DE3620232A1 - Serielles addier-subtrahierwerk im dezimal-1-aus-10-code - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein serielles elektronisches Addier-Subtrahierwerk im Dezimal-1-aus-10-Code, bei welchem die Subtraktionen auch auf additive Weise erfolgen und das nur 10 Einzel-Addierschaltungen aufweist, welche nur die Wertigkeit 2 verarbeiten. Im Vergleich mit dem Addier-Subtrahierwerk nach der Haupt-Patentanmeldung weist dieses Addier-Subtrahierwerk den Unterschied auf, daß an Stelle der Fünf- Aufwärts-Verschiebeschaltung eine Sechs-Aufwärts-Verschiebeschaltung angeordnet ist und an Stelle der Eins-Aufwärts- Verschiebeschaltung eine Fünf-Aufwärts-Verschiebeschaltung angeordnet ist. Die Anhebung der Zwischen-Ergebniszahl um die Zahl 1 erfolgt dadurch, daß diese Übertrag-frei um die Zahl 11 angehoben wird und somit um die Zahl 1 angehoben wird. Die Summanden werden auch in Teil-Summanden mit den Wertigkeiten 2 und 4 und 5 und 1 zerlegt. Die Steuerung der Verarbeitung der Ziffern 1 und der Rest-Ziffern 1 erfolgt auch mittels eines dualen Voll-Addierers. Die Steuerung der Verarbeitung der Wertigkeit 5 und einer restlichen Ziffer 1 von der Schaltung 6 erfolgt mittels zwei dualen Halb-Addierern.

Das Addier-Subtrahierwerk Type A 1 ist in Fig. 1 und 2 in zwei Teil-Abschnitten dargestellt; die Trenn-Linien haben die Bezeichnung u-u. Das Addier-Subtrahierwerk Type A 2 ist in Fig. 3 und 2 in zwei Teil-Abschnitten dargestellt; die Trenn-Linien haben auch die Bezeichnung u-u. In Fig. 4 ist eine Addier-Schaltung 12 dargestellt, welche bei den Typen A 1 und B 1 10-fach erforderlich ist. In Fig. 5 ist die Neuner- Komplement-Schaltung 3 dargestellt. Das Addier-Subtrahierwerk Type B 1 ist in Fig. 6 und 2 in zwei Teil-Abschnitten dargestellt; die Trenn-Linien haben auch die Bezeichnung u-u.

Das Addier-Subtrahierwerk Type A1 (Fig. 1 und 2) besteht aus der Haupt-Schaltung 1 und der Sechs-Aufwärts-Verschiebe- Schaltung 2 und der Neuner-Komplement-Schaltung 3 und den Summanden-Zerlegeschaltungen 4 und 5 und dem dualen Voll-Addierer 6 und dem Übertrag-Speicher 7 und den Zusatz-Schaltungen 8 und 9 und der Schaltung 10 und der Fünf-Aufwärts- Verschiebeschaltung 11 und der Schaltung 14 und der Negier-Schaltung 66. Die Haupt-Schaltung 1 besteht aus 10 Addier-Schaltungen 12 nach Fig. 4 und der Teil-Schaltung 17 und den Oder-Schaltungen 19 und 20 und den zugehörigen Leitungen. Die Schaltung 17 besteht aus 5 Negier-Schaltungen 22 und 4 Und-Schaltungen 23 mit je 2 Eingängen und der Oder- Schaltung 24. Die Sechs-Aufwärts-Verschiebeschaltung 2 ist mit einer Geradeaus-Schaltung kombiniert und besteht aus 10 Und-Schaltungen 25 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 26 und 5 Oder-Schaltungen 27 mit je 2 Eingängen und den zugehörigen Leitungen. Die Neuner-Komplementschaltung 3 ist mit einer Umgehungs-Schaltung kombiniert und besteht aus 20 Und-Schaltungen 29 mit je 2 Eingängen und 10 Oder-Schaltungen 30 und den zugehörigen Leitungen. Die Summanden-Zerlege- Schaltung 4 besteht aus den Oder-Schaltungen 31 bis 34 und den zugehörigen Leitungen. Die Summanden-Zerlegeschaltung 5 ist gleich, wie die Summanden-Zerlegeschaltung 4 und besteht aus den Oder-Schaltungen 41 bis 44 und den zugehörigen Leitungen. Der duale Voll-Addierer 6 ist ein dualer Spezial- Voll-Addierer, welcher aus 3 normalen Addierern 56 bis 58 und einer Negier-Schaltung 59 und einer Und-Schaltung 60 mit 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 70 mit 2 Eingängen besteht. Die Eingänge dieses dualen Voll-Addierers haben die Bezeichnungen e und f und x; der Ausgang mit der Wertigkeit 1 hat die Bezeichnung i; der Übertrag-Ausgang mit der Wertigkeit 2 hat die Bezeichnung k. Die Zusatz-Schaltung 8 besteht aus 2 Und-Schaltungen 51 und 52 und 2 Negier-Schaltungen 53 und 54 und der Oder-Schaltung 55. Die Zusatz-Schaltung 9 ist gleich, wie die Zusatz-Schaltung 8 und besteht aus 2 Und-Schaltungen 61 und 62 und 2 Negier-Schaltungen 63 und 64 und der Oder- Schaltung 65. Die Fünf-Aufwärts-Verschiebeschaltung 11 ist auch mit einer Geradeaus-Schaltung kombiniert und besteht aus 10 Und-Schaltungen 38 mit je 2 Eingängen und der Negier- Schaltung 39 und den zugehörigen Leitungen. Die Schaltung 14 besteht aus den Oder-Schaltungen 45 und 46 und der Und-Schaltung 47 und der Negier-Schaltung 48. Die Schaltung 10 besteht aus einem dualen Halb-Addierer des Typs B mit der Nummer 71 und einem dualen Halb-Addierer des Typs A, welcher die Nummer 72 hat und mittels einer zusätzlichen Oder-Schaltung 73 zu einer Spezial-Schaltung erweitert ist.

