Изобретения относятся к области вычислительной техники и могут быть использованы в процессорах ЭВМ и в устройствах цифровой автоматики. Известны способы и устройства выполнения вычислительных операций (УВВО), заключающиеся в последовательном выполнении элементарных операций (ЭО) приема слагаемых, формировании переноса и суммы в каждом разряде и занесении суммы в триггеры регистра результата или в триггеры первого слагаемого. Способы и устройства выполнения вычислительных операций детально рассмотрены в книге М.А. Карцева «Арифметика цифровых машин», изд-во «Наука», 1969 г., стр. 130-201, 273-286, 331-338. Общими недостатками известных способов и устройств являются необходимость использования трех триггерных регистров для выполнения базовой операции сложения, затрат не менее трех временных тактов выполнения ЭО приема кода, формирования потенциала переноса Тп=2nτ (здесь n - число двоичных разрядов, τ - временная задержка сигнала переноса на одном элементе И, ИЛИ) и запоминания результата суммирования в регистре результата. Для повышения быстродействия выполнения операций сложения широко применяют различные схемы цепей ускорения распространения потенциала переноса, но это связано с дополнительными затратами оборудования, электропотребления и финансовых расходов. Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство по патенту RU 2388041 Способ и устройство сложения двоичных кодов, в котором используется только два RS-триггера в каждом разряде, частично совмещены во времени выполнение элементарных операций приема второго слагаемого и формирование переноса, но суммарная задержка сигнала переноса остается равной 2nτ. Предлагаемые способы и устройство устраняют отмеченные недостатки прототипа. Целью изобретения является повышение быстродействия выполнения вычислительных операций за счет снижения временных задержек сигнала переноса, расширение перечня выполняемых операций при минимальных аппаратурных затратах. Для этого предложены способы и устройство выполнения вычислительных операций (ВО), обеспечивающие выполнение одновременно ЭО приема кода и формирование переноса за один временной такт, при этом требуется только два триггерных регистра, построенных на основе RS-триггеров и элементы И, ИЛИ, НЕ, операция логического умножения выполняется за один временной такт без учета времени приема кода второго сомножителя, при этом не требуется дополнительного оборудования, введена операция сравнения модулей кодов регистров
и
, т.е. определение
;
и
без увеличения оборудования УВВО, при этом устройство содержит как собственно устройство выполнения вычислительных операций, так и блок управления выполнением операций (БУВО).The invention relates to the field of computer technology and can be used in computer processors and in digital automation devices. Known methods and devices for performing computational operations (UVVO), which consist in sequentially performing elementary operations (EO) of receiving terms, forming a transfer and amount in each category, and entering the amount in the triggers of the result register or in the triggers of the first term. Methods and devices for performing computational operations are discussed in detail in M.A. Kartseva "Arithmetic of digital machines", publishing house "Science", 1969, pp. 130-201, 273-286, 331-338. Common disadvantages of the known methods and devices are the need to use three trigger registers to perform the basic addition operation, the costs of at least three time steps to perform the EO of receiving the code, the formation of the transfer potential T p = 2nτ (here n is the number of bits, τ is the time delay of the transfer signal on one element AND, OR) and storing the summation result in the result register. To improve the performance of addition operations, various circuits of accelerating the spread of the transfer potential are widely used, but this is associated with additional equipment costs, power consumption and financial costs. The closest adopted for the prototype is the device according to patent RU 2388041 A method and device for adding binary codes, which uses only two RS-flip-flops in each category, partially combined in time performing elementary operations of receiving the second term and generating transfer, but the total signal delay transfer remains equal to 2nτ. The proposed methods and device eliminate the noted disadvantages of the prototype. The aim of the invention is to increase the speed of computing operations by reducing the time delay of the transfer signal, expanding the list of operations with minimal hardware costs. To this end, methods and a device for performing computational operations (VO) are proposed that provide simultaneous EO reception of the code and the formation of transfer in one time cycle, with only two trigger registers built on the basis of RS-triggers and elements AND, OR, NOT, operation logical multiplication is performed in one time cycle without taking into account the time of reception of the code of the second factor, while no additional equipment is required, the operation of comparing the modules of register codes is introduced and , i.e. definition ; and without increasing the UVVO equipment, the device contains both the actual device for performing computational operations and the operation control unit (BWO).
