Матричное устройство для сложения

(5)М. Кл. 6 06 Г,7/50 Гоаударстмниый комитет Опубликовано 2311.81. Бкмлетень М 43 (53) УДК 681325.5 (088,8) по делам изооретений и открытийДата опубликования описания 23.1 1, 81 В. С. Бренер, Л. Я. Малярис, Г. А. Поляк, Л. А. (мтанюк и Т. И. Чергинцева(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский инстит организационной техники1) Заявитель 54) МАТРИЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ кото 10тию сум. Цель изобретения - сокртрат оборудования,Указанная цель достигаечто матричное устройство длсодержащее блок расстановкиблоки равенства слагаемых,элементов И и блок дизъюнк ся тем,я сложения слагаемых, матрицу ии, причем Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использованов арифметических устройствах, работающих в десятичной системе счисления.Известно матричное устройство длясложения, содержащее матрицу элементов5И, каждый из которых соответствует определенному сочетанию значений операндов, и выходной блок, объединяющийвыходы тех элементов И матрицырые соответствуют одному значет.мы 11,Недостатком такого устройства является его сложность, связанная созначительным количеством элементов Ив матрице.Известно матричное устройство длясложения с использованием свойствакоммутативности сложения, т, е. диагональной симметрии таблицы сложения,содержащее блоки расстановки операндов и равенства операндов. Блок расстановки операндов - это совокупностьдвухвходовых элементов ИЛИ, входы которых объединяют однозначные входы откаждого операнда. Блок равенства операндов - это совокупность двухвходовых элементов И с такими же связями.Выходы элементов ИЛИ блока расстановкиоперандов подключены ко входам матрицы двухвходовых элементов И.так, чтокаждый из элементов И матрицы связанс одной парой выходов блока расстановки операндов. Выходы матрицы элементов И и блока равенства операндов,соответствующие одинаковым значениямсуммы, объединяются выходным блокомдизъюнкции 2,Недостатком известного устройстваявляется сравнительная сложность схемые96 3 8838входы блока расстановки слагаемых соединены со входами блока равенстваслагаемых, выходы блока расстановкислагаемых соединены со входами матрицы элементов И, выходы которой соединены с первой группй входов блокадизъюнкции, вторая группа входов которого соединена с выходами блока равенства слагаемых, содержит блок выделения пары квадрантов, два блока Ообъединения квадрантов, коммутатор иблок формирования переноса, причемвходы первого блока объединения квадрантов соединены с Р входами первогооперанда устройства (Р - четное основанне системысчисления), а выходы -со входами первых групп блоков расстановки слагаемых и равенства слагаемых,входы второго блока объединения квадрантов соединены с Р входами второго 26операнда устройства, а выходы - со входами вторых групп блоков расстановкислагаемых и равенства слагаемых, входыпервой и второй групп блока выделенияпары квадрантов соединены соответст- Ивенно с Р/2 мпадшими входами первогои второго операндов устройства, выходы блока дизъюнкции соединены. с информационными входами коммутатора, первый и второй управляющие входы которо- щго соединены с соответствующими выходами блока выделения пары квадрантов,третий выход которого соединен с первым входом блока формирования переноса, остальные Р/2-1 входов которогоподключены к дополнительным выходамкоммутатора, выходы которого являютсявыходами устройства, выходы блока формирования переноса являются выходамипереноса устройства,40 На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема блока выделения пары квадрантов; на фиг. 3 - то же,блока объединения квадрантов; нафиг. 4 - то же, блока расстановкислагаемых; на фиг. 5 - то же, блокаравенства слагаемых; на фиг. 6 - тоже, матрицы элементов И; на фиг. 7 то же, блока дизъюнкции; на фиг8 то же, коммутатора; на фиг. 9 - тоже, блока формирования переноса; нафиг, 10 - таблица сложения,Рассмотрение устройства проводятпри Р=10.