RU2708501C1 - Parallel-series adder-subtractor by higher positions forward on neurons - Google Patents

Parallel-series adder-subtractor by higher positions forward on neurons Download PDF

Info

Publication number
RU2708501C1
RU2708501C1 RU2019115593A RU2019115593A RU2708501C1 RU 2708501 C1 RU2708501 C1 RU 2708501C1 RU 2019115593 A RU2019115593 A RU 2019115593A RU 2019115593 A RU2019115593 A RU 2019115593A RU 2708501 C1 RU2708501 C1 RU 2708501C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
input
information
output
control
Prior art date
Application number
RU2019115593A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Степанович Шевелев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2019115593A priority Critical patent/RU2708501C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2708501C1 publication Critical patent/RU2708501C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/50Adding; Subtracting
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/06Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

FIELD: computer equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the computer equipment. Device comprises a number input unit, a comparator unit, a parallel-serial adder unit-subtractor unit, a register of a greater number, unit for determination of transfer and borrowing, unit of registers of smaller number, unit of result registers, device control unit, threshold and neuron-like elements. Arithmetic operations of the computer are performed in a parallel-serial format in direct codes by bytes, the result is calculated using a sum operation modulo two, transfer during summation of binary numbers is determined on a threshold element.
EFFECT: technical result is faster execution of arithmetic operations.
1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам информатики и вычислительной техники и может быть использовано для создания арифметико-логических устройств, для создания быстродействующих и экономичных цифровых устройств суммирования и вычитания чисел в прямых кодах.The invention relates to technical means of computer science and computer technology and can be used to create arithmetic-logic devices, to create high-speed and economical digital devices for adding and subtracting numbers in direct codes.

Известна "Схема цифрового сумматора" (№ 99109089/09, от 04.07.1997 г.), позволяющая выполнять операцию сложения чесел в двоичной системе счисления.The well-known "Digital Adder Circuit" (No. 99109089/09, dated 04/07/1997), which allows performing the operation of combining cheshel in a binary number system.

Известно "Устройство для сложения" (№ 4892584/24, от 19.12.1990 г.), которое вычисляет сумму двоичных чисел.It is known "Device for addition" (No. 4892584/24, dated 12/19/1990), which calculates the sum of binary numbers.

В качестве прототипа выбран“Сумматор-вычитатель старшими разрядами вперед на нейронах” (№ 2205444 от 27.05.2003 г.), который вычисляет сумму и разность двоичных чисел в прямых кодах.As a prototype, “Adder-Subtractor with Higher Digits Ahead on Neurons” (No. 2205444 of 05.27.2003) was selected, which calculates the sum and difference of binary numbers in direct codes.

Недостатком предложенных технических решений является низкая скорость выполнения операций сложения и вычитания, сложный алгоритм работы.The disadvantage of the proposed technical solutions is the low speed of the operations of addition and subtraction, a complex algorithm of work.

В представленном параллельно-последовательном сумматоре-вычитателеIn the presented parallel-serial adder-subtractor

старшими разрядами вперед на нейронахвыполняются арифметические операции: суммирование и вычитание двоичных чисел.arithmetic operations are performed by senior bits ahead on neurons: summation and subtraction of binary numbers.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение скорости выполнения арифметических операций, повышение надежности работы сумматора-вычитателя, упрощение алгоритма работы устройства.The technical task of the proposed solution is to increase the speed of arithmetic operations, increase the reliability of the adder-subtractor, simplify the algorithm of the device.

Решение задачи осуществляется тем, что параллельно-последовательный сумматор-вычитатель старшими разрядами вперед на нейронах содержащий, блок ввода чисел, блок компарации, блок регистров большего числа, блок определения переноса и заёма, блок регистров меньшего числа, блок регистров результата, блок управления, дополнительно введен блок параллельно-последовательный сумматор-вычитатель, причем первый и второй информационные выходы блока ввода чисел соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока компарации, четвертый управляющий выход которого соединен с третьим управляющим входом блока управления, первый информационный выход которого соединен со вторым информационным входом блока регистров результата,управляющий вход которого соединен с третьим управляющим выходом блока компарации,второй информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока регистров меньшего числа,первый управляющий вход которого соединен со вторым управляющим выходом блока компарации, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока регистров большего числа, первый управляющий вход которого соединен с первым управляющим выходом блока компарации, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока ввода чисел и с управляющим входом блока определения переноса и заёма, первый информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом блока регистров большего числа, второй информационный вход которого соединен с третьим информационным выходом блока управления, второй управляющий выход которого соединен со вторым управляющим входом блока регистров большего числа, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока параллельно-последовательного сумматора-вычитателя, второй информационный вход которого соединен с информационным выходом блока определения переноса и заёма, второй информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом блока регистров меньшего числа, второй информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом блока управления,первый управляющий выход которого соединен со вторым управляющим входом блока регистров меньшего числа, первый информационный выход которого соединен с третьим информационным входом блока параллельно-последовательного сумматора-вычитателя, информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока регистров результата,первый и второй управляющие входы "СБРОС" и "ПУСК" блока управления являются внешними входами параллельно-последовательного сумматора-вычитателя старшими разрядами вперед на нейронах.The solution to the problem is that a parallel-serial adder-subtracter with higher digits forward on the neurons contains, a number input unit, a comparation unit, a larger number register block, a transfer and loan determination block, a lower number register block, a result register block, a control unit, additionally a parallel-serial adder-subtracter unit is introduced, the first and second information outputs of the number input unit being connected respectively to the first and second information inputs of the comparation unit, the fourth control output of which is connected to the third control input of the control unit, the first information output of which is connected to the second information input of the result register block, the control input of which is connected to the third control output of the comparator block, the second information output of which is connected to the first information input of the lower number register, the first control input of which is connected to the second control output of the comparation unit, the first information output of which is connected to the first m information input of the register block of a larger number, the first control input of which is connected to the first control output of the comparation unit, the control input of which is connected to the control output of the number input unit and with the control input of the transfer and loan determination unit, the first information input of which is connected to the second information output of the block more registers, the second information input of which is connected to the third information output of the control unit, the second control output of which is connected to the second m control input of the register block of a larger number, the first information output of which is connected to the first information input of the parallel-sequential adder-subtracter block, the second information input of which is connected to the information output of the transfer and borrow determination unit, the second information input of which is connected to the second information output of the register block a smaller number, the second information input of which is connected to the second information output of the control unit, the first control output of which connected to the second control input of the lower number register block, the first information output of which is connected to the third information input of the parallel-serial adder-subtracter block, the information output of which is connected to the first information input of the result register block, the first and second control inputs "RESET" and "START "the control unit are the external inputs of the parallel-serial adder-subtracter higher bits forward on the neurons.

БВЧ - блок ввода чисел служит для ввода операндов и знака операции.BVCh - the block of input of numbers serves for input of operands and an operation sign.

БКО - блок компарации служит для сравнения двоичных чисел, если необходимо выполнить операцию вычитания.BKO - the comparation unit is used to compare binary numbers, if it is necessary to perform the subtraction operation.

БППСВ –блок параллельно-последовательный сумматор-вычитательслужит для выполнения операций сложения и вычитания.BPSSV - block parallel-serial adder-subtractor serves to perform addition and subtraction operations.

БРгБЧ - блок регистров большего числа служит для хранения первого числа в случае выполнения операции сложения или для хранения большего по модулю числа в случае выполнения операции вычитания.BRgBCH - a block of registers of a larger number is used to store the first number in the case of the addition operation or to store a larger modulo number in the case of the subtraction operation.

БОПЗ - блок определения переноса изаёма - служит для обнаружения переноса из младших разрядов в старшие при суммировании или для формирования заёма из старших разрядов в младшие в случае вычитания чисел.BOPZ - unit for determining the transfer of seizure - is used to detect the transfer from the lower digits to the higher digits during the summation or to form a loan from the higher digits to the lower digits in the case of subtraction of numbers.

БРгМЧ - блок регистров меньшего числа служит для хранения второго числа в случае выполнения операции сложения или для хранения меньшего по модулю числа в случае выполнения операции вычитания.BRGMCH - a block of registers of a smaller number serves to store the second number in the case of the addition operation or to store a smaller module in the case of the operation of subtraction.