На фиг. 1 приведена функциональная схема двух разрядов УВВО, каждый разряд которого содержит элементы И 1-8, элементы ИЛИ 9-12, элементы НЕ 13-16, RS-триггеры (Tr) 17, 18, информационный вход (ИВ) 19, вход управления (ВУ) выдачей прямого кода В 20, ВУ выдачей инверсного кода
21, ВУ выполнением операцией сложения по модулю 2 (ОСМ2) 22, ВУ выполнением операции логического умножения (ОЛУ) 23, ВУ формированием имитационного потенциала переноса (ИПП) 24, выход потенциала переноса i-го разряда (Pi) 26, выход Ai 27. На фиг. 2 приведена функциональная схема блока управления выполнением вычислительных операций, БУВО, содержащая элементы И 201-213, элементы ИЛИ 214-219, элементы НЕ 220, 221, триггер знака кода регистра А (3 нА) 223, триггер знака кода регистра В (3 нВ) 224, триггер индикации инверсного кода регистра А (Tr 3) 225, информационный вход знака регистра В 226. Входы первого, второго и третьего временных тактов (t1, t2, t3) 227, 228, 229 соответственно. Входы управления вычислительными операциями сложения, вычитания, инвертирования регистра А, логического умножения и операции сравнения модулей кодов (ОС, ОВ, ОИА, ОЛУ, ОСМ2) 230, 231, 237 232, и 233 соответственно.In FIG. Figure 1 shows a functional diagram of two categories of air-blast discharges, each discharge of which contains elements AND 1-8, elements OR 9-12, elements NOT 13-16, RS triggers (Tr) 17, 18, information input (II) 19, control input ( WU) by issuing a direct code B 20, WU by issuing an inverse code 21, VU by the operation of addition modulo 2 (OSM2) 22, VU by the operation of logical multiplication (OLU) 23, VU by formation of the simulation transfer potential (IPP) 24, the output of the transfer potential of the i-th discharge (P i ) 26, the output A i 27. In FIG. 2 is a functional diagram of a control unit for performing computational operations, BUVO containing AND 201-213 elements, OR 214-219 elements, HE 220, 221 elements, register code sign trigger A (3 nA) 223, register code sign trigger B (3 nV ) 224, the trigger for indicating the inverse code of register A (Tr 3) 225, the information input of the sign of register B 226. The inputs of the first, second and third time clocks (t1, t2, t3) 227, 228, 229, respectively. The control inputs for the computational operations of addition, subtraction, inversion of register A, logical multiplication, and comparing code modules (OS, OV, OIA, OLU, OSM2) are 230, 231, 237 232, and 233, respectively.
Устройство выполнения вычислительных операций выполнено следующим образом. В исходном состоянии (в статике) в Tr 17 хранится код первого слагаемого, в Tr 18 хранится код нуля, на ВУ 20-24 отсутствуют высокие потенциалы (ВП). Каждый разряд устройства выполнения вычислительных операций осуществляется следующим образом. Информационный вход (ИВ) 19 подключен к единичному входу Tr 18. Единичный и нулевой выходы Tr 18 соединены с первыми входами И 1, 2 соответственно, вторые входы этих элементов подключены к ВУ 20, 21. Выходы И 1, 2 через ИЛИ 9 соединены с первыми входами ИЛИ 11 и И 7. Вторые входы этих элементов подключены к выходу ИЛИ 12 младшего разряда, выход ИЛИ 11 соединен с первыми входами И 8, И 3. Второй вход И 8 подключен к выходу И 6. Выходы И 8, 7 подключены к первому и второму входам ИЛИ 12, третий вход которого соединен с ВУ 24. Выход И 7 через НЕ 13 соединен с вторым входом И 3, третий вход которого подключен к ВУ 22. Выход И 3 соединен с первыми входами И 4, 5, вторые входы которых подключены к входу и выходу НЕ 16 соответственно. Выход И 4 через НЕ 14 соединен с нулевым входом Tr 17. Выход И 5 через НЕ 15 подключен к единичному входу Tr 17 и первому входу И 6. Выход И 6 является выходом счетного триггера Ai. Выход И 4 соединен с первым входом ИЛИ 10, второй и третий входы которого подключены к единичному выходу Tr 17 и ВУ 23 соответственно. Выход ИЛИ 10 соединен с вторым входом И 6. Выход И 6 подключен к второму входу И 4 и НЕ 5. Выход НЕ 16 соединен с И 6. Выход элемента И 6 каждого разряда соединен с входами И 211 БУВО. Работа блока управления выполнением операций (Фиг. 2) осуществляется следующим образом. Информационный вход знака регистра В 226 подключен к единичному входу Tr 224, единичный и нулевой выходы этого триггера подключены к первым входам И 201, 202, их вторые входы связаны с единичным и нулевым выходами Tr 223. Выходы И 201, 202 через ИЛИ 214, соединены с входами И 204, 205 и через НЕ 220 с входами И 203, 206. Выходы И 203, 205 через ИЛИ 216 соединены с первым входом. И 209, второй вход которого связан с выходом И 207. Выход И 209 соединен с единичным входом Tr 223 и через ИЛИ 218 с нулевым входом этого же триггера и единичным входом Tr 225. Выходы И 204, 206 подключены к входам ИЛИ 215. Выходы ИЛИ 215, 216 являются ВУ 20, 21 устройства выполнения вычислительных операций. Вход первого временного такта (t1) 227 подключен к ИЛИ 219, вход t2 228 соединен с входом ИЛИ 217 и с первыми входами И 208, 207, вход t3 229 соединен с нулевым входом Tr 225 и с первыми входами И 210, 212, 213. Второй вход И 212 соединен с единичным выходом Tr 225, выход упомянутого И подключен к входам ИЛИ 219, 217, выходами которых являются ВУ 24, 22 устройства выполнения вычислительных операций. Вход операции вычитания (ОВ) 231 соединен с вторыми входами И 205, 206. Вход операции сложения (ОС) 230 соединен с вторыми входами И 204, 203. Вход операции логического умножения (ОЛУ) 232, далее, ВУ 23 и через ИЛИ 219, 215 подключен к ВУ 24, 20 соответственно. Вход операции сравнения модулей кодов
