SU913368A1 - Устройство для сложения 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, осуществляющих обработку чисел, представленных в прямом двоичном, коде.

Известно устройство для сложения чисел, представленных в прямом коде, содержащее сумматор по модулю два, триггеры, счетчики первого и второго операнда, суммирующий счетчик, а также элементы И, ИЛИ и НЕ £13.

Недостатком его является низкое быстродействие и большой объем оборудования .

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являет‘ ся устройство для сложения чисел, представленных в прямом двоичном коде, содержащее сумматор, сумматор по модулю два, регистры операндов и регистр результата, снабженные цепями выдачи прямого и обратного кода числа, триггеры знака чисел, элементы И Е2Д .

2

Недостатком этого устройства являу ется большой объем оборудования.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для сложения, содержащее первый сумматор, сумматор по модулю два, элементы И, также содержит элементы ИЛИ и НЕ, второй сумматор, триггер управления, три группы элементов И, группу элементов ИЛИ, группу элементов НЕ, причем первые входы разрядов первого сумматора соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы и со входами приема первого операнда устройства, вторые входы разрядов первого сумматора -соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы и со входами приема второго операнда устройства , вторые входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым выходами

91

триггера управления, выходы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с первыми и вторыми входами элементов ИЛИ группы, выходы которых подключены соответственно ко входам элементов НЕ группы, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с третьими входами элементов И первой и второй групп, с первыми входами первого и второго элементов И, со входами переноса в младший разряд и первым входом младшего разряда второго сумматора и с выходом первого элемента НЕ. Выходы элементов И третьей группы соединены с первыми входами разрядов второго сумматора со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов, вторые входы разрядов которого соединены с выходами разрядов первого сумматора, выходы суммы разрядов второго сумматора являются выходами результата сложения устройства, а выход переноса соединен через второй элемент НЕ с первым входом третьего элемента И, второй вход которого является входом установки устройства, а выход под' ключей к счетному входу триггера управления, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, третий вход первого элемента И' соединен с шиной приема знака первого операнда устройства и с первым входом сумматора по модулю два, третий вход второго элемента И соединен с шиной приема знака второго операнда устройства, с первым ' входом четвертого элемента И и со вторым входом сумматора по модулю два, выход которого подключен ко входу первого элемента НЕ и юо второму входу четвертого элемента И, выходы первого, второго и четвертого элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с шиной знака результата сложения устройства.

На чертеже показана структурная схема устройства для сложения.

Устройство содержит первый А второй сумматоры 1 и 2, триггер 3 управ ления, сумматор по модулю два 4, группы 5, 6 и 7 элементов И, группу 8 элементов ИЛИ, группу 9 элементов НЕ, элементы 10-13 И, элементы 14 и

3368 4

15 НЕ и элемент 16 ИЛИ. Входы 17 и 18 являются входами приема кода первого и второго операндов, шина 19 ’ является шиной установки, шины 20 5 и 2 Г являются шинами приема знака операндов, выход 22 - выход результата сложения, шина 23 - шина знака результата сложения.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

Если знаки чисел одинаковы, то производится суммирование модулей с сохранением их знака. Если же знаки чисел разные, то суммирование 15 производится в два этапа т.е. к сумме модулей кодов двух чисел, полученной в первом сумматоре, прибавляется удвоенное значение дополнительного кода (что эквивалентно вычитанию)

20 меньшего числа во втором сумматоре, т.е.' _ __

IА1 + 1ΒΙ +1А1+1 + 1А1 +1 = )А1 + 1В|+ )2А1 +2, если I А| <|8! > ΙΑ[ +ΙΒΙ+1ΒΙ+1 + |В1+1 =

= ΙΑΙ + 1В1 + 1231 +2, если I В| IАI , при 25 этом берется знак числа В, если

|В|>1А1, и знак числа А, если |Αΐ>|ΒΙ Наличие в уравнениях "1"' связано с обобразованием дополнительных кодов.

