dualstelle für Dualstelle in die Kippstufe 4 und danach in Kippstufe 5 geschoben. Aus Kippstufe 5 schliesslich wird die Information über UND-Schaltung 23 mit dem Taktimpuls s in ein nicht dargestelltes Register eingeschrieben.
Von einem Taktimpuls s bis zum nächsten Taktimpuls s verstreicht die Zeit, in der die Dualstelle am Eingang des Addier-Subtrahierwerks 28 zur Verfügung steht. Jeweils mit jedem s-Impuls erscheint im Addier-Subtrahierwerk 28 eine neue Dualinformation. In demselben zeitlichen Abstand müssen auch die Dualinformationen aus der Verzögerungslinie des Addier-Subtrahierwerkes 28 über UND-Schaltung 23 in das nicht dargestellte Register eingeschrieben werden.
In der Dualstellenzeit, in der im Addier-Subtrahierwerk 28 die Dualstellen der Operandentetrade mit der Wertigkeit 23 verarbeitet werden, in der Kippschaltung 5 die Dualziffer mit der Wertigkeit 22 der unkorrigierten Ergebnistetrade und in Kippschaltung 4 diejenige mit der Wertigkeit 21, enthalten sind und die niedrigste Dualstelle der Ergebnistetrade bereits aus dem Addierwerk 28 nebst Verzögerungslinie hinausgeschoben ist, wird die Korrektur der Ergebnistetrade durchgeführt. Bezeichnet man als erste Dualstellenzeit der Tetrade diejenige Zeit, in der die niedrigste Dualstelle, also mit der Wertigkeit 20, im Addierer-Subtrahierer. 28 verarbeitet wird, so erfolgt die Korrektur in der vierten Dualstellenzeit.
Innerhalb dieser vierten Dualstellenzeit erscheint aus einer nicht dargestellten Impulszentrale ein Impuls h, mit dessen Hilfe die für den Korrekturvorgang notwendigen Schaltvorgänge vorgenommen werden. Der Impuls h4 muss zeitlich gegenüber dem Taktimpuls s, der die vierte Dualstellenzeit einleitet, so lange verzögert sein, bis alle Einschwingvorgänge bei der Verknüpfung der Dualzifferninformationen in den UND-undODER-Schaltungen des Addierers-Subtrahierers 28 und des Korrekturnetzwerkes beendet sind.
Die Steuerspannung KE für den Korrekturentscheid nimmt immer dann den Zustand L an, wenn zu korrigieren ist. Sie wird dann in der ODER-Schaltung 25 als KE = ER v E. EA v EE gebildet. Die Steuergrösse ER nimmt immer dann den Zustand L an, wenn eine Pseudodezimale als unkorrigierte Ergebnistetrade erscheint. Sie wird durch die ODER-Schaltung 27 und die UND-Schaltung 13 : ER ; : : (SK v V1). SuK gebildet, wobei SK die in der Kippstufe 5 enthaltene Dualinformation (in der vierten Dualstellenzeit also die Dualstelle mit der Wertigkeit 21 der unkorrigierten Ergebnistetrade), VI die in Kippstufe 4 enthaltene Dualstelle (mit der Wertigkeit 22) und SUK die am Ausgang des Addierers-
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Subtrahierers erscheinende Dualstelle (Wertigkeit 23) bedeuten.
Damit gilt also gleichzeitig ER = (T2 v T4). T8. Die Steuergrösse E stellt den im Addierer-Subtrahierer 28 gebildeten und durch Kippstufe 3 nebst den taktgesteuerten (mit Takt s) UND-Schaltungen 10 und 11 um eine Dualstellenzeit verzögerten Dualübertrag dar.
Zur Erzeugung dieses verzögerten Dualübertrages E wird Kippstufe 3 durch Steuergrösse EI ein-und durch Steuergrösse EA ausgeschaltet. Die Steuergrössen EE und EA werden durch ein nich dargestelltes Schaltnetzwerk gebildet, das die logischen Verknüpfungen EE = ADD. a. b v SUB. . b und EA = ADD. a. b v SUB. a. b realisiert, wobei ADD = Steuergrösse für Addition, SUB = Steuergrösse für Subtraktion, a = jeweilige Dualziffer des ersten Operanden (Augend, Minuend), b = jeweilige Dualziffer des zweiten Operanden (Addend, Subtrahend) bedeuten.
Die Steuergrösse EA wird aus
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triggernden Eingänge sind in der Zeichnung an die Mitte der die Kippstufe darstellenden Symbole geführt während Schalteingänge, über die die Kippstufen in einen einseitigen Schaltzustand geschaltet werden (auf L), als Pfeil an die zugehörige Seite des Kippstufensymbols geführt sind. Zur Korrektur der Dualstelle mit der Wertigkeit 22 wird die Kippstufe 4 durch die in den UND-Schaltungen 17 und 18 bei Addition und Subtraktion verschieden gesteuerten Impulsgrössen h. KE getriggert, u. zw. bei Addition wenn SK (entspricht T2) und bei Subtraktion, wenn SK (entspricht T2) den Schaltzustand 1 angenommen haben.