и
(ОСМ) 233 подключен к третьему входу ИЛИ 216, выходы И 6 каждого разряда УВВО через связь 27 соединены с входами И 211, выход которого подключен к первым входам И 210, 213. Выход И 210 подключен к входу ИЛИ 218. Выход потенциала переноса самого старшего разряда УВВО Pn 26 подключен к входу И 208 и через НЕ 221 к входу И 207. Выходы И 208, 207, 213 являются признаками
,
или
, и
234, 235, 290 соответственно. Вход операции ОСМ2 233 соединен с третьим входом ИЛИ 216. Вход операции ОИА 237 соединен с четвертым входом ИЛИ 219.A device for performing computational operations is as follows. In the initial state (in statics), the code of the first term is stored in Tr 17, the zero code is stored in Tr 18, and there are no high potentials (VP) on VU 20-24. Each bit of the device performing computational operations is as follows. Information input (II) 19 is connected to a single input Tr 18. The single and zero outputs Tr 18 are connected to the first inputs And 1, 2, respectively, the second inputs of these elements are connected to WU 20, 21. The outputs And 1, 2 through OR 9 are connected to the first inputs OR 11 and AND 7. The second inputs of these elements are connected to the output OR 12 of the least significant bit, the output OR 11 is connected to the first inputs AND 8, AND 3. The second input AND 8 is connected to the output AND 6. The outputs AND 8, 7 are connected to the first and second inputs OR 12, the third input of which is connected to VU 24. The output And 7 through NOT 13 is connected to the second input And 3, tr the input of which is connected to the VU 22. The output And 3 is connected to the first inputs And 4, 5, the second inputs of which are connected to the input and output NOT 16, respectively. The output AND 4 through HE 14 is connected to the zero input Tr 17. The output AND 5 through NOT 15 is connected to a single input Tr 17 and the first input AND 6. The output AND 6 is the output of the counting trigger Ai. The output AND 4 is connected to the first input OR 10, the second and third inputs of which are connected to a single output Tr 17 and VU 23, respectively. The output OR 10 is connected to the second input AND 6. The output AND 6 is connected to the second input AND 4 and NOT 5. The output is NOT 16 connected to AND 6. The output of the AND 6 element of each digit is connected to the inputs AND 211 of the BUVO. The operation of the operation control unit (Fig. 2) is as follows. The information input of the register sign B 226 is connected to a single input Tr 224, the single and zero outputs of this trigger are connected to the first inputs AND 201, 202, their second inputs are connected to the single and zero outputs Tr 223. The outputs AND 201, 202 through OR 214 are connected with inputs AND 204, 205 and through NOT 220 with inputs AND 203, 206. Outputs AND 203, 205 through OR 216 are connected to the first input. And 209, the second input of which is connected with the output And 207. The output And 209 is connected to a single input Tr 223 and through OR 218 with a zero input of the same trigger and a single input Tr 225. The outputs AND 204, 206 are connected to the inputs OR 215. The outputs OR 215, 216 are WU 20, 21 devices for performing computational operations. The input of the first time cycle (t1) 227 is connected to OR 219, the input t2 228 is connected to the input OR 217 and to the first inputs AND 208, 207, the input t3 229 is connected to the zero input Tr 225 and to the first inputs And 210, 212, 213. The second input And 212 is connected to a single output Tr 225, the output of the said And is connected to the inputs OR 219, 217, the outputs of which are WU 24, 22 of the computing device. The input of the subtraction operation (OB) 231 is connected to the second inputs AND 205, 206. The input of the addition operation (OS) 230 is connected to the second inputs AND 204, 203. The input of the operation of logical multiplication (OLU) 232, then VU 23 and through OR 219, 215 is connected to WU 24, 20, respectively. Input of code module comparison operation and (OSM) 233 is connected to the third input of OR 216, the outputs And 6 of each discharge of the air-borne air supply are connected via inputs 27 to the inputs of AND 211, the output of which is connected to the first inputs of AND 210, 213. The output of AND 210 is connected to the input of OR 218. The output of the transfer potential itself high-order discharge of the air-borne air discharge system Pn 26 is connected to the input And 208 and through NOT 221 to the input And 207. The outputs And 208, 207, 213 are signs , or , and 234, 235, 290, respectively. The input of the OSM2 233 operation is connected to the third input of the OR 216. The input of the operation OIA 237 is connected to the fourth input of the OR 219.