Устройство содержит блок 1 выделения пары квадрантов, блоки 2 и 3 объединеыия квадрантов, блок 4 расстановки слагаемых, блок 5 равенстваслагаемых, матрицу 6 элементов И,При этом, блок выделения пары квадрантов содержит элементы И, ИЛИ, НЕ, причем входы первого элемента,ИЛИ соединены со входами первой группы блока,45 входы второго элемента ИЛИ соединены со входами второй группы блока, выходы первого и второго элементов ИЛИ со" единены со входами первого элемента И, входы первого и второго элементовЯ НЕ соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выходы - со входами второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены со входами третьего элеИ мента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока и входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен со вторым выходом блока, выход второго элемента И соединен с третьим выходом блока. Кроме того, блок объединения квадрантов содержит Р/2 элементов ИЛИ,причем входы 1-го элемента ИЛИ соединены с 1-м и (1 + Р/2) -м входами блока, а выход соединен с 1-м выходомблока (1 = 1 Р/2),Кроме того, коммутатор содержитдве группы элементов И и группу элементов ИЛИ, причем первый вход 1-го элемента И первой группы соединен с1-м информационным входом коммутатора,а второй вход - с первым управляющим входом коммутатора (1 = 1, , Р),первый вход 1-го элемента И второй группы соединен с К-м информационнымвходом коммутатора (К = 1 + Р/2, при1( Р/2, К = 1 - Р/2 + 1, при 1 ) Р/2),а выход -го элемента И первой группысоединен со входом 1-го элемента ИЛИгруппы, выход 1-го элемента И второйгруппы соединен со входом щ-го элемента ИЛИ группы (п = 1, при 3 С Р/2,а = 1 + 1, при 1 ) Р/2), выход 8 -гоэлемента ИЛИ группы соединен с 8 -мвыходом коммутатора ( 8 = 1. , Р),выходы элементов И второй группы спервого по (Р/2-1) -й соединены с дополнительными выходами коммутатора,.Кроме того блок формирования переноса содержит элемент ИЛИ и эле-мент НЕ, причем входы элемента ИЛИсоединены со входами блока, а выходсо входом элемента НЕ, выходы элемента ИЛИ и элемента НЕ соединены свыходами блока,883896 4сигналов Со -, 1, коммутатором 8 подуправлением ранее определенных значений Н 1 и Н , Значения результата Р;Р реализуются при этом по формулам3Ро = фоН 1 ч 5 НР= т НУ й,Н1 1 11 7 1Р 3 =Нч С 8 НР: Н"1 ф 4 4151 ч о 1Р 6 = СН 1 чР Н 1 ч СНр,: дНОбразуемые в коммутаторе 8 сигналыР = Н , Р 1 -- Н, Р = С 7 Н,одя на входы блокаде совместно с сигна ом К 4 реа изу т.сигналы функции переноса в старшийразряд блок 7 диэъюнкции, коммутатор 8 иблок 9 формирования переноса,Блок 1 выделения пары квадрантовсодержит элементы ИЛИ 10-12, И 13 и14, НЕ 15-17. Блок 2 (3) объединенияквадрантов содержит элементы ИЛИ 1822. Блок 4 расстановки слагаемых содержит элементы ИЛИ 23-27, Блок 5 равенства слагаемых содержит элементыИ 28-32, Матрица 6 содержит элементы И 33-42. Блок 7 дизъюнкции содержит элементы ИЛИ 43-47, Коммутатор 8содержит элементы И 48-65 и элементы ИЛИ 66-73, Блок 9 формированияпереноса содержит элемент ИЛИ 74 иэлемент НЕ 75.Устройство работает следующим образом.На входы устройства подаются входные сигналы операндов Х Б и У-У,Блок 1, на входы которого подаютсязначения младших входов операндовХ - Х 4 и Уб- У 4, реализует на трех своих выходах сигналыН 1= Х ЧХ чХ Х чХ )чЦ гУ чЧ чЧ)ч ЭУЧХ чХчХчХчх ) ЧЧЧ(чУЧЦ )Н ОН,14=(,Х чХчХч Ч,указывающие, енадлежность з Уили четвертому, второмучетвертому квадрантам тания (фиг. 10),Блоки 2-5 редах сигналыЛ 1 = Х ч Х 1+5% (1 = 0,1,2,3,4),Матрица 6 реализует конъюнкцию отзятых попарно значений Ч, образуяа своих выходах сигналыО= ЧЧ (1 = О, 1, 2, 3, 4; 1 Ф ,Блок 7, объединяя одинаковые значения О и 5, реализует на своихвыходах сигналы гк (К = 08), соответствующие таблице сложения дляо (первого) квадранта таблицысложения (фиг, 1 О)4 = чУчУчЪ)1 нно, на приммы первому или третьему блицы сложеализуют на своих выхобретени ю 1, Матричное устройство для сложения, содержащее блок расстановки слагаемых, блок равенства слагаемых,матрицу элементов И и блок дизъюнкции,причем входы блока расстановки слага 4 у емых соединены со входами блока равенства слагаемых, выходы блока расстановки слагаемых соединены со вхоцами матрицы элементов И, выходы которой соединены с первой группой входовблока дизъюнкции, вторая группа входовкоторого соединена с выходами блокаравенства слагаемых, о т л и ч а ю -ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения затрат оборудования, устройство Мсодержит блок выделения пары квадрантов, два блока объединения квадрантов,коммутатор и блок формирования переноса, причем входы первого блока объединения квадрантов соединены с Р в н диого 4 ЧО 1 ч Ь 4 " .