Die Korrektur der höchsten Dualstelle mit der Wertigkeit 23 wird im Beispiel nach Fig. 1 ausgeführt, indem die Kippstufe 1 und 2, aus denen die Operanden a und b in den Addierer-Subtrahierer 28 übertragen werden, und Kippstufe 3 gesteuert geschaltet werden. Die Kippstufen 2 und 3 werden im Normalfall bei Korrekturnotwendigkeit durch die Impulsgrösse KE. h in den Schaltzustand L und die Kippstufe 1 in den Schaltzustand 0 geschaltet. Dadurch wird im Addierer-Subtrahierer 28 L + L bzw. 0 - L - L gebildet und zwangsläufig die aus dem Addierer-Subtrahierer 28 auslaufende Dualziffer SUK (entspricht T8 in der Tabelle) auf 0 gestellt. Wegen b=L ist auch gewährleistet, dass Steuergrösse EA = 0, so dass die Kippstufe E am Ende der 4.
Dualstellenzeit nicht ausschalten kann und damit der dezimale Übertrag in die nächste Tetrade überführt wird.
Aus den weiter vorn gegebenen Erläuterungen ging hervor, dass SuK (entspricht T8) in Ausnahmefällen bei der Korrektur nicht auf 0 gestellt werden darf. In diesen Fällen wird die Kippstufe 1 durch eine am Ausgang der ODER-Schaltung 26 abgegriffene Impulsgrösse in den Schaltzustand L geschaltet, wobei die Ausschaltung von Kippstufe 1 durch Impulsgrösse KE. h gesperrt sein muss (durch Negator 8 und UND-Schaltung 9).
Die beiden Eingänge der ODER-Schaltung 26 sind mit den Ausgängen der UND-Schaltungen 15 und 16 verbunden. Die letztgenannten beiden UND-Schaltungen bilden die Konjunktion derjenigen Fälle, in denen T8+ = L, u. zw. :
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S= T8. T4 [SUB. T2. (h4'KE) ].
Als Eingangsgrösse (h4. KE) wird die Ausgangsgrösse von UND-Schaltung 14 und als Eingangsgrösse [SUB. SK' (h4'KE) ], die Ausgangsgrösse von UND-Schaltung 18 benutzt.
Das in Fig. 2 dargestellte Serienrechenwerk für Addition und Subtraktion besteht aus einem dualen
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Ergebnis. Ferner wird in der Schaltung nach Fig. 2 die Steuergrösse sl verwendet, die gleichzeitig mit der vierten Dualstellenzeit endet.
In Fig. 3 ist ein zugehöriges Impulsbild dargestellt, das den jede Dualstellenzeit einleitenden Impuls s, die mit Beginn der ersten Dualstellenzeit endende Steuergrösse s und eine Schaltgrösse, die während der ersten Dualstellenzeit den Zustand L annimmt (Bit 20), in Abhängigkeit von der Zeit t zeigt.
Im dualenSerienvolladdierer-Subtrahierer (UND-Schaltungen 8-17, Negatoren 4 und 5, ODER-
Schaltungen 29 - 30 und Kippstufe 1) wird die unkorrigierte Dualsumme oder Differenz a i b bei
Operanden a und b sowie der duale Übertrag gebildet (durch UND-Schaltungen 12-15 und ODERSchaltung 30) und um eine Dualstelle verzögert (durch Negator 5, UND-Schaltungen 16 und 17 und Kippstufe 1) zur einfachenDualsumme der beiden Operanden addiert (durch die UND-Schaltungen
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Die unkorrigierte Ergebnistetrade wird in den Kippstufen 2 und 3 zwischengespeichert. Die Entscheidung darüber, ob zu korrigieren ist oder nicht, erfolgt mit Beendigung der vierten Dualstellenzeit.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Dualziffer Tl (zur Bezeichnung siehe weiter vorn in Tabelle) bereits aus dem Addier-Subtrahierwerk nebst Verzögerungslinie ausgelaufen, die Kippstufe 3 der Verzögerungslinie enthält die Dualziffer T2, die Kippstufe 2 die Dualziffer T4, und aus dem dualen Volladdierer-Subtrahierer läuft als Ausgangsziffer SuK die unkorrigierte vierte Ziffer der Ergebnistetrade, also die Dualziffer T8, aus.