Рассмотрим работу устройства выполнения вычислительных операций и блока управления вычислительными операциями.Consider the operation of the device for computing operations and the control unit of computing operations.
1. Операция сложения (ОС). Операция выполняется за два-три временных такта t1, t2, t3. По t1 на вход управления (ВУ) 230 поступает высокий потенциал (ВП) ОС. Одновременно выполняют ЭО: прием кода второго слагаемого, поступающего по информационным входам (ИВ) 19 на единичные входы Tr 18 и на Tr 224; сравнение знаков слагаемых на И 201, 202, ИЛИ 214 БУВО, при 3 нА=3 нВ на выходе ИЛИ 214 вырабатывается ВП, который по цепи И 204, ИЛИ 215 поступает на ВУ 20 выдачи прямого кода В; формирование имитационного потенциала переноса (ИПП) Pi′″, основного и вспомогательного потенциалов переносов Pi′ и Pi″, равных Pi′=(BivPi-1)·Ai и Pi″=Bi·Pi-1 соответственно. Pi″′=1 во всех разрядах формируется за счет подачи ВП на ВУ 227. Далее сигнал проходит по цепи ИЛИ 219, ВУ 24 и поступает на третий вход ИЛИ 12 каждого разряда УВВО. Все три вида потенциалов переноса логически складываются на ИЛИ 12. Таким образом, потенциал переноса в каждом разряде формируется по соотношению Pi=[A·(BivPi-1)]vBi·Pi-1vИПП=Pi′vPi″vPi″′=1. Такой способ формирования максимального ПП без временой задержки сигнала достигается при условии A1=B1=1, во всех старших разрядах AivBi=1. Это позволяет исключить временные задержки формирования сигнала сквозного переноса, определяемые известным соотношением Pt=2nτ (n - число разрядов; τ - время задержки сигнала на одном элементе И, ИЛИ), и свести максимальную временную задержку переноса до длительности, равной длительности t1. Это позволяет исключить зависимость быстродействия выполнения ОС от числа разрядов УВВО без дополнительного использования оборудования. По t2, после снятия ВП с ВУ 24, в каждом разряде устройства будут сформированы реальные потенциалы Pi. Для получения Si ВП по ВУ 228, ИЛИ 217, ВУ 22 поступает на вход И 3 и вырабатывает импульс Qi выполнения ЭО сложения по модулю два, определяемый по соотношению
, который поступит на входы И 4, 5, выходы которых через НЕ 14, 15 соединены с нулевым и единичным входами Tr 17, и выполнит инвертирование кода упомянутого триггера. При этом в тех разрядах устройства, в которых Pi-1=Bi=1, инвертирование Tr 17 запрещается низким потенциалом с выхода НЕ 13. При Bi=Pi-1=0, также запрещается инвертирование Tr 17. Результат суммы i-го разряда формируется согласно соотношению
, здесь Qi - импульс, сформированный на выходе элемента И 3;
- знак сложения по модулю два. При 3 нА=3 нВ результат суммирования кодов
и
с учетом переносов сохраняют знак регистра А. Операция сложения выполняется за два временных такта, результат операции хранится в триггерах А в прямом коде. В том случае, если знаки слагаемых кодов А и В не равны, т.е. 3 нА≠3 нВ, по t1 высокий потенциал с НЕ 220 по цепи элементов И 203, ИЛИ 216, ВУ 21 поступит на И 2 УВВО и осуществит выдачу инверсного кода Tr 18 на входы элементов формирования Pi и Si. Все другие выполняемые по t1 ЭО выполняются аналогично выполнению операций, рассмотренных при сложении кодов с одинаковыми знаками. По t2 при 3 нА≠3 нВ анализируется потенциал переноса Pn, выработанный в самом старшем разряде УВВО, и выполняется сложение по модулю два кода регистра А, инверсного кода регистра
и ПП Pi-1. При Pn=1, что имеет место при модуле кода
больше модуля кода
, т.е.