В качестве примера рассмотрим слу30 чай сложения двух четырехра"3рядных

чисел 1001 и 0100 (в общем случае разрядность исходных кодов может быть любой)

На выходе первого сумматора имеем

10

35

1001

'0110

¹¹¹¹

Полученная таким образом сумма складывается с удвоенным значением допол₄₀ нительного кода одного из чисел, при этом: в случае сложения чисел с одинаковыми знаками модуль дополнительного кода равен "0", в слу• чае сложения чисел с разными знаками 4$ добавляется удвоенное значение модуля меньшего из чисел.

В выбранном примере инверсия меньшего числа -1001, а после его сдвига (в сторону старшего разряда на один разряд) значение полученного кода удваивается - 10010.

В результате второго суммирования на выходе второго сумматора имеем

+1111 - сумма первого и второго чисел,

10010 - удвоенная инберсия кода

меньшего числа,

+1 - две единицы для образования дополнительного кода,

50

55

913368

Уод-руу " модуль алгебраической суммы.

1 - единица переноса.

Для подачи двух дополнительных 5

единиц на второй сумматор используется вход переноса второго сумматора и один из свободных входов младшего разряда (один из свободных входов младшего разряда во втором 10 сумматоре не задействован ввиду подачи на его входы числа со сдвигом на один разряд).

Как видно из примера, признаком правильного сложения -является нали- 15 чие "1^Н переноса в полученной алгебраической сумме на выходе второго сумматора. При этом разрядность второго сумматора должна быть на один разряд больше разрядности первого 20 сумматора.

Рассмотрим случай сложения во втором сумматоре с дополнительным кодом большого числа. Большее число после инверсии - 0110, после сдви- 25 га - 01100. В результате сложения имеем

1111 - сумма первого и второго чисел,

01100 - удвоенный обратный код 30 большего числа,

+ 1 - две единицы для образова4- . . ния дополнительного кода.

1

Л¹⁰¹ . 35

Как видно, полученный результат не является модулем алгебраической суммы этих чисел и в нем отсутствует "1" переноса в старший разряд.

Устройство работает следующим об- ₄₀ разом.

На входы 17 и 18 сумматора 1 поступают прямые коды Первого и второго операндов. Их сумма с выхода сумматора 1 поступает на четвертый вход ₄₅ сумматора 2. Рассмотрим два варианта сложения чисел.

Первый вариант - знаки операндов одинаковы. Тогда на выходе сумматора 4 по модулю Два вырабатывается разре-$₀ шающий потенциал, который после ин* версии на элементе 14, как запрещающий, поступает на входы группы 7 элементов И, на выходах которой устанавливается низкий потенциал ив качестве логического "О" подается на.первые входы сумматора 2, на вход переноса в младший разряд и на вход младшего разряда сумматора 2

также поступает логический "0" с выхода элемента НЕ 14. Таким образом, при сложении чиеел с одинаковыми знаками, на вторые входы сумматора 2 поступает код суммы модулей слагаемых с выходов сумматора 1, а на другие входы подаются, логические "0", т.е. на выходах 22 сумматора 2 повто ряется код, возникающий на выходах сумматора 1.

Код знака суммы формируется следующим образом.

Разрешающий потенциал с выхода сумматора по модулю два 4 поступает на один из входов элемента И 13, на другой вход которого подается код знака второго шсла по шине 21. С . выхода’элемента ИЛИ 16 код знака второго числа поступает на выход 23 устройства.

Второй вариант - знаки операндов разные. В этом случае формирование модуля суммы происходит следующим образом. Прямой код первого или второго операнда через группу элементов И 5 или 6 соответственно (в зависимости от состояния триггера 3, которое после включения устройства может быть любым) , а также через группу 8 элементов ИЛИ поступает на вход группы 9 элементов НЕ, с выходов которой инверсный код этого числа через открытые элементы И группы 7 подается на первые входы сумматора 2 в качестве второго слагаемого со сдвигом на один разряд в сторону старшего разряда, т.е. удваивается.