БРгР - блок регистров результата служит для хранения суммы при сложении или разности при вычитании чисел, а также знака результата.BRGR - a block of result registers is used to store the amount when adding or difference when subtracting numbers, as well as the sign of the result.

БУ - блок служит для управления устройством.BU - the unit is used to control the device.

Алгоритм сложения чисел в прямых кодах позволяет получить результат в прямом коде. Сумма и разность двоичных чисел вычисляется в прямых кодах старшими разрядами вперед. Знаковые разряды чисел определяют, какую операцию необходимо выполнить над числами с помощью операции суммы по модулю два. Если знаки одинаковые, то результат будет нуль. В противном случае результат будет единица. После этого выбирается операция сложения или вычитания. Суммирование выполняется, если числа имеют одинаковые знаки,результату присваивается знак первого числа. Вычитание выполняется, если числа имеют разные знаки, результату присваивается знак большего по модулю числа.The algorithm for adding numbers in direct codes allows you to get the result in direct code. The sum and difference of binary numbers is calculated in direct codes by the higher order digits. Sign digits of numbers determine which operation must be performed on numbers using the sum operation modulo two. If the signs are the same, then the result will be zero. Otherwise, the result will be one. After that, the addition or subtraction operation is selected. Summation is performed if the numbers have the same signs, the sign of the first number is assigned to the result. Subtraction is performed if the numbers have different signs, the sign is assigned the sign of a larger modulo number.

На фиг. 1 изображена структурная схема сумматора-вычитателя.In FIG. 1 shows a block diagram of an adder-subtractor.

На фиг. 2 представлен вариант технической реализации блока ввода чисел.In FIG. 2 shows a variant of the technical implementation of the number input unit.

На фиг. 3 представлен вариант технической реализации блока компарации.In FIG. 3 presents a variant of the technical implementation of the comparation unit.

На фиг. 4 показана функциональна схемапараллельно-последовательного сум-In FIG. 4 shows a functional diagram of a parallel-serial sum

матора-вычитателя на нейронах.math-subtractor on neurons.

На фиг. 5 изображена функциональная схема блока регистров большего числа.In FIG. 5 shows a functional diagram of a block of registers of a larger number.

На фиг. 6 представлен вариант технической реализации блока определения переноса, заёма.In FIG. 6 presents a variant of the technical implementation of the unit for determining the transfer, loan.

На фиг. 7 изображена функциональная схема блока регистров меньшего числа.In FIG. 7 shows a functional diagram of a block of registers of a smaller number.

На фиг. 8 представлен вариант технической реализации блока регистров результата.In FIG. Figure 8 shows an embodiment of the technical implementation of the result register block.

На фиг. 9 - содержательная ГСА работы устройства.In FIG. 9 - informative GAW device operation.

На фиг. 10 - размеченная ГСА работы устройства.In FIG. 10 - labeled GAW device operation.

Параллельно-последовательныйсумматор-вычитатель старшими разрядами вперед на нейронах содержит: блок ввода чисел, блок компарации, блокпараллельно-последовательный сумматор-вычитатель, блок регистров большего числа, блок определения переноса и заема, блок регистров меньшего числа, блок регистров результата, блок управления, мажоритарные, пороговые и нейроподобные элементы(фиг. 1).A parallel-serial adder-subtractor with higher digits forward on neurons contains: a number input block, a comparator block, a parallel-serial adder-subtracter, a block of higher number registers, a transfer and loan determination block, a lower number register block, a result register block, a control block, majority , threshold and neural-like elements (Fig. 1).

Для описания алгоритма работы блока 8 управления используются следующие идентификаторы.To describe the operation algorithm of control unit 8, the following identifiers are used.

1. ПЧ - первое число.1. IF is the first number.

2. ВЧ - второе число.2. HF - the second number.

3. ДБЧ - данные большего числа.3. DBCh - data of a larger number.

4. ДМЧ - данные меньшего числа.4. DMCH - data of a smaller number.

5. РВ - сигнал равенства чисел, поступивший с выхода компаратора.5. RV - signal of equality of numbers received from the output of the comparator.

6. БЛ - сигнал больше, поступивший с выхода блока компаратора.6. BL - the signal is greater, received from the output of the comparator unit.

7. МН - сигнал меньше, поступивший с выхода блока компаратора.7. MN - the signal is less received from the output of the comparator unit.

8. ЗнР - знаковый разряд результата.8. ZnR - a significant discharge of the result.

9. СВ - сигнал суммы-вычитания.9. CB - the signal of the sum-subtraction.

10. РЕЗ - двоичные разряды результата.10. RES - binary bits of the result.

11. УП - информационный сигнал управления блока регистров результата, включающий в себя сигналы: обнуления, синхронизации, разрешения записи, хранения, выдачи.11. UP - information signal control unit registers of the result, which includes signals: zeroing, synchronization, recording permission, storage, issuance.

12. Bn - двоичные разряды меньшего числа, поступающие из блока регистров меньшего числа.12. Bn - binary digits of a smaller number coming from a block of registers of a smaller number.

13. An - двоичные разряды большего числа, поступающие из блока регистров большего числа.13. An - binary digits of a larger number coming from a block of registers of a larger number.

14. ПЗm–информационный сигнал переноса в старшие разряды или заёма из старших разрядов двоичных чисел.14. ПЗm – information signal of transfer to high bits or loan from high bits of binary numbers.

15. ВБЧ - выходная двоичная информация большего числа.15. VBCH - output binary information of a larger number.

16. ВМЧ - выходная двоичная информация меньшего числа.16. VMCH - binary output information of a smaller number.

17. СУП - информационный сигнал управления работой блока регистров меньшего числа.17. SOUP - information signal control the operation of the block of registers of a smaller number.

18. СУ - информационный сигнал управления работой блока регистров большего числа.18. SU - information signal control the operation of the block of registers of a larger number.

19. СДВ - сигнал сдвига влево двоичной информации блока регистров меньшего числа.19. SDV - a left shift signal of binary information of a register block of a smaller number.

20. ССД - сигнал сдвига влево двоичной информации блока регистров большего числа.20. SSD - a signal to shift to the left the binary information of the register block of a larger number.

21. ЗнРА - знаковый разряд первого числа.21. ZnRA - a sign discharge of the first number.

22. ЗнРВ - знаковый разряд второго числа.22. ZnRV - a significant discharge of the second number.

23. СРС – старший разряд суммы.23. СРС - senior level of the amount.

24. СР – разряд суммы или разности.24. SR - the discharge of the sum or difference.

25. ССБ – сигнал сброса триггеров блока регистров результата.25. SSB - reset signal triggers block registers of the result.

26. СРЗП - сигнал разрешения записи информации в триггерыблока регистров результата.26. SRZP - a signal to enable the recording of information in the triggers of the result registers.

27. СЗПРЗ –сигнал запрещения записи информации в первых девяти триггеров блока регистров результата.27. SZPRZ - signal prohibiting the recording of information in the first nine triggers of the block of result registers.

28. СРЗ - сигнала разрешения записи знака результата в триггер блока регистров результата. 28. SRZ - permission signal recording the sign of the result in the trigger block of the result registers.

29. ППР – признак результата.29. PPR - a sign of the result.

30. СБРОС - сигнал сброса (обнуления) всех комбинационных блоков сумматора-вычитателя.30. RESET - a reset signal (reset) of all combinational blocks of the adder-subtracter.

31. ПУСК - сигнал начало работы сумматора-вычитателя.31. START - signal the start of the adder-subtractor.

Работа алгоpитмаупpавления устpойства.The operation of the device control algorithm.

Содеpжательная ГСА упpавления пpиведена на фиг.9 и отpажает pаботу блока упpавления (фиг.1).The contents of the GAW control is shown in Fig.9 and reflects the operation of the control unit (Fig.1).

В блоках 2 и 3 алгоритма по сигналам "У00" и "СБРОС:=1" выполняется установка в нулевое состояние всех элементов памяти устройства. In blocks 2 and 3 of the algorithm, according to the signals "U00" and "RESET: = 1", all elements of the device memory are set to zero.

В блоке 4 алгоритмапо команде "ПУСК"пpоисходит установка в рабочее состояние всех блоков устpойства (фиг.1).In block 4 of the algorithm according to the "START" command, all the units of the device are put into operation (Fig. 1).

