RU1784972C

RU1784972C - Устройство дл сложени чисел в дополнительном коде

Info

Publication number: RU1784972C
Application number: SU914937337A
Authority: RU
Inventors: Ильфан Маратович Ермаков; Алексей Ефимович Заболотный
Original assignee: И.М.Ермаков и А.Е.Заболотный
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1992-12-30

Abstract

Изобретение относитс к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано дл создани различных узлов и устройств универсальных и специализированных машин. Цель изобретени - сокращение аппаратных затрат при построении сумматоров чисел, представленных в дополнительном коде, при заданной разр дности операндов. Эффект достигаетс за счет того, что вместо дополнительного сумматора дл получени знака результата используютс только два инвертора, что существен но Сокращает аппаратурные затраты дл реализации схемы формировани знака. Устройство дл сложени чисел в дополнительном коде содержит п одноразр дных сумматоров (п - разр дность операндов), входы ai, bi операндов одноразр дных сумматоров с первого по (п-Ч)-й сое- динены с входами соответствующих разр дов первого (ai) и второго (bi) операндов устройства (I 1,..., п-1), а выходы суммы Si соединены с выходами соответствующих разр дов результата устройства, выход (Sn) старшего разр да выходного операнда устройства , входы операндов an. bn n-го одноразр дного сумматора подключены к входам знаковых разр дов входных операндов , а выход переноса сумматора соединен с выходом (Зи) знака устройства. Входной перенос (Ci) устройства поступает на вход переноса первого одноразр дного сумматора . Схема может быть использована в различных устройствах автоматики и цифровой вычислительной техники дл сложени чисел в дополнительном коде. 1 ил. сл с

Description

Изобретение относитс к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано дл создани различных узлов и устройств универсальных и специализированных вычислителей.

Известна схема устройства дл сложени чисел в дополнительном коде, вход ща в состав схемы, представленной в книге Б.И.Соловьев, К.Г.Самофалов и др. Электронные цифровые вычислительные машины - Киев: Вища школа, 1976, с.297. рис.272.

Недостатком известной схемы вл етс ее относительна сложность вследствие избыточных аппаратурных затрат на формирование знака результата.

Известно устройство дл сложени чисел , со держащее П одноразр дных сумматоров в основном операционном узле и дополнительные сумматор в схеме формировани знака результата. Недостатком известного устройства также вл етс относительно высокие аппаратурные затра ч со

4 Ю 4

ND

ты в схеме формировани знака результата

1.

Наиболее близким по технической сущности вл етс устройство дл сложени чисел в дополнительном коде, вход щее в состав схемы, содержащей п одноразр дных сумматоров(п - разр дность операнда), входы операнда одноразр дных сумматоров с первого по (п-1)-й соединены с входами соответствующих разр дов первого и второго операнда1 устройства, а выходы суммы соединены 6 выводами соответствующих разр дов результата устройства, выход переноса i-го одноразр дного сумматора (1 1п-2) соединен с входом переноса (М)-го одноразр дного сумматора, выход переноса п-го одноразр дного сумматора соединен с входом переноса допол- нительного (п + 1)-го одноразр дного сумматора, входы операнда которого соединены с входами операндов n-го одноразр дного сумматора и подключены к входам знаковых разр дов операнда, выход суммы дополнительного одноразр дного сумматора подключен к выходу знака устройства, а выход переноса - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с управл ющей шиной, а выход подключен к входу переноса первого одноразр дного сумматора 2.

Недостатком известного устройства дл сложени чисел в дополнительном коде вл етс его сложность, вследствие относительно еысоких аппаратурных затрат п схеме формировани знака результата.

