UA135028U - СУМАТОР ЛИШКІВ a_І I b_І ЧИСЕЛ ЗА МОДУЛЕМ m_І СИСТЕМИ ЗАЛИШКОВИХ КЛАСІВ - Google Patents

Abstract

Суматор лишків і чисел за модулем системи залишкових класів, що містить перший та другий вхідні регістри, перший позиційний суматор, першу та другу групу елементів І та вихідний регістр, елемент НІ, при цьому перший та другий входи пристрою підключено відповідно до першого та другого вхідних регістрів, виходи першого та другого вхідних регістрів підключено до входів першого позиційного суматора, виходи першого позиційного суматора підключено до перших входів першої групи елементів І, а вихід вихідного регістру є виходом пристрою, причому додатково введено другий позиційний суматор, перший елемент АБО, другий елемент АБО, групу елементів АБО, при цьому виходи першого позиційного суматора підключено до перших входів другого позиційного суматора, до других входів яких підключено шини подачі значення спеціальної константи модуля , за яким працює пристрій, виходи другого позиційного суматора підключено до перших входів елементів І другої групи, вихід переповнення першого позиційного суматора підключено до перших входів першого та другого елемента АБО, а вихід переповнення другого позиційного суматора підключено до других входів першого та другого елемента АБО, вихід першого елемента АБО підключено до входу елемента НІ, вихід елемента НІ підключено до других входів елементів І першої групи, вихід другого елемента АБО підключено до других входів елементів І другої групи, виходи елементів І першої та другої групи підключено до відповідних входів елементів АБО групи, виходи якої підключено до входів вихідного регістру.

Description

Корисна модель (пристрій) належить до області обчислювальної техніки і може бути використана в комп'ютерних системах та компонентах, що функціонують як у позиційних двійкових системах числення, так і в непозиційній системі числення залишкових класів (СЗК).

Відомий суматор за модулем три (аналог), що містить перший та другий вхідні регістри, вихідний регістр, елементи І та АБО, групи елементів І та АБО, а також елементи І-НІ (а.с. СРСР

Мо 1401452, кл БОбЕ 7/49, Б.В. Мо 21, від 07.06.1988). Даний суматор дозволяє виконувати операцію модульного додавання за модулем три.

Недоліком аналогу - значний час реалізації арифметичної модульної операції додавання.

Відомий суматор по модулю п'ять (аналог), що містить перші та другі вхідні регістри, вихідний регістр, групи елементів І та АБО, елементи І! та АБО (а.с. СРСР Мо 1566342, кл СОбЕ 7/49, Б.В. Мо 19, від 23.06.1990). Даний пристрій дозволяє виконувати операцію модульного додавання по модулю п'ять.

Недоліком аналогу - значний час реалізації арифметичної модульної операції додавання.

Близьким за технічною суттю (аналогом) і результатом, що досягається, є суматор за модулем (а.с. СРСР Мо 570052, кл ОбЕ 7/50, Б.В. Мо 31, від 05.10.1977). Аналог містить шини першого операнду, шину керування, шини другого операнду, першу групу елементів АБО, блок інвертування коду вхідного операнду, позиційний суматор, першу та другу групи елементів І.

Недолік цього аналогу - значний час реалізації арифметичної модульної операції додавання.

Найближчий аналог за технічною суттю і результатом, що досягається, є суматор за модулем т СЗК. Патент Мо 86637 України (заявка а 2007 01744), МПК соб 7/50 (2006.01). Б.В.

Мо 9 від 12.05.2009 р. Пристрій містить шини першого операнду, шину керування, шини другого операнду, першу групу елементів АБО, блок інвертування коду вхідного операнду, позиційний суматор, першу та другу групи елементів І, другу групу елементів АБО, перший та другий вхідні регістри, схему порівняння двійкових чисел, шини коду модуля т, елемент НІ, шини значення модуля т" (т" - це інвертоване значення модуля т, по якому працює суматор по модулю т

СЗК), третю та четверту групи елементів І, елемент І-НІ, вихідний регістр, виходи пристрою, при цьому шини першого операнду з'єднані з першими входами першої групи елементів АБО, шини другого операнду з'єднані з входами блока інвертування коду вхідного операнду, шина

Зо керування з'єднана з керуючим входом блока інвертування коду вхідного операнду, виходи позиційного суматора з'єднані з першими входами першої та другої групи елементів І. Виходи блока інвертування коду вхідного операнду з'єднані з першими входами другої групи елементів