, выполняют сложение кодов
и
с учетом ПП и прибавляют к коду самого младшего разряда устройства единицу за счет подключения Pn=1 к входам элементов ИЛИ 11, И 7 упомянутого разряда. Знак регистра А присваивается полученной сумме. При Pn=0, что имеет место при
или
выполняют ЭО сложения кодов
и
с учетом переносов, при этом с выхода НЕ 221 на вход И 207, через И 209, на счетный вход Tr 223 поступит ВП, который выполнит инвертирование кода упомянутого триггера и установит в «1» Tr 225, что является признаком инверсного кода, сформированного по t2 в регистре А. По третьему временному такту t3 ВП, поступивший по входу 229, установит Tr 225 в «0», по цепи элементов И 212, ИЛИ 219 поступит на ВУ 24 и по цепи элементов ИЛИ 217, ВУ 22, И 3 поступит на входы И 4, 5 УВВО и выполнит инвертирование кода всех разрядов регистра А, кроме знакового разряда. Кроме того, при наличии кода «1» с выхода И 6 во всех разрядах регистра А за счет информационной связи 27 на выход И 211, 210 будет выработан ВП, который через ИЛИ 218 поступит на нулевой вход Tr 223 и установит его в «0». При этом на вход 229 поступит ВП, который по цепи элементов И 212, ИЛИ 219, ВУ 24 УВВО поступит на ИЛИ 12, И 3 всех разрядов и разрешит выполнение ЭО инвертирования кода регистра А. Одновременно ВП с выхода И 212 через ИЛИ 217 поступит на ВУ 22 и выработает сигнал
инвертирования кода регистра А. Кроме того, ВП с входа 229 установит Tr 225 в «0» и, в случае равенства единице кода всех триггеров регистра А, с выхода И 211, 210 ВП через ИЛИ 218 установит Tr 223 в «0». Также по t3 запрещается выдача на входы элементов И 7, ИЛИ 11, т.е. с ВУ 21 снимается ВП. На этом ОС при 3 нА≠3 нВ завершается. Результат операции будет храниться в триггерах регистра А в прямом коде.1. The addition operation (OS). The operation is performed in two to three time steps t1, t2, t3. By t1, the control input (WU) 230 receives a high potential (VP) of the OS. At the same time, they perform EO: receiving the code of the second term coming through the information inputs (ИВ) 19 to the unit inputs Tr 18 and to Tr 224; comparing the signs of the terms on AND 201, 202, OR 214 BUVO, at 3 nA = 3 nV, the output of the OR 214 is generated by the VP, which through the And 204, OR 215 circuit goes to the WU 20 issuing the direct code B; formation of the simulated transfer potential (IPP) Pi ′ ″, the primary and auxiliary transport potentials Pi ′ and Pi ″ equal to Pi ′ = (BivP i-1 ) · Ai and Pi ″ = Bi · P i-1, respectively. Pi ″ ′ = 1 in all discharges is formed due to the supply of the VI to VU 227. Then the signal passes through the OR 219, VU 24 circuit and enters the third input OR 12 of each air-blast discharge. All three types of transfer potentials logically add up to OR 12. Thus, the transfer potential in each category is formed by the relation Pi = [A · (BivP i-1 )] vBi · P i-1 vIPP = Pi′vPi ″ vPi ″ ′ = one. This method of forming the maximum PP without time delay of the signal is achieved under the condition A 1 = B 1 = 1, in all the higher digits AivBi = 1. This makes it possible to eliminate the time delays of the formation of the end-to-end transfer signal determined by the known relation Pt = 2nτ (n is the number of bits; τ is the delay time of the signal on one AND, OR element) and reduce the maximum time delay of the transfer to a duration equal to the duration t1. This allows us to exclude the dependence of OS performance on the number of air-blast discharges without additional use of equipment. According to t2, after the VP is removed from VU 24, real potentials Pi will be generated in each discharge of the device. To obtain Si VP through VU 228, OR 217, VU 22 is fed to input And 3 and generates a pulse Qi of performing EO addition modulo two, determined by the ratio which will go to the inputs And 4, 5, the outputs of which through NOT 14, 15 are connected to the zero and single inputs Tr 17, and will invert the code of the above trigger. Moreover, in those bits of the device in which P i-1 = Bi = 1, the inversion of Tr 17 is prohibited by the low potential from the output of HE 13. At Bi = P i-1 = 0, the inversion of Tr 17 is also prohibited. discharge is formed according to the ratio , here Qi is the impulse generated at the output of the And 3 element; - modulo two addition sign. At 3 nA = 3 nV, the result of the summation of the codes and taking into account transfers, they keep the register sign A. The addition operation is performed in two time steps, the result of the operation is stored in triggers A in direct code. In the event that the signs of the terms of codes A and B are not equal, i.e. 3 nA ≠ 3 nV, with t1 high potential with NOT 220 along the AND 203, OR 216 circuit, VU 21 will go to And 2 UVVO and will issue an inverse code Tr 18 to the inputs of the Pi and Si formation elements. All other EOs performed on t1 are performed similarly to the operations considered when adding codes with the same signs. With respect to t2, at 3 nA ≠ 3 nV, the transport potential Pn developed in the highest-order discharge of the AHE is analyzed, and modulo two codes of register A and an inverse code of the register are added and PP P i-1 . With Pn = 1, which takes place with the code module more code module , i.e. perform the addition of codes and taking into account the PP, they add one to the code of the least significant bit of the device by connecting Pn = 1 to the inputs of the elements OR 11, AND 7 of the mentioned discharge. The sign of register A is assigned to the amount received. For Pn = 0, which takes place for or perform EO code addition and taking into account transfers, while from the output NOT 221 to the input AND 207, through And 209, the counting input Tr 223 will receive a VP that inverts the code of the above trigger and sets Tr 225 to “1”, which is a sign of the inverse code generated by t2 in register A. According to the third time cycle t3, the VI received at input 229 will set Tr 225 to “0”, through the chain of elements AND 212, OR 219 will go to VU 24 and through the chain of elements OR 217, VU 22, AND 3 will to the inputs And 4, 5 UVVO and will invert the code of all the digits of register A, except for the significant digit. In addition, if there is a code “1” from the output And 6 in all bits of the register A due to information communication 27 to the output And 211, 210 a VP will be generated, which through OR 218 will go to the zero input Tr 223 and set it to “0” . In this case, the input 229 will receive a VP, which through a chain of elements AND 212, OR 219, VU 24 UVVO will go to OR 12, AND 3 of all discharges and allow the EO to invert the code of register A. At the same time, the VP from the output AND 212 through OR 217 will go to VU 22 and will generate a signal invert code of register A. In addition, the VI from input 229 will set Tr 225 to “0” and, if the code of all triggers of register A is equal to one, from the output And 211, 210 of the VI through OR 218 will set Tr 223 to “0”. Also on t3, the issuance of AND 7, OR 11 elements to the inputs is prohibited, i.e. VP is removed from VU 21. On this OS, at 3 nA ≠ 3 nV, it ends. The result of the operation will be stored in the triggers of register A in direct code.