В блоке 5 алгоритма с помощью шифратора ШР осуществляется ввод в сумматор-вычитатель десятичных чисел А10, В10 со своими знаками ЗнА, ЗнВ (фиг.2).In block 5 of the algorithm using the SR encoder, the decimal numbers A10, B10 are entered into the adder-subtractor with their signs ZnA, ZnV (Fig.2).

В блоке 6 алгоритма по операции

Figure 00000001
суммы по модулю два определяется признак операции суммирование или вычитание сигнал СВ. Если сигнал СВ=0, то вычисляется сумма чисел чисел, если СВ=1, то это выполняется операция вычитания чисел (фиг.2).In block 6 of the operation algorithm
Figure 00000001
sum modulo two is determined by the sign of the operation of the summation or subtraction of the signal SV. If the signal CB = 0, then the sum of the numbers of numbers is calculated, if CB = 1, then this is the operation of subtracting numbers (figure 2).

В блоке 7 алгоритма по командам: БКО:=ПЧ, БКО:=ВЧ происходит подача на вход блока компарации первого и второго двоичного числа, по командам: БКО:=СВ, БОПЗ:=СВ на вход блоков компарации и определения переноса и заёма подаётся признак операции сигнал СВ (фиг. 3, 6). In block 7 of the algorithm, for the commands: BKO: = IF, BKO: = HF, the first and second binary numbers are fed to the input of the comparation block; for the commands: BKO: = CB, BOPZ: = CB, the input of the comparation and transfer and loan determination blocks is fed the sign of operation is the signal CB (Fig. 3, 6).

В блоке 8 алгоритма по командам: БРгБЧ:=ДБЧ, БРгМЧ:=ДМЧ осуществляется загрузка в регистры блоков большего числа БРгБЧ и меньшего числа БРгМЧ данных большего ДБЧ и меньшего ДМЧ двоичных чисел (фиг. 1, 5, 7). In block 8 of the algorithm, the following commands: BRGBCH: = DBCH, BRgMCH: = DMCH downloads to the block registers a larger number of BRGBM and a smaller number of BRGMCH data of more DBCh and less DMCh binary numbers (Figs. 1, 5, 7).

В блоке 9 алгоритма по командам: БОПЗ:=ВБЧ, БОЗ:=ВМЧ осуществляется подача в блок определения переноса и заёма двоичной информации большего ВБЧ и меньшего ВМЧ чисел (фиг. 6).In block 9 of the algorithm according to the commands: BOPZ: = VBCH, BOZ: = VMCh, the greater the number of VBCh and the smaller VMCh numbers are supplied to the unit for determining the transfer and reception of binary information (Fig. 6).

В блоке 10 алгоритма по командам: БППСВ:=An, БППСВ:=Bn, БППСВ:=ПЗm на вход блока параллельно-последовательного сумматора-вычитателя БППСВ осуществляется подача очередных восьми разрядов большего An и меньшего Bn чисел, а также переносаи заёма ПЗm для сложения операндов (фиг.4). In block 10 of the algorithm for the commands: BPSV: = An, BPSV: = Bn, BPSV: = ПЗm to the input of the parallel-sequential adder-subtractor block BPSV, the next eight bits of larger An and lower Bn numbers are fed, as well as transfer of the loan ПЗm for addition operands (figure 4).

В блоке 11 алгоритма анализируется признак операции сигнал СВ - суммирование или вычитание (фиг.2). Если признак СВ равен нулю, то это означает, что входные числа имеют одинаковые знаки. В этом случае будет выполнена операция сложения между числами. При этом осуществляется переход на блок 16 алгоритма. Если признак СВ равен единице, то знаки чисел разные, в этом случае будет выполнена операция вычитания из большего по модулю числа меньшего. При этом осуществляется переход на блок 12 алгоритма.In block 11 of the algorithm, the sign of operation signal SV is analyzed - summation or subtraction (figure 2). If the CB attribute is equal to zero, then this means that the input numbers have the same signs. In this case, the addition operation between the numbers will be performed. When this is a transition to block 16 of the algorithm. If the CB attribute is equal to one, then the signs of the numbers are different, in this case, the operation of subtracting the smaller from the larger module will be performed. When this is a transition to block 12 of the algorithm.

В блоке 12 алгоритма анализируется выход из компаратора на равенство входных чисел сигнал РВ. Если числа не равны, то признак равенство РВ принимает значение единице, в этом случае происходит переход на блок 18 алгоритма. Если числа равны, то признак равенство РВ принимает значение нуля, в этом случае происходит переход на блок 13 алгоритма. In block 12 of the algorithm, the output from the comparator to the equality of the input numbers of the RV signal is analyzed. If the numbers are not equal, then the sign of equality of PB takes the value of one, in this case, the transition to block 18 of the algorithm. If the numbers are equal, then the sign of the equality of PB takes the value zero, in this case, the transition to block 13 of the algorithm.

В блоке 13 алгоритма происходит анализ выходного сигнала компаратора КОМ на отношение больше или меньше, числа в этом случае не равны. Если первое число ПЧ больше второго числа ВЧ, то сигнал больше БЛ равен единице - выход ДА. В этом случае осуществляется переход на блок 14 алгоритма. Если первое число ПЧ меньше второго числа ВЧ, то сигнал больше БЛ равен нулю, в этом случае сигнал меньше МН равен единице - выход НЕТ. В этом случае осуществляется переход на блок 15 алгоритма (фиг.3).In block 13 of the algorithm, the output signal of the comparator KOM is analyzed for a ratio greater or less; in this case, the numbers are not equal. If the first number of IFs is greater than the second number of HFs, then the signal greater than BL is equal to one - the output is YES. In this case, the transition to block 14 of the algorithm. If the first IF number is less than the second RF number, then the signal greater than the BL is equal to zero, in this case the signal is less than MH equal to one - the output is NO. In this case, the transition to the block 15 of the algorithm (figure 3).

В блоке 14 алгоритма по команде БРгБЧ:=ПЧ осуществляется загрузка большего числа в блок регистров большего числа (фиг.5). По команде БРгМЧ:=ВЧ число меньшее по модулю загружается в блок регистров меньшего числа (фиг.7). In block 14 of the algorithm at the command BRGBH: = IF, a larger number is loaded into the register block of a larger number (Fig. 5). At the command BRGMCH: = HF number smaller modulo is loaded into the block of registers of a smaller number (Fig.7).

В блоке 15 алгоритма по команде БРгБЧ:=ВЧ осуществляется загрузка большего по модулю числа в блок регистров большего числа (фиг.5). По команде БРгМЧ:=ПЧ число меньшее по модулю загружается в блок регистров меньшего числа (фиг.7). In block 15 of the algorithm by the command BRGBH: = HF, a larger modulo number is loaded into the larger block register block (Fig. 5). At the command BRGMCH: = IF the number of the smaller modulo is loaded into the block of registers of the smaller number (Fig.7).

В блоке 16 алгоритма по команде РЕЗ 8р:=A 8р + B 8р + ПЗ 7р происходит суммирование очередных восьми разрядов входных чисел и семи разрядов переноса и заёма в блоке параллельно-последовательного сумматора-вычитателя (фиг.4).In block 16 of the algorithm, according to the command REZ 8p: = A 8p + B 8p + PZ 7p, the next eight bits of input numbers and seven bits of transfer and borrow are summed in the block of parallel-sequential adder-subtractor (Fig. 4).

В блоке 17 алгоритма по команде БРгР:=РЕЗ 8р происходит запись очередных восьми разрядов результата в блок регистров результата (фиг.8).In block 17 of the algorithm at the command BRgR: = RES 8p, the next eight bits of the result are recorded in the block of result registers (Fig. 8).

В блоке 18 алгоритма по команде БРгР:=0 в блок регистров результата записывается нулевое значение (фиг. 8).In block 18 of the algorithm, by the command BrgR: = 0, a zero value is written to the block of result registers (Fig. 8).