Die Addier-Schaltungen 12 (Fig. 4) bestehen aus je einer Oder-Schaltung 57 mit 2 Eingängen und je einer Und-Schaltung 58 mit 2 Eingängen. Die Eingänge haben die Bezeichnungen a und b. Der Ausgang hat die Bezeichnung c und der Übertrag- Ausgang die Bezeichnung d. Die Eingänge a und b und der Ausgang c und der Übertrag-Ausgang d haben die Zahlenwertigkeit 2, weil die Eingänge a und b mit der Zahlenwertigkeit 2 angesteuert werden.

Diese Addier-Schaltungen 12 (Fig. 4) haben bei den nachfolgend angeführten Eingangs-Potentialen folgende Ausgangs-Potentiale:

Die Eingänge A und B und die Ergebnis-Ausgänge C sind mit den zugehörigen Zahlenwerten (Ziffern 0 bis 9) gekennzeichnet. Die Eingänge A sind bei Addition die Eingänge für den ersten Summanden und bei Subtraktion die Eingänge für den Minuenden. Die Eingänge B sind bei Addition die Eingänge für den zweiten Summanden und bei Subtraktion (additiver Subtraktion) die Eingänge für den Subtrahenden. Die Ausgänge C sind bei Addition und additiver Subtraktion die Ergebnis- Ausgänge.

Die Wirkungsweise des seriellen Addier-Subtrahierwerks Type A1 (Fig. 1 und 2 und 4 und 5) ergibt sich beim Addieren wie folgt: Die Einstellung auf Addition (additive Addition) erfolgt durch Anlegen von H-Potential an den Eingang E. Damit hat die Leitung f H-Potential und die Leitung m L-Potential und ist somit die Neuner-Komplement-Schaltung 3 auf Umgehung vor-angesteuert und sind die Und-Schaltungen 51 und 61 an ihrem ersten Eingang dauernd vor-angesteuert. Der erste Summand kommt dezimal-1-aus-10-codiert an den A-Eingängen zur Anlage und der zweite Summand ebenfalls dezimal-1-aus- 10-codiert an den B-Eingängen. Falls von der vorherigen Addition kein Übertrag zu verarbeiten ist, hat der Ausgang z des Übertrag-Speichers 7 L-Potential und liegt somit am Übertrag-Eingang x des dualen Voll-Addierers 6 nur L-Potential an. Falls von der vorherigen Addition ein Übertrag zu verarbeiten ist, hat der Ausgang z des Übertrag-Speichers 7 H-Potential und liegt somit am Übertrag-Eingang x des dualen Voll-Addierers 6 H-Potential an. Der erste, an den A- Eingängen anliegende Summand wird in der Zerlegeschaltung 4 in Teil-Summanden zerlegt und liegt somit zerlegt an den entsprechenden Eingängen der Schaltungen 1 und 6 und 10 an. Der zweite, an den B-Eingängen anliegende Summand liegt über die entsprechende Umgehungs-Leitung v der Neuner-Komplement- Schaltung 3 an den entsprechenden Eingängen der Schaltungen 1 und 6 und 10 an, nachdem er zuvor in der Zerlegeschaltung 5 in Teil-Summanden zerlegt wurde.