2. Операция вычитания (ОВ). Операция выполняется за два-три временных такта. Для выполнения ОВ на ВУ 231 подают ВП, который подключен к первым входам И 205, 206, одновременно принимают код уменьшаемого с ИВ 19, 226 на единичные входы Tr Tr 18 и 224, определяют неравенство знаков регистров А и В с помощью схемы сравнения на элементах И 201, 202, ИЛИ 214, НЕ 220. При равенстве знаков регистров А и В, т.е. при 3 нА≠3 нВ по цепи элементов ИЛИ 14, НЕ 220, И 206, ИЛИ 215, ВУ 20 выдают прямой код Tr 18 на входы элементов формирования Pi и Si, т.е. на элементы И 1, ИЛИ 9, ИЛИ 11, И 7. При 3 нА=3 нВ ВП с входа 231 проходит по цепи элементов И 205, ИЛИ 216, ВУ 21 и выдает инверсный код регистра
на входы элементов формирования Pi и Si. Одновременно потенциал t1 формирует имитационный потенциал ИПП во всех разрядах УВВО, поступая по цепи элементов ВУ 227, ИЛИ 19, ВУ 24, ИЛИ 12 и на входы И 7, ИЛИ 3. Потенциал переноса (ПП) в каждом разряде формируется согласно соотношению
, здесь Ai,
- значение триггеров i-го разряда, Pi-1 - ПП, выработанных в младшем разряде, Pi″′ - имитационный потенциал переноса. Такой способ формирования ПП позволяет исключить временную задержку сигнала сквозного переноса при условии, что Ai·Bi=1, а во всех старших разрядах УВВО коды равны AivBi=1, при этом максимальное время задержки сигнала ПП не превышает длительности t1, что повышает быстродействие вычисления без увеличения аппаратурных затрат и обеспечивает независимость быстродействия выполнения ОВ от числа двоичных разрядов. По t2 анализируют наличие или отсутствие Pn, выработанного в самом старшем разряде, и выполняют ЭО сложения модулей кодов
и
с учетом выработанных ПП. При Pn=0 инвертируют код Tr 223, устанавливают Tr 225 в «1» и прибавляют к коду самого младшего разряда по связи 25 УВВО «1» за счет подключения выхода ИЛИ 12 самого старшего разряда УВВО к входам ИЛИ 11, И 7 младшего разряда. По ВТ 3 ВП по входу 229, И 212, ИЛИ 219, 217 поступает на ВУ 24, 22 и выполняет инвертирование всех разрядов регистра А, устанавливает Tr 225 в «0» и, при наличии кода «1» в каждом разряде регистра А, устанавливает Tr 223 в «0». При Pn=1 код регистра А сохраняется. На этом ОВ завершают, результат операции хранят в регистре А в прямом коде.2. Subtraction operation (OB). The operation is performed in two to three time steps. To perform an OB, a VI is supplied to the VU 231, which is connected to the first inputs AND 205, 206, at the same time, the code decreases from the IV 19, 226 to the unit inputs Tr Tr 18 and 224, the inequality of the signs of the registers A and B is determined using the comparison circuit on the elements And 201, 202, OR 214, NOT 220. If the signs of the registers A and B are equal, i.e. at 3 nA ≠ 3 nV along the chain of elements OR 14, NOT 220, AND 206, OR 215, WU 20 give a direct code Tr 18 to the inputs of the elements of the formation Pi and Si, i.e. to the elements AND 1, OR 9, OR 11, AND 7. At 3 nA = 3 nV, the VP from input 231 passes through the chain of elements AND 205, OR 216, VU 21 and gives an inverse register code to the inputs of the elements of the formation of Pi and Si. At the same time, the potential t1 forms the simulation potential of the IPP in all the air-blast discharges, coming through the circuit of elements VU 227, OR 19, VU 24, OR 12 and to the inputs I 7, OR 3. The transfer potential (PP) in each discharge is formed according to the relation , here Ai, - the value of the triggers of the i-th category, P i-1 - PP developed in the low-order bit, Pi ″ ′ - imitation transfer potential. Such a method of generating a PP allows eliminating the time delay of the end-to-end signal, provided that Ai · Bi = 1, and in all high-order bits of the UVBO codes are equal to AivBi = 1, while the maximum delay time of the PP signal does not exceed the duration t1, which increases the computational speed without increase in hardware costs and ensures the independence of the performance of the OB from the number of binary bits. Using t2, the presence or absence of Pn generated in the highest order is analyzed, and the EO addition of the code modules is performed and taking into account the developed PP. When Pn = 0, the code Tr 223 is inverted, Tr 225 is set to “1”, and the least significant bit is added to the code of the least significant bit by communication 25 of the UVBO “1” by connecting the output OR 12 of the oldest bit of the UVBO to the inputs of OR 11, AND 7 of the least significant bit. On VT 3 VP on input 229, And 212, OR 219, 217 is supplied to VU 24, 22 and inverts all bits of register A, sets Tr 225 to "0" and, if there is a code "1" in each bit of register A, sets Tr 223 to "0". With Pn = 1, register code A is saved. On this OB complete, the result of the operation is stored in register A in direct code.