АБО, виходи першої та другої груп елементів АБО з'єднані відповідно з входами першого та другого вхідних регістрів, виходи першого та другого вхідних регістрів з'єднані з відповідними входами позиційного суматора, виходи позиційного суматора з'єднані з першими входами схеми порівняння двійкових чисел, другі входи схеми порівняння двійкових чисел з'єднані з шинами коду модуля т, вихід схеми порівняння двійкових чисел з'єднаний з входом елемента НІ та другими входами другої та третьої груп елементів І, вихід елемента НІ з'єднаний з другими входами першої групи елементів І, перші входи третьої групи елементів | з'єднані з шинами значення модуля т, виходи другої та третьої груп елементів | з'єднані з другими входами відповідно першої та другої груп елементів АБО, виходи першої групи елементів І на яких присутній сигнал значення одиничних розрядів у записі модуля т з'єднані з входами елемента І-

НІ, вихід елемента І-НІ з'єднаний з другими входами четвертої групи елементів І, виходи першої групи елементів | з'єднані з першими входами четвертої групи елементів І, виходи четвертої групи елементів І з'єднані з входами вихідного регістра, виходи вихідного регістра є виходами пристрою.

Недоліком найближчого аналогу є значний час реалізації арифметичної модульної операції додавання лишків а; і б; чисел за модулем ті СЗК.

Даний недолік обумовлено тим, що в структурі суматора лишків а; і б; чисел за модулем ті міститься позиційний суматор двійкових чисел і схема порівняння двох двійкових чисел. У СЗК дані операції відносяться до позиційних, тобто, найбільш складних операцій у сенсі часу виконання арифметичних модульних операцій. Крім цього, в найближчому аналогу операція позиційного суматора реалізується послідовно з операцією порівняння двійкових чисел, що впливає на збільшення часу виконання арифметичної модульної операції додавання лишків а; і рі чисел за модулем ті. Нарешті, коли сума лишків чисел більше значення модуля пі, тоді керуючий сигнал надходить на другі входи елементів І третьої групи. В цьому випадку процес додавання лишків чисел повторюється. Це фактично вдвічі збільшує час виконання арифметичної операції додавання.

В основу корисної моделі поставлено задачу зменшення часу реалізації арифметичної 60 модульної операції додавання лишків а; і Бі; чисел за модулем ті системи залишкових класів.

Суматор лишків а; і бі чисел за модулем ті системи залишкових класів, що містить перший та другий вхідні регістри, перший позиційний суматор, першу та другу групу елементів І! та вихідний регістр, елемент Ні, при цьому перший та другий входи пристрою підключено відповідно до першого та другого вхідних регістрів, виходи першого та другого вхідних регістрів підключено до входів першого позиційного суматора, виходи першого позиційного суматора підключено до перших входів першої групи елементів І, а вихід вихідного регістра є виходом пристрою. В пристрій додатково введено другий позиційний суматор, перший елемент АБО, другий елемент АБО, групу елементів АБО. При цьому виходи першого позиційного суматора підключено до перших входів другого позиційного суматора, до других входів яких підключено шини подачі значення спеціальної константи т; модуля ті,, за яким працює пристрій, виходи другого позиційного суматора підключено до перших входів елементів | другої групи, вихід переповнення першого позиційного суматора підключено до перших входів першого та другого елемента АБО, а вихід переповнення другого позиційного суматора підключено до других входів першого та другого елемента АБО, вихід першого елемента АБО підключено до входу елемента НІ, вихід елемента НІ підключено до других входів елементів | першої групи, вихід другого елемента АБО підключено до других входів елементів І другої групи, виходи елементів першої та другої групи підключено до відповідних входів елементів АБО групи, виходи якої підключено до входів вихідного регістра.

Введення вказаних ознак дозволяє значно зменшити час реалізації арифметичної модульної операції додавання лишків а; і б, чисел за модулем ті системи залишкових класів.

Це обумовлено тим, що із структури суматора лишків а і Бі чисел за модулем ті виключено схему порівняння двійкових чисел.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де представлена блок-схема корисної моделі, де: 1, 2 - перший і другий входи пристрою; 3,4 - перший і другий вхідні регістри; 5 - перший позиційний суматор; 6 - другий позиційний. суматор; 7 - перша група. елементів І; 8 - шина подачі значення спеціальної константи т; модуля ті (константа т; формується наступним чином. Спочатку знаходимо значення М - ті-1111-1011-0100, де М - 1111. Далі до отриманого результату 0100 в молодший розряд додається 1. Таким чином формується значення спеціальної константи т; -мМ- ті-1111-10114-0001-0101), за яким працює пристрій;

Зо 9, 10 - перший і другий елементи АБО; 11 - друга група елементів І; 12 - елемент НІ; 13 - група елементів АБО; 14 - вихідний регістр; 15 - вихід пристрою.

Перший 1 та другий 2 входи пристрою підключено до входів відповідно першого З та другого 4 вхідних регістрів, виходи яких підключено до входів першого 5 позиційного суматора.