В блоке 19 алгоритма анализируется признак получения разрядов результата ППР. Если все разряды суммы или разности получены - выход ДА, то осуществляется переход на 21 блок алгоритма. Если не все разряды получены выход - НЕТ, то осуществляется переход на 20 блок алгоритма, в этом случае формируется цикл для получения очередных разрядов результата.In block 19 of the algorithm, the sign of obtaining bits of the SPR result is analyzed. If all digits of the sum or difference are received - the output is YES, then the transition to the 21 block of the algorithm is performed. If not all digits are obtained with the output - NO, then the transition to the 20th block of the algorithm is performed, in this case a cycle is formed to obtain the next digits of the result.

Блоки 16, 17, 19, 20 алгоритма формируют цикл для получения всех разрядов результата.Blocks 16, 17, 19, 20 of the algorithm form a cycle to obtain all bits of the result.

В блоке 20 алгоритма по командам: БРгБЧ:=ССД, БРгМЧ:=СДВ из блока управления подаются сигналы сдвига влево ССД и СДВ на входы регистров блоков большего и меньшего чисел. Подача осуществляется для сдвига двоичной информации в регистрах на восемь разрядов влево для получения очередных восьми разрядов результата (фиг 1, 5, 7).In block 20 of the algorithm according to the commands: BRGBCH: = SSD, BRgMCH: = SDV from the control unit, left-shift signals of SSD and SDV are sent to the inputs of the register of blocks of larger and smaller numbers. The feed is carried out to shift the binary information in the registers by eight bits to the left to obtain the next eight bits of the result (Figs. 1, 5, 7).

В блоке 21 алгоритма по команде БРгР:=РЕЗ происходит запись окончательного результата РЕЗ в блок регистров результата. По команде ТрЗн:=ЗнР осуществляется запись знакового разряда результата ЗнРв двоичный триггер ТрЗн блока регистров результата (фиг.8).In block 21 of the algorithm, by the command BrgR: = REZ, the final RES result is recorded in the block of result registers. At the command Trzn: = ZnR, the sign of the digit of the result ZnRv is recorded, the binary trigger Trzn of the block of result registers (Fig. 8).

Блок 22 алгоритма является конечным блоком алгоритма.Block 22 of the algorithm is the final block of the algorithm.

Работа параллельно-последовательного сумматора-вычитателя старшими разрядами вперед на нейронах заключается в следующем.The operation of a parallel-sequential adder-subtractor with the highest discharges forward on neurons is as follows.

Внешние упpавляющие сигналы "Пуск" и "Сбpос" поступают в блок 8 упpавления. С выхода шифратора поступают в регистры большего числа и меньшего числа двоичные числа ПЧ и ВЧ. На сумматоре по модулю два определяется признак выполнения опрации суммирования или вычитания сигнал СВ. Если числа имеют одинаковые знаки, то вычисляется сумма чисел, результату присваивается знак любого из слагаемых. Если знаки чисел разные, то проводится операция вычитания. Из большего по модулю числа вычитается меньшее. Знак результату в этом случае присваивается знак большего по модулю числа. Предлагаемое арифметическое устройство выполняет операции суммирования и вычитания старшими разрядами вперед параллельно по восемь разрядов двоичных чисел. Определяется перенос в старшие разряды при суммировании. Вычисляется заём из старших разрядов в младшие при вычитании.The external control signals "Start" and "Reset" are sent to the control unit 8. From the output of the encoder, the binary numbers of the IF and HF are sent to the registers of a larger number and a smaller number. On the adder modulo two is determined by the sign of the implementation of the option of summing or subtracting the signal SV. If the numbers have the same signs, then the sum of the numbers is calculated, the sign of any of the terms is assigned to the result. If the signs of the numbers are different, then a subtraction operation is performed. From a larger modulo number, a smaller one is subtracted. The sign of the result in this case is assigned the sign of a larger modulo number. The proposed arithmetic device performs the operations of summing and subtracting the leading digits in front of eight bits of binary numbers in parallel. The transfer to the higher digits during the summation is determined. A loan is calculated from the higher ranks to the lower ones when subtracting.

Блок 1 ввода чисел содержит шифратор ШФ DD9, сумматор по модулю два DD10 (фиг.2). Этот блок позволяет вводить двоичные числа. С выхода шифратора формируются двоичные коды чисел со своими знаками: ПЧ, ВЧ, ЗнРА, ЗнРВ. Знаковые разряды чисел с выхода шифратора поступают на вход сумматора по модулю два. Сигнал суммирования-вычитания СВ формируется на выходе элемента DD10. Сумматор по модулю два реализуется на нейропободном элементе. Выходной сигнал вычисляется по формуле:Block 1 input numbers contains the encoder WF DD9, the adder modulo two DD10 (figure 2). This block allows you to enter binary numbers. From the output of the encoder, binary codes of numbers are formed with their own characters: IF, HF, ZnRA, ZnRV. Signed bits of numbers from the output of the encoder go to the input of the adder modulo two. The summation-subtraction signal CB is generated at the output of the element DD10. The adder modulo two is implemented on a neural element. The output signal is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002
(1)
Figure 00000002
Figure 00000002
(one)

Если сигнал СВ равен единице, то выполняется операция вычитания. Если сигнал СВ равен нулю, то выполняется операция сложения. Выходными сигналами блока 1 ввода чисел являются двоичные коды операндов, представленные в прямых кодах и признак операции СВ(фиг.2).If the signal CB is equal to one, then the subtraction operation is performed. If the signal CB is equal to zero, then the addition operation is performed. The output signals of the block 1 input numbers are binary codes of the operands presented in direct codes and a sign of operation CB (figure 2).