3. Операция логического умножения (ОЛУ). По t1 принимают код второго сомножителя в регистр В. По t1 и t2 ВП ОЛУ по входу 232 поступает на ВУ 23, через ИЛИ 219 - на ВУ 24 и через ИЛИ 215 на ВУ 20. При этом ВП по ВУ 23, ИЛИ 10, И 6 поступает на И 4, т.е. разрешает работу этого элемента. ВП с ВУ 24 через ИЛИ 12 i-го разряда поступает на И 7, ИЛИ 11 i-1-го разряда, с выхода ИЛИ 11 сигнал поступает на вход И 3 и разрешает работу этого элемента. При Bi=1 ВП с ВУ 20 по цепи элементов И 1, ИЛИ 9, И 7, НЕ 13 запрещает работу И 3. По t2 ВП по входу 228, ИЛИ 217, ВУ 22 поступит на вход И 3 всех разрядов и выполнит установку триггеров А в «0» тех разрядов, в которых Bi=0, все триггеры А других разрядов сохранят прежнее состояние. При этом сигнал с ВУ 22, И 3, И 4, НЕ 14 проходит на нулевой вход Tr 17. После окончания t2 в Tr 17 будет храниться результат выполнения ОЛУ.3. The operation of logical multiplication (OLU). At t1, the code of the second factor is taken into register B. At t1 and t2, the OLU OL at input 232 goes to VU 23, through OR 219 to VU 24, and through OR 215 to VU 20. At the same time, the VI through VU 23, OR 10, AND 6 goes to AND 4, i.e. allows this item to work. VP from VU 24 through OR 12 of the i-th category goes to AND 7, OR 11 of the i-1 discharge, from the output of OR 11, the signal goes to the input And 3 and allows the operation of this element. When Bi = 1 VP with VU 20 through the circuit of elements AND 1, OR 9, AND 7, NOT 13 prohibits the operation AND 3. By t2 VP on the input 228, OR 217, VU 22 will go to the input And 3 of all discharges and install the triggers And at “0” of those digits in which Bi = 0, all triggers A of the other digits will retain their previous state. In this case, the signal from WU 22, AND 3, AND 4, NOT 14 passes to the zero input Tr 17. After the end of t2, the result of the OLU will be stored in Tr 17.
4. Операция инвертирования кода регистра А (ОИА). Операция выполняется за два временных такта. По t1 выполняют ЭО: формирование ИПП за счет подачи на вход 237 ВП, который по цепи элементов ИЛИ 219, ВУ 24, ИЛИ 12 i-го разряда поступает на И 3 i+1-го разряда и разрешает его работу. По t2 ВП, по входу 228, ИЛИ 217, ВУ 22, И 3 поступает на входы И 4, 5 и выполняет инвертирование кода Ai. Если Ai=1, то ВП с единичного выхода RS-триггера 17 через ИЛИ 10, И 6 поступает на второй вход И 4 и разрешает прохождение импульса на нулевой вход Tr 17. При этом ВП с выхода ИЛИ 10 будет поддерживаться неизменным в течение длительности сигнала с ВУ 22 за счет связи выхода И 4 с входом ИЛИ 10. Если Tr 17 хранит код «0», то высокий потенциал с выхода НЕ 16 будет поддерживаться на время длительности сигнала с ВУ 22, поступающего на единичный вход Tr 17 через И 5, НЕ 15. Таким образом, будет выполнено инвертирование кода триггера Ai.4. The operation of inverting the register code A (OIA). The operation is performed in two time steps. At t1, the EO is performed: IPP formation due to the input of 237 VPs, which, through the circuit of elements OR 219, VU 24, OR 12 of the i-th category, goes to AND 3 i + of the 1st category and allows its operation. By t2 VP, input 228, OR 217, VU 22, AND 3 is fed to inputs And 4, 5 and performs the inversion of the code Ai. If Ai = 1, then the VI from the single output of the RS-flip-flop 17 through OR 10, AND 6 goes to the second input And 4 and allows the pulse to go to the zero input Tr 17. In this case, the VI from the output of OR 10 will be kept constant for the duration of the signal with WU 22 due to the connection of the output AND 4 with the input OR 10. If Tr 17 stores the code “0”, then the high potential from the output NOT 16 will be maintained for the duration of the signal from WU 22, which is transmitted to the unit input Tr 17 through AND 5, NOT 15. Thus, the Ai trigger code will be inverted.