UND-Schaltung 18 bildet mit s. EE = KE die den Korrekturvorgang steuernde Schaltgrösse KE, die technisch so ausgebildet ist, dass mit ihrer Ausschaltflanke auch Umschaltungen an der Kippstufe 3 vorgenommen werden können. Die Schaltgrösse EE ist der unverzögerte bei der dualen Operation a j : b entstehende Dualübertrag.
Da aber ein solcher Dualübertrag auch dann, u. zw. immer dann, wenn zu korrigieren ist, wirksam
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UND-Schaltung 15 und die ODER-Schaltung 32 vorhanden, die den Fall, dass die unkorrigierte Ergebnistetrade eine Pseudodezimale ist, entschlüsseln : (V2 v Vl). SuK. s = (T2 v T4). T8. sl.
Neben Steuergrösse KE wird auch die durch den Negator 7 gebildete negierte Steuergrösse KE zur Steuerung des Korrekturvorgangs benötigt. Die Korrektur der Dualziffer T2 mit der Wertigkeit 21 der unkorrigierten Ergebnistetrade wird durch die UND-Schaltungen 26 und 27 und die ODER-Schaltung 33 realisiert, indem bei Steuergrösse KE = L die in Kippstufe 3 enthaltene Dualziffer (entspricht T2) bei ihrem Transport aus dieser Kippstufe in den entgegengesetzten Wert umgekehrt wird. Bei der gesteuerten Umschaltung der in Kippstufe 2 enthaltenen Ziffer (entspricht T4) wird die Kombinationsfolge in den beiden aufeinanderfolgenden Kippstufen 2 und 3 (entspricht T4 und T2) der Verzögerungslinie berücksichtigt, wodurch sich in der Umschaltung Vereinfachungen ergeben.
Zunächst wird die Verschiebung der Zifferninformation aus Kippstufe 2 nach Kippstufe 3 mit dem Taktimpuls s, die über die UND-Schaltungen 24 und 25 erfolgt, durch Steuergrösse KE gesperrt.
Bei Addition ist, im Falle T2 = L, der Inhalt von Kippstufe 2 (also T4) in den entgegengesetzten Schaltzustand umzuschalten. In der nachfolgenden Tabelle sind die möglichen Fälle untersucht :
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<tb>
<tb> V1 <SEP> V2 <SEP> T2=V2 <SEP> V2t=T4+ <SEP>
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> L <SEP> L
<tb> 0 <SEP> L <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> L <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0
<tb> L <SEP> L <SEP> 0 <SEP> L
<tb>
V2+ ist der neu zu bildende Inhalt von Kippstufe 3, während mit V2, der Inhalt vor den durch
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Kippstufe bei VI = L unverändert bleibt.
Bei Subtraktion ist, im Falle T2 = L, der Inhalt von Kippstufe 3 mit der Ausschaltf1anke von
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Steuergrösse KE in den entgegengesetzten Schaltzustand umzuschalten. In der nachfolgenden Tabel3 sind wieder die möglichen Fälle zusammengestellt :
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<tb>
<tb> VI <SEP> V2 <SEP> = <SEP> T2 <SEP> V2+ <SEP> = <SEP> T4+ <SEP>
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 0 <SEP> L <SEP> L
<tb> L <SEP> 0 <SEP> L
<tb> L <SEP> L <SEP> 0
<tb>
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le einen Triggerimpuls zur Umschaltung von Kippstufe 3 zu erzeugen.
Die vierte Dualstelle der Ergebnistetrade wird korrigiert, indem UND-Schaltung 20 den Transpo ; der Ziffer SuK aus dem dualen Serienvolladdierer-Subtrahierer in die Verzögerungslinie (nach Kipp
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UND-Schaltung 21, wenn SUK. V2. (VI. KE. SUB) = T8. T2. (T4. KE. SUB) = L.
Die Konjunktion T4. KE. SUB wird dabei bereits in UND-Schaltung 22 gebildet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Serienrechenwerk für Addition und Subtraktion zweier in Tetraden verschlüsselter Dezimalzahle mit einem Volladdierer-Subtrahierer zur dualen Addition bzw. Subtraktion der Operandentetraden, eine Verzögerungslinie, aus Kippschaltungen bestehend, zur Aufnahme einer unkorrigierten Ergebnistetrad und einem Korrekturnetzwerk für die dezimale Korrektur der Ergebnistetrade, d ad urc h ge ke nn zeichnet, dass die Kippschaltungen (4 und 5 in Fig. l ; 2 und 3 in Fig. 2) mitSchaltmitteln (UND Schaltungen 14,17, 18 in Fig. 1 ; UND-Schaltungen 19 - 27, ODER-Schaltungen 31,33 und 34 in Fig. 2) die bei Korrekturnotwendigkeit eine gesteuerte Umschaltung dieser Kippstufen vornehmen, verbunde sind.