Falls die Summe der beiden Summanden kleiner ist, als die Zahl 10, hat die Leitung p L-Potential. In diesem Fall hat die Addition keinen Schaltungs-Übertrag und keinen wirklichen Übertrag und liegt am Eingang w des Übertrag-Speichers 7 nur L-Potential an und haben die Ergebnis-Ausgänge C dezimal- 1-aus-10-codiert die Summe der beiden Summanden abzüglich 0 (Null). Falls die Summe der beiden Summanden größer ist, als die Zahl 9, hat die Leitung p H-Potential. In diesem Fall hat die Addition einen Schaltungs-Übertrag und einen wirklichen Übertrag und liegt am Eingang w des Übertrag- Speichers 7 H-Potential an und haben die Ergebnis-Ausgänge C dezimal-1-aus-10-codiert die Summe der beiden Summanden abzüglich 10.

Beim Subtrahieren ergibt sich die Wirkungsweise dieses Addier-Subtrahierwerks wie folgt: Die Einstellung auf Subtraktion (additive Subtraktion) erfolgt durch Anlegen von L- Potential an den Eingang E. Damit hat die Leitung f L-Potential und die Leitung m H-Potential und ist somit die Neuner- Komplement-Schaltung 3 dauernd Komplement-vor-angesteuert und sind die Und-Schaltungen 52 und 62 an ihrem ersten Eingang dauernd vor-angesteuert. Der Minuend kommt dezimal- 1-aus-10-codiert an den A-Eingängen zur Anlage und der Subtrahend ebenfalls dezimal-1-aus-10-codiert an den B-Eingängen. Falls von der vorherigen additiven Subtraktion kein Übertrag zu verarbeiten ist, hat der Ausgang z des Übertrag- Speichers 7 L-Potential und liegt am Übertrag-Eingang x des dualen Voll-Addierers 6 H-Potential an, das jedoch kein Übertrag ist, sondern nur der Ausgleich für die Abweichung der Neuner-Komplementzahl des Subtrahenden vom Zehner- Komplement ist. Falls von der vorherigen additiven Subtraktion ein Übertrag zu verarbeiten ist, hat der Ausgang z des Übertrag-Speichers 7 H-Potential und liegt am Übertrag- Eingang x des dualen Voll-Addierers 6 nur L-Potential an und wird somit ein Übertrag von der vorherigen additiven Subtraktion dadurch verarbeitet, daß die Abweichung der Neuner- Komplementzahl des Subtrahenden vom Zehner-Komplement nicht ausgeglichen wird. Der an den A-Eingängen anliegende Minuend wird in der Zerlegeschaltung 4 in Teil-Minuenden zerlegt und liegt somit zerlegt an den entsprechenden Eingängen der Haupt-Schaltung 1 und des dualen Voll-Addierers 6 und der Schaltung 10 an. Der an den B-Eingängen anliegende Subtrahend wird in der Schaltung 3 Neuner-komplementiert; somit liegen an den entsprechenden Eingängen der Haupt- Schaltung 1 und des dualen Voll-Addierers 6 und der Schaltung 10 die Teil-Subtrahend-Summanden des Subtrahend-Summanden an.

Falls die Summe des Minuenden und des Subtrahend-Summanden größer ist, als die Zahl 9, hat die Leitung p H-Potential. In diesem Fall hat die Subtraktion (additive Subtraktion) einen Schaltungs-Übertrag und keinen wirklichen Übertrag und liegt am Eingang w des Übertrag-Speichers 7 nur L-Potential an und haben die Ergebnis-Ausgänge C dezimal-1-aus-10-codiert die Subtraktions-Ergebniszahl zuzüglich 0 (Null). Falls die Summe des Minuenden und des Subtrahend-Summanden kleiner ist, als die Zahl 10, hat die Leitung p L-Potential. In diesem Fall hat die Subtraktion (additive Subtraktion) keinen Schaltungs-Übertrag und einen wirklichen Übertrag und liegt am Eingang w des Übertrag-Speichers 7 H-Potential an und haben die Ergebnis-Ausgänge C dezimal-1-aus-10-codiert die Subtraktions-Ergebniszahl zuzüglich 10.

Das Addier-Subtrahierwerk Type A 2 (Fig. 3 und 2 und 4 und 5) weist im Vergleich mit dem Addier-Subtrahierwerk Type A 1 (Fig. 1 und 2 und 4 und 5) den Unterschied auf, daß die Haupt-Schaltung 1 (1 b) nur 9 Addier-Schaltungen 12 nach Fig. 4 aufweist. Diese Einsparung einer Addier-Schaltung ist deshalb möglich, weil vom Ausgang der Oder-Schaltung 32 zwei Addierschaltungs-Eingänge angesteuert werden und weil entweder von den Oder-Schaltungen 31 und 32 nur eine an ihrem Ausgang H-Potential hat oder keine dieser beiden Oder-Schaltungen an ihrem Ausgang H-Potential hat. In sonstiger Beziehung ist dieses Addier-Subtrahierwerk Type A 2 gleich, wie das Addier-Subtrahierwerk Type A 1.