5. Операция сравнения модулей кодов (ОСМ). По t1 выполняют ЭО: формирование ИПП во всех разрядах за счет подачи на вход 227 ВП, который через ИЛИ 219 поступает на ВУ 24, ИЛИ 12 i-го разряда и на входы И 7 ИЛИ 11 i+1-го разряда; принимают код второго числа в регистр В; выдают инверсный код регистра В на входы формирования Pi и Si в каждом разряде; при этом ВП операции по входу 233, ИЛИ 216, ВУ 21 подключают к И 2, И 209 и сохраняют в течение t1 и t2. По t2 выполняют операцию сложения прямого кода А и инверсного кода В и анализируют наличие Pn, выработанного в самом старшем разряде. При Pn=1 на выходе И 208 вырабатывают ВП, соответствующий
, при Pn=0 ВП с выхода НЕ 221, И 207 ВП выдается на выход 235, что соответствует
или
. Упомянутый сигнал через И 209 инвертирует код Tr 223 и устанавливают Tr 225 в «1». По t3 формируют ИПП, подключая ВП к входу 229, далее И 212, ИЛИ 219, ВУ 24, ИЛИ 11, на вход И 3 УВВО. Одновременно t3 с выхода И 212 через ИЛИ 217, ВУ 22 поступает на И 3 и выполнят инвертирование всех триггеров регистра А. При этом на выходе И 213 вырабатывается сигнал, соответствующий равенству сравниваемых кодов, т.е.
. На выходе И 211, входы которого с помощью связи 27 соединены с выходом И 6 каждого разряда регистра А, вырабатывается ВП, который через И 210, ИЛИ 218 поступает на нулевой вход Tr 223 и устанавливает его в «0». По t3 триггер 225 устанавливается в «0». На этом ОСМ завершается.5. The operation of comparing code modules (OSM). At t1, the following EOs are performed: IPP formation in all discharges due to supply to the input of the 227 VP, which through OR 219 enters the VU 24, OR 12 of the i-th category and to the inputs AND 7 OR 11 of the i + 1-th category; accept the code of the second number in register B; provide an inverse code of the register B to the inputs of the formation of Pi and Si in each discharge; while the VP operation at the input 233, OR 216, WU 21 is connected to AND 2, AND 209 and stored for t1 and t2. By t2, the operation of adding direct code A and inverse code B is performed and the presence of Pn generated in the highest order is analyzed. When Pn = 1 at the output And 208 produce VP corresponding , at Pn = 0 VP from the output NOT 221, AND 207 VP is output 235, which corresponds to or . Said signal through AND 209 inverts the code Tr 223 and sets Tr 225 to “1”. On t3 form the IPP, connecting the VP to the input 229, then AND 212, OR 219, VU 24, OR 11, to the input AND 3 UVO. At the same time, t3 from the output of And 212 through OR 217, the WU 22 goes to And 3 and inverts all the triggers of register A. At the same time, the output corresponding to the equality of the compared codes is generated at the output And 213, i.e. . At the output And 211, the inputs of which are connected via the connection 27 to the output And 6 of each bit of register A, a VP is generated, which through And 210, OR 218 goes to the zero input Tr 223 and sets it to "0". At t3, trigger 225 is set to “0”. On this OSM ends.
Таким образом, предложенные способы и устройство выполнения элементарных вычислительных операций сложения, вычитания, логического умножения, инвертирования и сравнения модулей кодов обеспечивают повышение быстродействия за счет совмещения во времени выполнения ЭО приема кода и формирования сигналов переноса, при этом исключается зависимость времени формирования сигнала переноса от числа двоичных разрядов устройства. Повышение быстродействия вычислительных операций и перечня выполняемых операций достигается при минимальных затратах оборудования.Thus, the proposed methods and apparatus for performing elementary computational operations of addition, subtraction, logical multiplication, inversion, and comparison of code modules provide improved performance by combining the reception of the code and the formation of transfer signals in the time of the EO, while eliminating the dependence of the time of generating the transfer signal on the number binary bits of the device. Improving the speed of computing operations and the list of operations performed is achieved with minimal equipment costs.