ь 0с=й знач результата оизводится ко ация 5 Ооач 51 й 6 = О+ ч Ъ ОЪЧ 11 С 7 ОЪ 4 Е= 84 тобы определить истинн,=6,Таким образом, используя более глубокие закономерности таблицы сложения,чем простая диагональная симметрия,можно достичь уменьшения затрат оборудования (в основном за счет сокращения числа элементов И в матрице). Например, при Р = 10 предлагаемое устройство требует для своего построения81 элемент И, ИЛИ, НЕ, в то время,как для построения схемы прототипатребуется 125 элементов. Образуемаяэкономия357.883896 входами первого операнда устройства(Р - четное основание системы счисления), а выходы - со входами первыхгрупп блоков расстановки слагаемыхи равенства слагаемых, входы второгоблока объединения квадрантов соединены с Р входами второго операнда устройства, а выходы - со входами вторых групп блоков расстановки слагаемых и равенства слагаемых, входы первой и второй групп. блока выделенияпары квадрантов соединены соответственно с Р/2 младшими входами первогои второго операндов устройства, выходы блока дизъюнкции соединены с информационными входами коммутатора,первый и второй управляющие входы которого соединены с соответствующимивыходами блока выделения пары квадрантов, третий выход которого соединен с первым входом блока формирования переноса, остальные Р/ 2-1 входовкоторого подключены к дополнительнымвыходам коммутатора, выходы которогоявляются выходами устройства, выходыблока формирования переноса являютсявыходами переноса устройства,2. Устройство по п, 1, о .т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок выделения пары квадрантов содержит элементы И, ИЛИ, НЕ, причем входы первого элемента ИЛИ соединены со входами первой группы блока, входы второгоэлемента ИЛИ соединены со входамивторой группы блока, выходы первогои второго элементов ИЛИ соединены совходами первого элемента И, входыпервого и второго элементов НЕ соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выходысо входами второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены со входами третьего элементаИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока и входом третьегоэлемента НЕ, выход которого соединенсо вторым выходом блока, выход второ.го элемента И соединен с третьим выходом блока,83. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок объединения квадрантов содержит Р/2 элементов ИЛИ, причем входы 1-го элементаИЛИ соединены с 1-м и (1 + Р/2)-м входами блока, а выход соединен с 1-мвыходом блока (1 = 1 Р/2)4. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что коммутатор 10 содержит две группы элементов И игруппу элементов ИЛИ, причем первыйУход 1-го элемента И первой группысоединен с -м информационным входомкоммутатора, а второй вход " с первым 3 управляющим входом коммутатора (11 Р), первый вход 1-го элемента И второй группы соединен с К-минформационным входом коммутатора(К я 1 + Р/2, при 1 ( Р/2, К = 20 Р/2 + 1, при 1Р/2), выход 1-гоэлемента И первой группы соединен совходом 1-го элемента ИЛИ группы, выход -го элемента И второй группы соединен со входом щ-го элемента ИЛИ 23 группы (п 1 = , при 1 ( Р/2, щ = 1 ++ 1, при 1 ) Р/2), выход 8 -го элемента ИЛИ группы соединен с 3 -м выходом коммутатора ( 3 = 1 Р), выходы элементов И второй группы с перзо вого по (Р/2-1)-й соединены с дополнительными выходами коммутатора. 5. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок форми- ЗЗ рования переноса содержит элемент ИЛИи элемент НЕ, причем входы элемента ИЛИ соединены со входами блока, а выход - со входом элемента НЕ, выходы элемента ИЛИ и элемента НЕ соединены 40 с выходами блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе 1. Авторское свидетельство СССР фф Ф 259479, кл. С 06 Г 7/39, 1968,2. Авторское свидетельство СССР Р 496555, кл. О 06 Г 7/38, 1974 (прототип),