Цель изобретени - упрощение устройства . Насто ща цель достигаетс за счег того, что в устройство дл сложени чисел в дополнительном коде, содержащее п одноразр дных сумматоров (п-разр днос ь операндов ), входы одноразр дных сумматоров с первого по (п-1)-й соединены с входами соответствующих разр дов первого и второго операндов устройства, а выходы суммы соединены с выходами соответствующих разр дов результата устройства, выход переноса 1-го одноразр дного сумматора О - 1,...,п-2) соединен с входом переноса (1+1)-го одноразр дного сумматора, входы операндов n-го одноразр дного сумматора соединены с входами знаковых разр дов первого и второго операндов устройства.до- полнительно введены первый и второй инверторы , аход первого инвертора соединен с выходом переноса (п-1)-го одноразр дного сумматора, выход первого инвертора подключен к входу переноса n-го одноразр дного сумматора, выход суммы которого соединен с входом второго инвертора, выход которого подключен к выходу п-го (Стар

шего) разр да результата устройства, а выход переноса n-го одноразр дного сумматора соединен с выходом знакового разр да результата устройства.

Авторам не известны технические решени с признаками, аналогичными отличительным , В совокупности с известными признаками они про вл ют свойства неизвестные ранее из других решений, Сле0 довательно, предлагаемое устройство соответствует критерию существенные отличи ,

На чертеже показана схема устройства дл сложени чисел в дополнительном коде.

5 Устройство дл сложени чисел в дополнительном коде содержит (п+1) одноразр дных сумматоров 16 (п разр дность операндов), входы ai, bi операндов одноразр дных сумматоров 14 с

0 первого по (п-1)-й соединены с входами 7 соответствующих разр дов первого (а;) и

второго (bi) операндов устройства (I 1

н-1), а выходы суммы (Si) соединены с выходами 8 соответствующих разр дов резуль5 тата устройства, выходы Сн-1 переноса 1-го

одноразр дного сумматора (i 1rt-1),

соединенные входами переноса (1+1)-го одноразр дного сумматора, выход Сп+1 переноса n-го одноразр дного сумматора сое0 динен с входом переноса дополнительного одноразр дного сумматора б, входы операндов которого (зпн, bn-и) соединены соответственно с входами операндов an, bn n-го одноразр дного сумматора 5 и подключены

5 к входам 9 знаковых разр дов входного операндов , выход суммы дополнительного одноразр дного сумматора 6 подключен к выходу 10 (Зн) знака устройства. Входной перенос Ci устройства поступает на вход

0 переноса сумматора 1, Выход суммы сумматора 5 соединен с выходом 11 (Sn) старшего разр да выходного операнда устройства.

Устройство дл сложени чисел в дополнительном коде (фиг,2) содержит п однораз5 р дных сумматоров 1:5 (п - разр дность операндов), входы ai, bi операндов одноразр дных сумматоров 14 с первого по

(п-1)-й соединены с входами б соответствующих разр дов первого (ai) и второго (bi)

0 операндов уст ройства 0 1п-1), а выходы

суммы (Si) соединены с выходами 7 соответствующих разр дов результата устройства, выходы CIH переноса i-ro одноразр дного сумматора (I 1 ,.,.,п-2) соединены с входами

5 (i-H)-ro одноразр дного сумматора, выход переноса ()-го одноразр дного сумматора 4 соединен с входом первого инвертора 8,выход которого подключен к входу переноса одноразр дного сумматора 5, выход суммы которого соединен с входом второго

инвертора 9, выход которого подключен кТождество формул (3) и (За) следует из

выходу 10 (Sn) старшего разр да выходногосвойства функции сложени по модулю

операнда устройства, выходы операндов an, два:

bn п-го одноразр дного сумматора 5 под-а®Ь а@Ь.

ключены к входам 11 знаковых разр дов5 attTbCFC гйЗГЕГ®с

входных операндов, а выход переноса сум-Выведем (1а) из (1) использу (2) матора 5 соединен с выходом 12 (Зц) знака

устройства. Входной перенос 13 (Сч) устрой-an©bn©Cn+i an©bn@(an bn + ап Сп + ства поступает на вход переноса первого

одноразр дного сумматора 1.10 + bn Сп) (ап bn + an bn)©(an bn + an Cn +

Устройство дл сложени чисел в допол- .-,...