Інформаційні виходи (виходи п молодших розрядів) першого 5 позиційного суматора підключено до перших входів другого б позиційного суматора, а також підключено до перших входів елементів І першої 7 групи. До других входів другого 6 позиційного суматора підключено шини 8 подачі значення спеціальної константи т; модуля ті, за яким працює пристрій. Вихід старшого ((п--1)-го) переповнення першого 5 позиційного суматора підключено до перших входів першого 9 та другого 10 елементів АБО. Вихід старшого ((п'-1)-го) переповнення другого 6 позиційного суматора підключено до других входів першого 9 та другого 10 елементів АБО. Інформаційні виходи (виходи п молодших розрядів) другого 6 позиційного суматора підключено до перших входів елементів І другої 11 групи. Вихід першого 9У елемента АБО підключено до входу елемента НІ 12, вихід якого підключено до других входів елементів | першої 7 групи. Вихід другого 10 елемента АБО підключено до других входів елементів І другої 11 групи. Виходи елементів І першої 7 та елементів | другої 11 груп підключено до входів відповідних елементів

АБО 13 групи, виходи якої підключено до двійкових входів вихідного 14 регістру. Вихід 15 вихідного регістру 14 є виходом пристрою.

Пристрій функціонує наступним чином. За входами 1 і 2 до вхідних регістрів З і 4 у двійковому коді надходять відповідні п-розрядні (п - |Подг(ті-1)|-1) значення лишків а; і б; чисел, які надходять до відповідних входів першого 5 позиційного суматора. З інформаційних виходів першого 5 позиційного суматора значення суми а; - бі надходить до перших входів другого 6 позиційного суматора та до перших входів елементів І першої 7 групи. До других входів другого 6 позиційного суматора за шинами 8 подається значення спеціальної константи т; З (п-1)-го (старшого) виходу першого 5 позиційного суматора значення розряду переповнення суми аб; подається до перших входів першого 9 та другого 10 елементів АБО. З (п'-1)-го (старшого) виходу другого 6 позиційного суматора значення розряду переповнення суми а; -- бі подається до других входів першого 9 та другого 10 елементів АБО. З інформаційних виходів другого 6 позиційного суматора значення суми а--б; надходить до перших входів елементів І другої 11 групи. З виходу першого 9 елемента АБО сигнал надходить на елемент НІ 12. За наявності сигналу на виході елемента НІ 12, відчиняються елементи | першої 7 групи. За наявності сигналу на виході другого 10 елемента АБО відчиняються елементи І другої 11 групи. З виходів елементів І першої 7 групи та елементів | другої 11 групи сигнали надходять до входів відповідних елементів АБО 13 групи, з виходів яких результат операції (а. - Б) той т; у двійковому коді надходять до входів вихідного 14 регістру.

Розглянемо приклади визначення результату арифметичної модульної операції додавання для конкретних значень лишків а; і Бі чисел за модулем ті:11 СЗК (креслення).

Приклад 1

Сума лишків більше значення модуля ті (з переповненням у першому позиційному суматорі). Нехай а; -0111, Б; - 1010.

Вхідні лишки а; -0111 та Б; - 1010 надходять відповідно за шинами 1 і 2 на перший З та другий 4 вхідні регістри. З виходів вхідних регістрів З та 4 лишки надходять на відповідні входи першого 5 позиційного суматора, на виході якого отримаємо результат додавання лишків а; - 0111 та Б-1010, що дорівнює значенню 10001. З інформаційних виходів першого 5 позиційного суматора результат 0001 подається на перші входи другого 6 позиційного суматора, а також значення 0001 подається до перших входів елементів І першої 7 групи. До других входів другого 6 позиційного суматора за шинами 8 подається значення спеціальної константи т; 0101. З виходів другого 6 позиційного суматора значення суми 0001-0101-0110 надходить до перших входів елементів І другої 11 групи. З виходу першого 5 позиційного суматора значення розряду переповнення, що є 1 в цьому випадку, подається на перший вхід першого 9 та перший вхід другого 10 елемента АБО. На виході другого 6 позиційного суматора сигнал переповнення відсутній. Таким чином на виході першого 9 та другого 10 елементів АБО присутній сигнал. З виходу першого 9 елемента АБО сигнал надходить на елемент НІ 12. На виході елемента НІ 12 сигнал відсутній, отже елементи першої 7 групи будуть зачинено. Вихідний сигнал другого 10 елемента АБО відчиняє елементи І другої 11 групи. З виходів елементів І другої 11 групи результат операції (а--р) той ті-0110 через відповідні елементи АБО 13 групи надходить до

Зо входу вихідного регістру 14. Таким чином у вихідному регістрі міститься результат операції.