Das Addier-Subtrahierwerk Type B 1 (Fig. 6 und 2 und 4 und 5) weist im Vergleich mit dem Addier-Subtrahierwerk Type A 1 (Fig. 1 und 2 und 4 und 5) den Unterschied auf, daß die Zusatz- Schaltungen 8 und 9 nicht angeordnet sind und saß somit die Überträge bei Subtraktion (additiver Subtraktion) im Übertrag-Speicher 7 negiert gespeichert werden. Bei diesem Addier-Subtrahierwerk muß bei Umstellung von Addition auf Subtraktion (Addition auf additive Subtraktion) der Ausgang z des Übertrag-Speichers 7 auf H-Potential gesetzt weden und bei Umstellung von Subtraktion auf Addition (additive Subtraktion auf Addition) der Ausgang z des Übertrag-Speichers 7 auf L-Potential gesetzt werden.

Das Addier-Subtrahierwerk Type B 2 ist nicht dargestellt und weist im Vergleich mit dem Addier-Subtrahierwerk Type B 1 den Unterschied auf, daß die Haupt-Schaltung 1 nur aus 9 Addier-Schaltungen 12 besteht. Bei diesem Addier-Subtrahierwerk Type B 2 ist somit die Haupt-Schaltung 1 gleich, wie die Haupt-Schaltung 1 b des Addier-Subtrahierwerks Type A 2.

Claims (7)

1. Serielles elektronisches Addier-Subtrahierwerk im Dezimal-1-aus-10-Code, bei dem die Additionen und die Subtraktionen auf additive Weise erfolgen und dessen Haupt-Schaltung (1) nur 9 oder 10 Addier-Schaltungen (12) aufweist, welche je 2 Eingänge und je einen Ausgang und je einen Übertrag-Ausgang haben und nur die Wertigkeit 2 verarbeiten und welche dann an ihrem Ausgang und an ihrem Übertrag-Ausgang H-Potential haben, wenn an beiden Eingängen H-Potential anliegt und bei dem in beiden Eingangs-Bereichen von den Summanden, welche größer sind, als die Zahl 4, ein Teil-Summand mit der Wertigkeit 5 abgezweigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Aufwärts-Verschiebeschaltung (2) aufweist, welche mit einer Geradeaus-Schaltung kombiniert ist und welche bei Verschiebe-Ansteuerung die an ihren Eingängen anliegende Zwischen-Ergebniszahl um die Zahl 6 anhebt.

2. Serielles elektronisches Addier-Subtrahierwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es auch eine zweite Verschiebeschaltung (11) aufweist, welche auch mit einer Geradeaus-Schaltung kombiniert ist und welche bei Verschiebe-Ansteuerung die an ihren Eingängen anliegende Zwischen-Ergebniszahl um die Zahl 5 anhebt.

3. Serielles elektronisches Addier-Subtrahierwerk nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sechs-Aufwärts-Verschiebeschaltung (2) und die Fünf-Aufwärts-Verschiebeschaltung (11) nur je 10 Und-Schaltungen mit je 2 Eingängen aufweisen.

4. Serielles elektronisches Addier-Subtrahierwerk nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Summanden mit dem Zahlenwert 9 in die Teil-Summanden 5 und 4 zerlegt werden und daß Summanden mit dem Zahlenwert 8 in die Teil-Summanden 5 und 2 und 1 zerlegt werden und daß Summanden mit dem Zahlenwert 7 in die Teil-Summanden 5 und 2 zerlegt werden und daß Summanden mit dem Zahlenwert 6 in die Teil-Summanden 5 und 1 zerlegt werden.

5. Serielles elektronisches Addier-Subtrahierwerk nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zusatz-Schaltung für die Ausführung von additiven Subtraktionen eine Neuner-Komplement-Schaltung (3) aufweist, welche mit einer Komplement-Umgehungs- Schaltung kombiniert ist.

6. Serielles elektronisches Addier-Subtrahierwerk nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es für die Steuerung der Verarbeitung der Ziffern 1 und der Rest-Ziffern 1 einen dualen Voll-Addierer (6) oder zwei duale Halb-Addierer aufweist, welche mittels einer zusätzlichen Oder-Schaltung zu einem dualen Voll-Addierer zusammengeschaltet sind.

7. Serielles elektronisches Addier-Subtrahierwerk nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 4 oder nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es für die Steuerung der Verarbeitung der Wertigkeit 5 und einer Rest-Eins von der Schaltung (6) zwei duale Halb-Addierer (71 und 72) aufweist, von denen der duale Halb-Addierer (72) mit einer zusätzlichen Oder-Schaltung (73) kombiniert ist.