Блок 2 компарации содержит компаратор КОМ DD11, схему электронных ключей DD12, схему электронных ключейс инверсным входом DD13, схему электронных ключей с инверсным входом DD14, схему электронных ключей DD15, логические элементы ИЛИ DD16 и DD17 (фиг.3). Этот блок предназначен для определения большего числа по модулю, если числа имеют разные знаки. На вход компаратора КОМ поступают модули n-разрядныхдвоичных чисели признак операции суммироваия-вычитания сигнал СВ. Если на вход сумматора-вычитателя поступают числа с одинаковыми знаками, то сравнение чисел по модулю не происходит, работа компаратора блокируется сигналом СВ. В этом случае выполняется сложение по модулю чисел. Если на вход сумматора-вычитателя поступают числа с разными знаками, то в блок регистров большего числа записывается больший по модулю операнд.Признак операции суммироваия-вычитания сигнал СВв этом случае равен единице, компаратор выполняет сравнение чисел. В блок регистров меньшего числа загружается число меньшее по модулю. Выполняется операция вычитание из большего по модулю числа меньшего. Компаратор КОМ DD11 представляет собой схему сравнения чисел на нейропободных элементах. На выходе компаратора имеется три выхода: БЛ –первое числоПЧ большевторого ВЧ, РВ - числа ПЧ и ВЧ равны по модулю, МН - первое число ПЧ меньше второго ВЧ. Логические схемы И DD12, DD13, DD14, DD15 выполнены на нейропободных элементах. Схема конъюнкция описывается с помощью формулы [w1=1, w2=1,..,wn=1;T=n-1], где w1, w2,..,wn - коэффициенты усиления, а T - пороговое напряжение, n - количество входов. Схема дизъюнкция описывается с помощью формулы [w1=1, w2=1,..,wn=1;T=0], где w1, w2,..,wn - коэффициенты усиления, а T - пороговое напряжениеравное нулю, n - количество входов. Инвертор описывается формулой [w=-1;T=-1]. На входы логических схем И DD12 и DD15 поступает первое двоичное число ПЧ со своим знаком. На входы логических схем И DD13 и DD14 поступает второе двоичное число ВЧ со своим знаком. Выходы логических схем И DD12 и DD13 поступают на вход логической схемы ИЛИ DD16. Выходы логических схем И DD14 и DD15 поступают на вход логической схемы ИЛИ DD17. Выходная информация логической схемы ИЛИ DD16 двоичного большего числа ДБЧ поступает на вход блока регистров большего числа (фиг.1).Выходная информация логической схемы ИЛИ DD17 двоичного меньшего числа ДМЧ поступает на вход блока регистров меньшего числа (фиг.1). Двоичные числапоступают на вход компаратора, на выходе схемы формируется отношение операндов. Если на выходе большее число БЛ будет единица, то это означает, что первое число ПЧ больше второго числа ВЧ по модулю. Остальные выходы компаратора будут равны нулевому значению. Единичный выход БЛ откроет схему И DD12 через которую первое число ПЧ поступит вход схемы ИЛИ DD16. Логическая схема И DD13 будет заперта т.к. управляется инверсным сигналом. С выхода схемы ИЛИ DD16 информационный сигнал поступит в блок регистров большего числа. Логическая схема И DD14 будет открыта, через нее меньшее по модулю второе число ВЧ поступит на вход схемы ИЛИ DD17,с выхода этой схемы информационный сигнал поступит на вход блока регистров меньшего числа. Если выходной сигнал меньшее МН будет равен единичному значению, что означает второе число ВЧ больше по модулю, чем первое число ПЧ. В этом случае логические схемы DD13 и DD15 будут открыты и через их информационные сигналы поступят на входы схем ИЛИ DD16 и DD17 соответственно. Через схему DD13 второе число ВЧ большее по модулю поступит на вход схемы ИЛИ DD16, затем запишется в блок регистров большего числа. Через схему DD15 первое число ПЧ меньшее по модулю поступит на вход схемы ИЛИ DD17, затем запишется в блок регистров меньшего числа. Если входные числа равны по модулю и имеют равные знаки, то сигнал равенство РВ будет равен единице, а сигналы большее БЛ и меньшее МН будут равны нулю. Логические схемы И DD12 и DD15 будут заперты, а схемы DD13 и DD14 будут открыты. На логические схемы ИЛИ DD16 и DD17 поступит второе число ВЧ. В этом случае произойдет сложение двух вторых чисел ВЧ. Знак результата ЗнР всегда будет формироваться с выхода логической схемы ИЛИ DD16, т.к. на выходе будет большее по модулю число (фиг.3). Block 2 comparator contains a comparator KOM DD11, a circuit of electronic keys DD12, a circuit of electronic keys with an inverse input DD13, a circuit of electronic keys with an inverse input DD14, a circuit of electronic keys DD15, logic gates OR DD16 and DD17 (Fig. 3). This block is designed to determine a larger number modulo if the numbers have different signs. Modules of n-bit binary numbers are received at the input of the KOM comparator. A signal of the operation of summation-subtraction of the CB signal is received. If the input of the adder-subtracter receives numbers with the same signs, then the comparison of numbers modulo does not occur, the comparator is blocked by the signal SV. In this case, modulo addition of numbers is performed. If numbers with different signs arrive at the input of the adder-subtractor, then a larger operand is written in the register block of a larger number. The sign of the sum-subtract operation is the signal CB in this case is unity, the comparator compares the numbers. In the block of registers of a smaller number, a smaller number is loaded modulo. The operation subtracts from the larger the modulus of the number of the smaller. Comparator KOM DD11 is a circuit for comparing numbers on neural-like elements. There are three outputs at the output of the comparator: BL — the first number of the IFs of the second high frequency, RV — the numbers of IFs and RFs are equal in absolute value, MN — the first number of IFs is less than the second RF. Logic circuits AND DD12, DD13, DD14, DD15 are made on neural-like elements. The conjunction scheme is described using the formula [w1 = 1, w2 = 1, .., wn = 1; T = n-1], where w1, w2, .., wn are the gain and T are the threshold voltage, n is number of inputs. The disjunction scheme is described using the formula [w1 = 1, w2 = 1, .., wn = 1; T = 0], where w1, w2, .., wn are the amplification factors, and T is the threshold voltage equal to zero, n is the number inputs. The inverter is described by the formula [w = -1; T = -1]. The inputs of the logic circuits And DD12 and DD15 receives the first binary number of the inverter with its sign. The inputs of the logic circuits And DD13 and DD14 receives the second binary number of the RF with its sign. The outputs of the logic circuits AND DD12 and DD13 are fed to the input of the logic circuit OR DD16. The outputs of the logic circuits AND DD14 and DD15 go to the input of the logic circuit OR DD17. The output of the logic circuit OR DD16 of a binary larger number of DBCs is input to the register block of a larger number (Fig. 1). The output of the logic circuit OR DD17 of a binary lower number of DMCs is supplied to the input of a block of registers of a lower number (Fig. 1). Binary numbers arrive at the input of the comparator, the output of the operands is formed at the output of the circuit. If at the output a larger number of BLs is one, then this means that the first IF number is greater than the second RF number modulo. The remaining outputs of the comparator will be equal to zero. A single output of the BL will open the circuit AND DD12 through which the first number of inverters will receive the input of the circuit OR DD16. Logical circuit AND DD13 will be locked since controlled by inverse signal. From the output of the OR OR DD16 circuit, the information signal will go to the block of registers of a larger number. The logic circuit AND DD14 will be opened, through it a second module with a lower modulus of RF will be fed to the input of the OR circuit DD17, from the output of this circuit, an information signal will be fed to the input of the register block of a smaller number. If the output signal is less than MN, it will be equal to a single value, which means the second number of RF is larger in magnitude than the first number of IF. In this case, the logic circuits DD13 and DD15 will be open and through their information signals will go to the inputs of the circuits OR DD16 and DD17, respectively. Through the DD13 circuit, a second RF number of greater magnitude will be fed to the input of the OR circuit DD16, then it will be written to the register block of a larger number. Through the DD15 circuit, the first number of the inverter with a smaller modulus will go to the input of the OR circuit DD17, then it will be written to the register block of the smaller number. If the input numbers are equal in absolute value and have equal signs, then the signal equal to RV will be equal to one, and signals greater than BL and less MN will be equal to zero. Logic circuits And DD12 and DD15 will be locked, and DD13 and DD14 will be open. The logic OR OR DD16 and DD17 will receive the second number of RF. In this case, the addition of two second numbers of treble. The sign of the result ZnR will always be formed from the output of the logic OR OR DD16, because the output will be a larger modulus number (figure 3).

Блок 3 параллельно-последовательный сумматор-вычитатель содержит схмысумматоров по модулю два, выполненные на нейроподобных элементах DD18 – DD21, DD23 – DD26, пороговый элемент DD22. На пороговом элементе DD22 формируется перенос при сложении старших разрядов чисел. Сложение и вычитание двоичных чисел выполняется по восемь разрядов. Результат операций девяти разрядная сумма или восьми разрядная разность поступает на вход блока регистров результата для записи и хранения. Полный одноразрядныйсумматор предназначен для сложения трёх одноразрядных двоичных чисел по формулеBlock 3 parallel-serial adder-subtractor contains schema adders modulo two, made on neural elements DD18 - DD21, DD23 - DD26, threshold element DD22. A transfer is formed on the threshold element DD22 when adding the most significant bits of numbers. Addition and subtraction of binary numbers is performed in eight digits. The result of operations is a nine-bit sum or an eight-bit difference, which is input to the block of result registers for recording and storage. The full single-bit adder is designed to add three single-bit binary numbers according to the formula

Figure 00000003
Figure 00000003
(2)
Figure 00000003
Figure 00000003
(2)

где

Figure 00000004
Figure 00000004
- сумма чисел, Ai,Bi - двоичные разряды и перенос Pi-1из младшего разряда в старший.Where
Figure 00000004
Figure 00000004
- the sum of numbers, Ai, Bi - binary digits and transfer of Pi-1 from the least significant to the highest.

Полный одноразрядный вычитатель вычисляет разность по формулеA full one-bit subtractor calculates the difference by the formula

Figure 00000005
Figure 00000005
(3)
Figure 00000005
Figure 00000005
(3)

где Ri -разность,Аi- уменьшаемое, Вi- вычитаемое,Zi+1- заём, поступающий из соседнего более младшего разряда.where R i is the difference, Ai- is reduced, Bi- is deductible, Z i + 1 is the loan coming from the neighboring lower level.

Формулы суммы

Figure 00000004
Figure 00000004
и разности
Figure 00000006
Figure 00000006
двоичных чисел одинаковые, вычисляются по формулеAmount Formulas
Figure 00000004
Figure 00000004
and differences
Figure 00000006
Figure 00000006
binary numbers are the same, calculated by the formula

Figure 00000007
Figure 00000007
(4)
Figure 00000007
Figure 00000007
(4)

где Ai,Bi - двоичные разряды, ПЗ- перенос/заём.where Ai, Bi - binary digits, PZ - transfer / loan.