При этом для организации дополнительного кода удвоенного числа на вход переноса в младший разряд и вход младшего разряда сумматора 2 с выхода элемента НЕ 14 подается логический "1". Допустим, что разрешающий потенциал с триггера 3 поступает на входы группы 6 элементов И, тогда на первые входы сумматора 2 через цепь, состоящую из элементов групп 6, 8, 9 и 7 подается инверсный код второго, предположим меньшего числа.

Таким образом, на выходе 22 сумматора 2 возникает код суммы, состоящий из кодов суммы слагаемых, удвоенного кода второго числа и двух логических единиц.

1А1 + |В| + |2В| +2

В результате сложения на выходе

переноса сумматора 2 возникает логическая "1" переноса, что говорит

о правильном результате. При этом

913368 8

на выходе элемента НЕ 15 появляется запрещающий потенциал, который, поступая на элемент И 12, не пропускает установочный импульс, поступающий на шину 19 устройства для изменения 5 состояния триггера 3· 8 случае отсутствия на выходе сумматора 2 единицы переноса (что говорит о неверном результате на выходе сумматора, т.е. о том, что в сложении участвовал «О обратный код не меньшего, а большего числа), с выхода элемента НЕ 15 на вход элемента И 12 поступает разрешающий потенциал, разрешая прохождение установочного импульса, который 15 изменяет состояние триггера на противоположное и разрешает прохождение и инверсию меньшего числа по цепочке, состоящей из элементов групп 5, 8, 9 и 7· Полученной сумме при- ао сваивается код знака большего числа.

Формирование знака происходит следующим образом. На входы элементов 10 и 11 поступает разрешающий' потенциал с выхода первого элемента 25 НЕ 14, на вторые входы элементов И 10 и 11 подаются потенциалы с разных плеч триггера 3, а на третьи входы этих элементов по шинам 20 и 21 поступают коды знаков первого и зо второго операндов соответственно.

Таким образом, если берется обратный код меньшего числа, в нашем примере второго, то открыты элементы групп .

6 и элемент 10, т.е. код знака пер- ₃₅ вого, большего, слагаемого через элементы 10 и 16 проходит на выход 23 устройства.

Если меньшим числом оказалось ₄θ первое слагаемое, то открыты элементы группы 5, элемент 11 и через цепь элементов 11 и 16 код знака проходит на выход 23·

45

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для сложения, содержащее первый сумматор, сумматор по модулю два, элементы И, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, содержит элементы ИЛИ и НЕ, второй сумматор, триггер управления, три группы эле- ₅$ ментов И, группу элементов ИЛИ, группу элементов НЕ, причем первые входы ' разрядов первого сумматора соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы и с входами приема первого операнда устройства, вторые входы разрядов первого сумматора соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы и с входами приема второго операнда устройства, вторые входы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера управления, . выходы элементов И первой и второй групп соединены соответственно с первыми и вторыми входами элементов ИЛИ группы, выходы которых подключены соответственно к входам элементов НЕ группы, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с третьими входами элементов И первой и в-Торой групп, с первыми входами первого и второго элементов И, с входом переноса в младший разряд и первым входом младшего разряда второго сумматора и с выходом первого элемента НЕ, выходы элементов И третьей группы соединены с первыми входами разрядов второго сумматора со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов, вторые входы разрядов которого соединены с выходами разрядов первого сумматора, выходы суммы разрядов второго сумматора являются выходами результата сложения устройства, а выход переноса соединен через второй элемент НЕ с первым входом третьего элемента И, второй вход которого является входом установки устройства, а выход подключен к счетному входу триггера управления^ первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, третий вход первого элемента И соединен с шиной приема знака первого операнда устройства и с первым входом сумматора по модулю два, третий вход второго элемента И соединен с шиной приема знака второго операнда устройства, с'первым входом четвертого элемента И и с вторым входом сумматора по модулю два, выход которого подключен к входу первого элемента НЕ и к второму входу четвертого элемента И, выходы первого, второго и четвертого элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен

   с шиной знака результата сложения

   устройства.

   9 9В368