Перевірка: (7-10) - 6 (тоа 11).

Приклад 2

Сума лишків більше значення модуля т, (з переповненням у другому позиційному суматорі). Сюди ж належить випадок, коли а;--б;-ті. Нехай а-0111, р-0110.

В цьому випадку процес знаходження суми лишків буде аналогічним прикладу 1. Відмінність буде у тому, що з виходу другого 6 позиційного суматора значення розряду переповнення, що є 1 в цьому випадку, подається на перший вхід першого 9 та перший вхід другого 10 елемента

АБО.

Вхідні лишки а; - 0111 та р; -0110 надходять відповідно за шинами 1 і 2 на перший З та другий 4 вхідні регістри. З виходів вхідних регістрів З та 4 лишки надходять на відповідні входи першого 5 позиційного суматора, на виході якого отримаємо результат додавання лишків а-0111 та р; - 0110, що дорівнює значенню 1101. З інформаційних виходів першого 5 позиційного суматора результат 1101 подається на перші входи другого б позиційного суматора, до других входів якого за шинами 8 подається значення спеціальної константи т; - 0101. З виходів другого 6 позиційного суматора значення суми 110140101-10010 надходить до перших входів елементів І другої 11 групи. Вихідний сигнал другого 10 елемента АБО відчиняє елементи І другої 11 групи. З виходів елементів І другої 11 групи результат операції (а--б) той ті-0010 через відповідні елементи АБО 13 групи надходить до входу вихідного регістру 14.

Таким чином у вихідному регістрі міститься результат операції.

Перевірка: (7-6) - 2 (тоа 11).

Приклад 3. Сума лишків менше значення модуля пі. Нехай а; -0011,

Б-0110.

Вхідні лишки аг -0011 та Б-0110 надходять відповідно за шинами 1 і 2 на перший З та другий 4 вхідні регістри. З виходів вхідних регістрів З та 4 лишки надходять на відповідні входи першого 5 позиційного суматора, на виході якого отримаємо результат додавання лишків а-0011 та Б-0110, що дорівнює значенню 1001. З інформаційних виходів першого 5 позиційного суматора результат 1001 подається на перші входи другого б позиційного суматора, а також значення 1001 подається до перших входів елементів | першої 7 групи. До других входів другого б позиційного суматора за шинами 8 подається значення спеціальної т. . це константи " -0101. З виходів другого б позиційного суматора значення суми 1001-4-0101-1110 надходить до перших входів елементів | другої 11 групи. На виході першого 5 та другого 6 позиційних суматорів сигнал переповнення відсутній. Відсутність сигналу на виході першого 9 елемента АБО формує сигнал на виході елемента НІ 12. З виходу елемента НІ 12 сигнал відчиняє елементи І першої 7 групи. З виходів елементів І першої 7 групи результат операції (аїр) той ті-1001 через відповідні елементи АБО 13 групи надходить до входу вихідного регістру 14. Таким чином у вихідному регістрі міститься результат операції. Перевірка: (3-6) - 9 (тод 11).

Таким чином, застосування запропонованої корисної моделі дозволяє суттєво зменшити час реалізації арифметичної модульної операції додавання лишків а; і Б; чисел за модулем т; СЗК.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ - а;. Ь. т; - - У Суматор лишків і і чиселза модулем /! системи залишкових класів, що містить перший та другий вхідні регістри, перший позиційний суматор, першу та другу групу елементів І та вихідний регістр, елемент НІ, при цьому перший та другий входи пристрою підключено відповідно до першого та другого вхідних регістрів, виходи першого та другого вхідних регістрів підключено до входів першого позиційного суматора, виходи першого позиційного суматора підключено до перших входів першої групи елементів І, а вихід вихідного регістру є виходом пристрою, який відрізняється тим, що додатково введено другий позиційний суматор, перший елемент АБО, другий елемент АБО, групу елементів АБО, при цьому виходи першого позиційного суматора підключено до перших входів другого позиційного суматора, до других входів яких підключено шини подачі значення спеціальної константи ті модуля ті, за яким працює пристрій, виходи другого позиційного суматора підключено до перших входів елементів | другої групи, вихід переповнення першого позиційного суматора підключено до перших входів першого та другого елемента АБО, а вихід переповнення другого позиційного суматора підключено до других входів першого та другого елемента АБО, вихід першого елемента АБО підключено до входу елемента НІ, вихід елемента НІ підключено до других входів елементів І першої групи, вихід другого елемента АБО підключено до других входів елементів І другої групи, виходи елементів першої та другої групи підключено до відповідних входів елементів АБО групи, виходи якої підключено до входів вихідного регістру.