Нейроподобные элементы DD18 и DD23 вычисляют сумму и разность старших разрядов двоичных чисел. На вход нейроподобного элемента DD18 поступают старшие разряды двоичных чисел A1 и B1. На вход нейроподобного элемента DD23 поступает сумма этих чисел и перенос/заём ПЗ2 из блока определения переноса, заёма. На выходе нейроподобного элемента DD23 вычисляется сумма и разностьСР1 старших разрядов двоичных чисел. На пороговом элементе DD22 вычисляется перенос СРС из старших разрядов суммы. Нейроподобные элементы DD19 и DD24 вычисляют сумму и разность СР2 более младших разрядов двоичных чисел. На вход нейроподобного элемента DD19 поступают более младшие разряды двоичных чисел A2 и B2. На вход нейроподобного элемента DD24 поступает сумма этих чисел и перенос/заём ПЗ3 из блока определения переноса, заёма. На выходе нейроподобного элемента DD24 вычисляется сумма и разность СР2более младших разрядов двоичных чисел. Нейроподобные элементы DD20 и DD25 вычисляют сумму и разность СР3 очередных более младших разрядов двоичных чисел.На вход нейроподобного элемента DD20 поступают более младшие разряды двоичных чисел A3 и B3. На вход нейроподобного элемента DD25 поступает сумма этих чисел и перенос/заём ПЗ4 из блока определения переноса, заёма. На выходе нейроподобного элемента DD25 вычисляется сумма и разность СР3 более младших разрядов двоичных чисел. Нейроподобные элементы DD21 и DD26 вычисляют сумму и разность СР8 младших разрядов двоичных чисел.На вход нейроподобного элемента DD21 поступают младшие разряды байта двоичных чисел A8 и B8. На вход нейроподобного элемента DD26 поступает сумма этих чисел и перенос/заём ПЗ9 из блока определения переноса, заёма. На выходе нейроподобного элемента DD26 вычисляется сумма и разность СР8 младших разрядов байта двоичных чисел.Блок 3 параллельно-последовательный сумматор-вычитатель вычисляет сумму и разность восьми разрядного двоичного кода (фиг.4).The neural elements DD18 and DD23 calculate the sum and difference of the high order bits of binary numbers. The high-order bits of the binary numbers A1 and B1 are input to the neural-like element DD18. The input of the neural-like element DD23 receives the sum of these numbers and transfer / loan ПЗ2 from the block for determining transfer, loan. At the output of the neural-like element DD23, the sum and difference CP1 of the most significant bits of binary numbers are calculated. On the threshold element DD22, the CPC transfer from the upper bits of the sum is calculated. The neural elements DD19 and DD24 calculate the sum and difference CP2 of the lower-order bits of the binary numbers. At the input of the neural-like element DD19, the lower bits of the binary numbers A2 and B2 are received. The input of the neural-like element DD24 receives the sum of these numbers and transfer / loan ПЗ3 from the block for determining transfer, loan. At the output of the neural-like element DD24, the sum and difference CP2 of the lower-order bits of binary numbers are calculated. The neural-like elements DD20 and DD25 calculate the sum and difference CP3 of the next lower-order bits of binary numbers. The lower-order bits of the binary numbers A3 and B3 enter the input of the neural-like element DD20. The input of the neural-like element DD25 receives the sum of these numbers and transfer / loan ПЗ4 from the block for determining transfer, loan. At the output of the neural-like element DD25, the sum and difference CP3 of the lower-order bits of binary numbers are calculated. The neural-like elements DD21 and DD26 calculate the sum and difference of the CP8 low-order bits of binary numbers. The low-order bits of the byte of binary numbers A8 and B8 are fed to the input of the neural-like element DD21. The input of the neural-like element DD26 receives the sum of these numbers and transfer / loan ПЗ9 from the block for determining transfer, loan. At the output of the neural-like element DD26, the sum and difference CP8 of the least significant bits of the byte of binary numbers are calculated. Block 3, a parallel-serial adder-subtractor, calculates the sum and difference of eight bit binary code (Fig. 4).

Блок 4 регистров большего числа содержит n–двухвходовых логических схем ИЛИ, выполненных на пороговых элементах DD27 - DD29, n–двоичных триггеров Трn, выполненных на элементах DD30 - DD33, где n - количество разрядов входного числа (фиг.5). Блок 4 регистров большего числа предназначен для хранения двоичного кода большего по модулю операнда. Перед началом работы сумматора-вычитателя по приходу из блока 8 информационного сигнала СУ происходит обнуление всех триггеров блока. По приходу из блока 2 компарации информационного сигнала большего числа ДБЧ осуществляется загрузка двоичного кода одного из чисел. На первые входы логических схем ИЛИ DD27 –DD29 поступают двоичные разряды большего числа. На вторые входы логических схем ИЛИ поступает информация с выходов триггеров Тр 9 – Трn второго байта чисел. Выходы логических схем ИЛИ являются входами триггеров Тр1 – Трn(фиг.5). При поступлении управляющего сигнала больше БЛ на входы триггеров Тр1 –Трn осуществляется запись и хранение поступившего двоичного кода в триггеры блока. Сигнал больше БЛ является входным управляющим сигналом для всех элементов памяти блока. По приходу управляющего сигнала сдвига ССД из блока 8 управления, поступающего на входы всех триггеров блока, осуществляется операция сдвига влево информации на восемь разрядов. Двоичный код числа, записанный в триггеры блока, будет сдвинут на восемь разряд влево. На вход первого триггера Тр1 DD30 поступитдвоичный разряд числа с выхода девятого триггера Тр9 блока. Двоичные триггеры этого блока образуют реверсивный регистр со сдвигом информации на восемь разряд влево (фиг.5).Block 4 registers of a larger number contains n – two-input OR logic circuits executed on threshold elements DD27 - DD29, n – binary triggers Trn executed on elements DD30 - DD33, where n is the number of bits of the input number (Fig. 5). Block 4 registers of a larger number is designed to store the binary code of a larger modulo operand. Before the start of the adder-subtractor upon arrival of the information signal SU from block 8, all the triggers of the block are reset. Upon arrival from block 2 of the comparator of the information signal of a larger number of DBC, the binary code of one of the numbers is loaded. The first inputs of the logic circuits OR DD27 –DD29 receive binary bits of a larger number. The second inputs of the logic circuits OR receive information from the outputs of the triggers Tr 9 - Trn of the second byte of numbers. The outputs of the logic circuits OR are the inputs of the triggers Tr1 - Trn (figure 5). When a control signal arrives more than BL at the inputs of Tr1 – Trn triggers, the received binary code is recorded and stored in the block triggers. A signal larger than the BL is an input control signal for all the memory elements of the block. Upon the arrival of the control signal for the shift of the SDS from the control unit 8, received at the inputs of all the triggers of the block, the operation of shifting information to the left by eight digits is performed. The binary code of the number recorded in the block triggers will be shifted eight bits to the left. The input of the first trigger Tr1 DD30 receives a binary digit from the output of the ninth trigger Tr9 block. Binary triggers of this block form a reversible register with a shift of information by eight digits to the left (figure 5).