нительном коде работает следующим обра- +bn Сп) (an bn + an bn) (an bn + ап Сп + Ьп Сп) +

зом. На входы 6 устройства подаютс

разр ды первого (а,-) и второго (bi) операн- -Kan bn + an bn) (an bn + an Cn + bn Cn) (an bn +

дов (I 1,...,n-1). На вход 11 поступают зна- 15

ковые разр ды первого (ап) и второго (bn) +an bn) (ап + bn) (ап + Cn) (bn + Сп)н an bn +

операндов, Входной перенос поступает

вход 13 устройства, На выходах 7 устройст- +ал bn Cn (ал bn + ал bn) (Sn bn + bn Cn -iва образуютс младшие разр ды (Si,...,Sn-i)

выходного операнда устройства. На выхо- 20 +ал Cn) + an bn ап bn + an bn Cn + an bn Сп

дах 10 и 11 образуютс , соответственно,

старший (Sn) и знаковый (Зм) разр ды выход- an bn (1 + Cn) + an bn Cn + an bn Cn an bn +

ного операнда устройства. л

Дл более подробного по снени рабо- + ап Сп (Ьп ч bn) + an bn Cn an bn + ап Сп (1 - ты предлагаемого устройства определим ло-

гические выражени старшего и знакового + bn) + an bn Cn an bn + an Cn + bq Cn (ап н разр дов выходного операнда предложен-

ного устройства и устройства-прототипа. -J-an) an Ьр + ап Cn + bn Сп Покажем логическую эквивалентность этих выражений.30 Таким образом, показали, что

Логические выражени известного уст-ь

коде записываетс следующим образом:

при

Сп-и an bn + ап Сп + Ьп Сл где Сп+1 an bn + ап Сп + bn Сп , (2)

Таким образом, показана полна эквивыходной перенос (п-И)-го одноразр дного валентность логических выражений извест- сумматора 6 (прототип),40. ной и предложенной схем. Однако при этом

an, bn-знаковые разр ды входных one- известна схема имеет относительно боль- рандов,шие аппаратурные затраты в схеме формиСп - входной перенос п-го одноразр д- ровани старшего (Зл) и знакового (Зн) ного сумматора 5. разр дов выходного операнда. ДействиЛогическое выражение старшего разр да 45 тельно, известна схема содержит дл этих результата сложени в известном устройст- целей два одноразр дных сумматора, в то ве представл етс :врем как предлагаема схема имеет только

один одноразр дный сумматор и два инверSn an@bn©Cn ,(3)тора. Очевидно, что одноразр дный сумма50 тор существенно сложнее двух инверторов где ©- сложение по модулю два. ,дл любого из известных схемотехнических

Логические выражени дл предлагав- базисов. Следовательно, этим доказываетмого устройства представл ютс :с больша эффективность предлагаемой

схемы в смысле аппаратурных затрат. Та-Зн Sn bn + an Cn -t- bn Cn , (1a)55 ким образом, требовани критери положительный эффект удовлетвор ютс .

Claims

Sn ап ЭЬп®Сп ,(За)Формула изобретени

Необходимо показать, что формулы (1) иУстройство дл сложени чисел в до (1а), (3) и (За) соответственно эквивалент- полнительном коде, содержащее п од- ны.поразр дных сумматоров (п - разр дность

операндов), первый и второй входы с первого по (п-1)-й одноразр дных сумматоров соединены с входами соответствующих разр дов первого и второго операндов устройства , а выходы суммы с первого по (п-1)-й одноразр дных сумматоров соединены с выходами соответствующих разр дов результата устройства, выход переноса 1-го одноразр дного сумматора (I 1,...,п-2) соединены с входом переноса ( одноразр дного сумматора, первый и второй входы п-го одноразр дного сумматора соединены с входами знаковых разр дов первого и второго операндов устройства,

0

отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства, введены первый и второй инверторы, вход первого инвертора соединен с входом переноса (п-1)-го одноразр дного сумматора, выход первого инвертора подключен к входу переноса п- го одноразр дного сумматора, выход суммы n-го Одноразр дного сумматора соединен с входом второго инвертора, выход которого подключен к выходу n-го разр да результата устройства, а выход переноса n-го одноразр дного сумматора соединен с выходом знакового разр да результата устройства.

8

о1

ы

al

Ы an-2

/ V

Л L

ЈL

73

5

а...

is/

f

$2

vs/т-г vSfr/i

П 1Шк)

bn-t ffn-f

CnJ

v ..jr.