Блок 5 определения переноса изаёма содержит s - сумматоров по модулю два DD34 -DD36, выполненных на нейроподобных элементах, s - мажоритарных элементов DD37–DD39, определяющих перенос в старшие разряды при суммировании и заём из старших разрядов при вычитании (фиг.6). На первые входы сумматоров по модулю два поступают двоичные разряды числа из блока регистров большего числа. На вторые входы всех сумматоров блока поступает признак операции суммирования-вычитания сигнал СВ. Если сигнал СВ равен нулю, то выполняется операциясложения, при этом сумматоры выполняют роль повторителей. Входные двоичные разряды поступают на первые входы соответствующих мажоритарных элементов блока. Если сигнал СВ равен единице, то все входные двоичные коды поступают на входы мажоритарных элементов в обратном коде, выполняется операция вычитания. В этом случае сумматоры по модулю два выполняют функцию инверторов. На вторые входы мажоритарных элементов поступают двоичные разряды с выходов предыдущих мажоритарных элементов. В этом блоке используются трехвходовые мажоритарные элементы. Единица на выходе мажоритарного элемента образуется тогда, когда на входе будетбольшенство единиц, в данном случае две или три. На третьи входы мажоритарных элементов поступают двоичные разряды из блока регистров меньшего числа. Выходной сигнал ПЗ мажоритарного элемента будет равен единице в том случае, когда возникнет перенос из младших разрядов в старшие при сложении чисел и при возникновении заёма в младшие разряды из старших при выполнении операции вычитания от большего по модулю числа меньшего (фиг.6).Block 5 of determining the transfer of seizure contains s - adders modulo two DD34 -DD36, performed on neural-like elements, s - majority elements DD37 – DD39, defining the transfer to the senior digits during the summation and borrowing from the senior digits when subtracting (Fig.6). At the first inputs of the adders modulo two, the binary digits of the number from the block of registers of a larger number arrive. The second inputs of all adders of the block receive a sign of the operation of summing-subtracting the signal SV. If the CB signal is equal to zero, then the addition operation is performed, while the adders perform the role of repeaters. Input binary digits arrive at the first inputs of the corresponding majority elements of the block. If the signal CB is equal to one, then all input binary codes are fed to the inputs of the majority elements in the reverse code, the subtraction operation is performed. In this case, the modulo two adders perform the function of inverters. The binary inputs from the outputs of the previous majority elements arrive at the second inputs of the majority elements. This block uses three-input majority elements. A unit at the output of a majority element is formed when there will be a majority of units at the input, in this case two or three. The third inputs of the majority elements receive binary bits from a block of registers of a smaller number. The output signal of the PZ of the majority element will be equal to one in the case when there is a transfer from the lower digits to the higher digits when adding numbers and when a borrowing occurs in the lower digits from the older ones when performing the operation of subtracting from the larger modulus of the smaller number (Fig. 6).

Блок 6 регистров меньшего числа содержит n - триггеров Трn, выполненных на элементах DD40 - DD43, где n - количество разрядов числа, n - логических схем ИЛИ, выполненных на пороговых элементах DD44 –DD46 (фиг.7). Этот блок предназначен для хранения двоичного кода меньшего по модулю числа. Перед началом работы сумматора-вычитателя по приходу из блока 8 информационного сигнала СУП происходит обнуление всех триггеров блока. По приходу из блока 2 компарации информационного сигнала данные меньшего числа ДМЧ осуществляется загрузка двоичного кода числа в триггеры блока. На первые входы логических схем ИЛИ DD44 –DD46 поступают двоичные разряды меньшего числа. На вторые входы логических схем поступает информация с выходов триггеров Тр9 – Трn второго байта чисел. Выходная информация с логических схем ИЛИ являются входной для триггеров блока. При поступлении управляющего сигнала меньше МН на входы триггеров Тр1 -Трn происходит загрузка и хранение двоичного кода, поступившего с выходов схем ИЛИ блока. Управляющий сигнал МН является входным управляющим сигналом для всех элементов памяти блока. По приходу управляющего сигнала сдвига СДВ из блока 8 управления осуществляется операция сдвига влево на восемь разрядов. Двоичный код числа, записанный в триггеры, будет сдвинут на восемь разрядов влево. На вход первого триггера Тр1 DD40 поступит двоичный разряд числа с выхода девятого триггера Тр9 блока. Двоичные триггеры этого блока образуют реверсивный регистр со сдвигом информации на восемь разряд влево (фиг.7).Block 6 of the lower number registers contains n - triggers Trn, executed on the elements DD40 - DD43, where n is the number of bits of the number, n - OR logic circuits, performed on the threshold elements DD44 - DD46 (Fig.7). This block is designed to store a binary code of a smaller modulus number. Before the start of the adder-subtractor, upon arrival from the block 8 of the information signal of the control system, all the triggers of the block are reset. Upon arrival from block 2 of the comparation of the information signal, the data of a smaller number of DMC is loaded binary code number in the triggers of the block. The first inputs of the logic circuits OR DD44 –DD46 receive binary bits of a smaller number. The second inputs of the logic circuits receive information from the outputs of the triggers Tr9 - Trn of the second byte of numbers. The output from the OR logic circuits is the input for block triggers. When the control signal arrives less than MH at the inputs of the Tr1-Trn triggers, the binary code received from the outputs of the OR circuits of the block is loaded and stored. The control signal MH is the input control signal for all the memory elements of the block. Upon the arrival of the control signal for the shift of the ADD from the control unit 8, the operation of shifting to the left by eight bits is performed. The binary code of the number recorded in the triggers will be shifted eight bits to the left. The input of the first trigger Tr1 DD40 will receive a binary digit from the output of the ninth trigger Tr9 block. Binary triggers of this block form a reversible register with a shift of information by eight digits to the left (Fig.7).

Блок 7 регистров результата содержит m триггеров Тm, выполненных на элементах DD47 – DD49, гдеmэто количество разрядов необходимое для получения результата заданной точности(фиг.8). Триггер ТрЗн блока,выполненный на элементе DD50 предназначен для хранения знакового разряда результата, запись производится по приходу из блока 8 управления управляющего сигнала разрешения записи СРЗ триггера. В блок регистров результата разность чисел записывается по восемь разрядов СР1 – СР8, суммапервые девять СтРзСм, СР1 – СР8, с учетом возможного переноса из старших разрядов чисел, затем по восемь. Входным информационным сигналом блока является сигнал управления УП, поступающий из блока 8 управления.Перед началом работы сумматора-вычитателя по сигналусброса ССБ происходит обнуление всех триггеров блока. По сигналу разрешения записи СРЗП триггеры блока принимают входную информацию для записи и хранения. В первый триггер Т1 запишется перенос из старших разрядов суммы чисел СРС при выполнении операции суммирования. Управляющий сигнал запрещения записи СЗПРЗ блокирует работу первых девяти триггеров Т1 – Т9 после получения первого байта результата. Очередные байты результата записываются параллельно в двоичные триггерыблока (фиг.8).Block 7 of the result registers contains m triggers Тm made on elements DD47 - DD49, where m is the number of bits necessary to obtain a result of a given accuracy (Fig. 8). The trigger Trzn block, made on the element DD50 is designed to store a significant bit of the result, the recording is made upon arrival from the control unit 8 of the control signal write permission SRZ trigger. In the result register block, the difference of numbers is recorded in eight bits CP1 - CP8, the sum is the first nine STRsSm, CP1 - CP8, taking into account the possible transfer from the upper bits of numbers, then eight. The input information signal of the block is the control signal UE coming from the control unit 8. Before starting the adder-subtractor by the reset signal of the PRS, all the triggers of the block are reset. According to the signal recording permission SRZP triggers block receive input information for recording and storage. The first trigger T1 records the transfer from the upper digits of the sum of the numbers of CPC during the operation of summation. The write disable control signal SZPRZ blocks the operation of the first nine triggers T1 - T9 after receiving the first byte of the result. The next bytes of the result are written in parallel to the binary triggers of the block (Fig. 8).

Размеченная ГСА pаботыустройства пpиведена на фиг.10 где обозначено:Marked GAW operation of the device is shown in figure 10 where is indicated:

Логические условия:Logical conditions:

Х1 : "УОО"X1: "UOO" Х4 : "РВ"   X4: RV

Х2 : "ПУСК"  X2: "START" Х5 : "БЛ"    X5: "BL"

Х3 : "СВ" Х6 : "ППР"X3: "SV" X6: "PPR"

Опеpатоpы:Operators:

У1 : "СБРОС:=1" У15 : "БППСВ:=Аn"U1: "RESET: = 1" U15: "BPSV: = An"

У2 : "ЗнА"U2: ZNA У16 : "БППСВ:=Bn"                                  U16: "BPSV: = Bn" У3 : "А10"U3: "A10" У17 : "БППСВ:=ПЗm"                                  U17: "BPSV: = PZm"

У4 : "ЗнВ"U4: ZnV У18 : "БРгБЧ:=ПЧ"                                       U18: "BRGBH: = IF" У5 : "В10"         U5: "B10" У19 : "БРгМЧ:=ВЧ"                                       U19: "BRgMCH: = HF"

У6 : "СВ:=ЗнР А ⊕ ЗнР В У20 : "БРгБЧ:=ВЧ"         Y6: "NE: = ZnR A ⊕ ZnR IN U20:" BRGBCH: = HF "

У7 : "БКО:=ПЧ" U7: "BKO: = IF" У21 : "БРгМЧ:=ПЧ"                            U21: "BRgMCH: = IF"

У8 : "БКО:=ВЧ" Y8: "BKO: = HF" У22 : "РЕЗ 8р:= A 8р + B 8р + ПЗ 7р"                        U22: "REZ 8p: = A 8p + B 8p + PZ 7p" У9 : "БКО:=СВ" Y9: "BKO: = CB" У23 : "БРгР:=РЕЗ 8р"                        U23: "BRgR: = REZ 8r"

У10 : "БОПЗ:=СВ" U10: "BOPZ: = NE" У24 : "БРгР:=0"                         U24: "Brgr: = 0"

У11 : "БРгБЧ:=ДБЧ" U11: "BRGBH: = DBCh" У25 : "БРгБЧ:=ССД"               U25: "BRGBH: = SSD" У12 : "БРгМЧ:=ДМЧ" U12: "BRgMCH: = DMCh" У26 : "БРгМЧ:=СДВ"               U26: "BRgMCH: = ADD"

У13 : "БОПЗ:=ВБЧ" У27 : "БРгР:=РЕЗ" U13: "BOPZ: = VBCh" U27: "BRGR: = REZ"

У14 : "БОПЗ:=ВМЧ" У28 : "ТрЗн:=ЗнР"  U14: "BOPZ: = VMCh" U28: "TrZn: = ZnR"

Claims (1)

Параллельно-последовательный сумматор-вычитатель старшими разрядами вперед на нейронах, содержащий блок ввода чисел, блок компарации, блок регистров большего числа, блок определения переноса и заёма, блок регистров меньшего числа, блок регистров результата, блок управления, отличающийся тем, что дополнительно введен блок параллельно-последовательный сумматор-вычитатель, причем первый и второй информационные выходы блока ввода чисел соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока компарации, четвертый управляющий выход которого соединен с третьим управляющим входом блока управления, первый информационный выход которого соединен со вторым информационным входом блока регистров результата, управляющий вход которого соединен с третьим управляющим выходом блока компарации, второй информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока регистров меньшего числа, первый управляющий вход которого соединен со вторым управляющим выходом блока компарации, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока регистров большего числа, первый управляющий вход которого соединен с первым управляющим выходом блока компарации, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока ввода чисел и с управляющим входом блока определения переноса и заёма, первый информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом блока регистров большего числа, второй информационный вход которого соединен с третьим информационным выходом блока управления, второй управляющий выход которого соединен со вторым управляющим входом блока регистров большего числа, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока параллельно-последовательного сумматора-вычитателя, второй информационный вход которого соединен с информационным выходом блока определения переноса и заёма, второй информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом блока регистров меньшего числа, второй информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом блока управления, первый управляющий выход которого соединен со вторым управляющим входом блока регистров меньшего числа, первый информационный выход которого соединен с третьим информационным входом блока параллельно-последовательного сумматора-вычитателя, информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока регистров результата, первый и второй управляющие входы "СБРОС" и "ПУСК" блока управления являются внешними входами параллельно-последовательного сумматора-вычитателя старшими разрядами вперед на нейронах. A parallel-serial adder-subtracter with higher digits forward on neurons, containing a number input unit, a comparation unit, a larger number register block, a transfer and loan determination unit, a lower number register block, a result register block, a control unit, characterized in that the block is additionally introduced parallel-serial adder-subtracter, and the first and second information outputs of the number input unit are connected respectively to the first and second information inputs of the comparation unit, the fourth control the output of which is connected to the third control input of the control unit, the first information output of which is connected to the second information input of the result register block, the control input of which is connected to the third control output of the comparator block, the second information output of which is connected to the first information input of the lower number register, the first the control input of which is connected to the second control output of the comparation unit, the first information output of which is connected to the first information m input of a larger number of registers, the first control input of which is connected to the first control output of the comparation block, the control input of which is connected to the control output of the number input unit and with the control input of the transfer and loan determination unit, the first information input of which is connected to the second information output of the register block a larger number, the second information input of which is connected to the third information output of the control unit, the second control output of which is connected to the second control an ode to the register block of a larger number, the first information output of which is connected to the first information input of the parallel-sequential adder-subtracter block, the second information input of which is connected to the information output of the transfer and loan determination unit, the second information input of which is connected to the second information output of the lower number register the second information input of which is connected to the second information output of the control unit, the first control output of which is connected to the second control input of the register block of a smaller number, the first information output of which is connected to the third information input of the parallel-sequential adder-subtracter block, the information output of which is connected to the first information input of the result register block, the first and second control inputs are “RESET” and “START” of the block the controls are the external inputs of the parallel-serial adder-subtracter higher bits forward on the neurons.
RU2019115593A 2019-05-21 2019-05-21 Parallel-series adder-subtractor by higher positions forward on neurons RU2708501C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115593A RU2708501C1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Parallel-series adder-subtractor by higher positions forward on neurons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115593A RU2708501C1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Parallel-series adder-subtractor by higher positions forward on neurons

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2708501C1 true RU2708501C1 (en) 2019-12-09

Family

ID=68836749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115593A RU2708501C1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Parallel-series adder-subtractor by higher positions forward on neurons

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2708501C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2043651C1 (en) * 1990-12-19 1995-09-10 Щетинин Игорь Юрьевич Adder
US5581661A (en) * 1992-08-31 1996-12-03 Wang; Shay-Ping T. Artificial neuron using adder circuit and method of using same
RU2080650C1 (en) * 1995-03-01 1997-05-27 Евгений Иванович Духнич Device for calculation of absolute value of m- dimensional vector
RU2131145C1 (en) * 1998-06-16 1999-05-27 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Модуль" Neural processor, device for calculation of saturation functions, calculating unit and adder
RU2205444C1 (en) * 2002-03-04 2003-05-27 Курский государственный технический университет Forward high-order-position addersubstractor built around neurons

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2043651C1 (en) * 1990-12-19 1995-09-10 Щетинин Игорь Юрьевич Adder
US5581661A (en) * 1992-08-31 1996-12-03 Wang; Shay-Ping T. Artificial neuron using adder circuit and method of using same
RU2080650C1 (en) * 1995-03-01 1997-05-27 Евгений Иванович Духнич Device for calculation of absolute value of m- dimensional vector
RU2131145C1 (en) * 1998-06-16 1999-05-27 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Модуль" Neural processor, device for calculation of saturation functions, calculating unit and adder
RU2205444C1 (en) * 2002-03-04 2003-05-27 Курский государственный технический университет Forward high-order-position addersubstractor built around neurons

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5798955A (en) High-speed division and square root calculation unit
JPS61501419A (en) Floating point arithmetic device and method
US3571803A (en) Arithmetic unit for data processing systems
GB1390385A (en) Variable length arithmetic unit
RU2708501C1 (en) Parallel-series adder-subtractor by higher positions forward on neurons
USRE25120E (en) holmes
US3069085A (en) Binary digital multiplier
RU2205444C1 (en) Forward high-order-position addersubstractor built around neurons
JPH0346024A (en) Floating point computing element
US3482085A (en) Binary full adder-subtractor with bypass control
US5724280A (en) Accelerated booth multiplier using interleaved operand loading
US5268858A (en) Method and apparatus for negating an operand
RU2246752C1 (en) Parallel subtractor-adder on neurons
GB991734A (en) Improvements in digital calculating devices
RU2523942C2 (en) Neuron-based ripple carry parallel adder-subtractor
RU2292580C2 (en) Arithmetic computing device
RU2739343C1 (en) Device for bit-by-bit computing of logic and arithmetic operations
US3234368A (en) Scale factor device for normalizing a binary number
RU2805774C1 (en) Parallel adder-subtractor based on neuron-like elements
JPH0374419B2 (en)
Hu et al. A Data Non-destructive IMPLY-based Memristive Semi-parallel Full-Adder for Computing-in-memory Systems
US3462589A (en) Parallel digital arithmetic unit utilizing a signed-digit format
RU2793554C1 (en) Device for parallel-sequential search and replacement of occurrences in processed words
SU1541596A1 (en) Division device
SU1767497A1 (en) Divider