Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 114 б 7(7 К Краснобаев,В. А Чер ССС2.СР ьство72, 19тво СС72, 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ ЧИСЕЛ ПО МОДУ ЛЮ Р, содержащее дешифратор и группу ключевых элементов, отличающееся тем, что, с целью упрощения, устройство содержит первый и второй входные регистры, приемный регистр, выходной регистр, группу элементов И, генератор импульсов, умножитель частоты, счетчик, кольцевой регистр сдвига, сумматор по модулю Р, схему сравнения, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, причем первыщ информационный. вход устройства через первый входной регистр подключен к входу дешифратора, выходы которого подключены к первым входам соответствующих ключевых элементов группы, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу выходного регистра, выход которого является выходом устройства, второй информационный вход устройства подключен к входу второго входного регистра и к первому входу сумматора по модулю Р, второй вход которого соединен с входом передачи модуля Р устройства, выходы второго входного регистра и сумматора по модулю Р соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом приемного регистра, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом счетчика, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с шинами управления сложением и вычитанием устройства, управляющий вход генератора импульсов соединен с шиной запуска устройства, а выход - с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И через умножитель частоты подключен к входу кольцевого регистра сдвига, выходы разрядов которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, выход четвертого элемента И подключен к входу счетчика, выход схемы сравнения подключен к вторым входам ключевых элементов группы, к третьим входам элементов И группы и к вторым входам третьего и четвертого элементов И,1168934 45 А О 1 2 450 0 0 1 2 1 1 2 3 2 2 3 4 3 3 4 0 4 4 0 1 2 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах и устройствах, работающих в системе остаточных классов (СОК).Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит первый информационный вход 1, первый входной регистр 2, дешифратор 3, группу ключевых элементов 4, группу элементов И 5, первый элемент ИЛИ 6, выходной регистр 7, выход 8 устройства, второй информационный вход 9, второй входной регистр 10, сумматор 11 по модулю Р, вход 12 передачи модуля Р, первый 13 и второй 14 элементы И, второй элемент ИЛИ 15, приемный регистр 16, схему 17 сравнения, счетчик 18, шину 19 управления сложением, шину 20 управления вычитанием, шину 21 запуска устройства, генератор 22 импульсов, третий и четвертый элементы И 23 и 24, 20 умножитель 25 частоты и кольцевой регистр 26 сдвига.Сумматор 11 по модулю Р инвертирует второй входной операнд В по модулю Р, т.е. на выходе сумматора 11 формируется Р - В.Умножитель 25 частоты в п = (1 о(р)1+ +1 раз увеличивает количество выходных импульсов генератора 22, где Р - модуль основания СОК, Р - количество двоичных разрядов одного разряда регистра 26. ЗоКоличество разрядов регистра 26 равно количеству возможных вычетов (остатков) по исходному модулю Р. Каждый разряд регистра 26 состоит из п = 1 од (р) ) + 1 двоичных разрядов, необходимых для записи числа (наибольшего вычета) Р.Рассмотрим работу устройства. Для операции модульного сложения отмечается закономерность распределения в поле матрицы (таблица, Р = 5) в частности по строкам, результатов операции. Эта закономер ность позволяет заменить матричное устройство (ПЗУ) кольцевым регистром 26 сдвига, в котором записана одна из строк таблицы. Пусть необходимо определить (А ++ В)гподР (присутствует сигнал на шине 19).Исходное состояние устройства: нулевое состояние всех регистров 2, 10, 16 и счетчика 18, в регистр 26 записана первая строка таблицы модульного сложения.По входу 1 в двоичном коде поступаетпервый операнд А в регистр 2, а по входу 9в двоичном коде - второй операнд В навход регистра 10 и на первый вход сумматора 11, на выходе которого получим значение Р - В. Сигнал по шине 19 открывает элемент И 13, через который с выхода регистра 10 через элемент ИЛИ 15 операнд Впоступает в приемный регистр 16. Дешифратор 3 преобразует операнд А из двоичного кода в десятичный, и на один из ключевых элементов 4 поступает сигнал, соответствующий значению А. По сигналу по шине 21 с выхода генератора 22 на входыоткрытых элементов И 23 и 24 поступаютимпульсы. С выхода элемента И 23 черезумножитель 25 на вход регистра 26 поступает последовательность импульсов, увеличенная в п раз. В момент поразрядного совпадения состояний счетчика 18 и регистра 16(в обоих будет записано значение операнда А) схема 17 сравнения выдает сигнал,который закрывает элементы И 23 и 24и открывает соответствующий ключевойэлемент 4 и элемент И 5, через которыйзначение соответствующего разряда регистра 26 поступает на элемент ИЛИ 6 и далеев регистр 7,Пусть необходимо определить результатоперации (А - В) щодР (присутствует сигнал на шине 20). В этом случае с выходасумматора 11 значение (Р-В) через открытый элемент И 14, элемент ИЛИ 15 поступает в регистр 16. Дальнейшая работа устройства аналогична определению результатаоперации модульного сложения при вход,ных операндах А и Р-В.Рассмотрим примеры конкретного выполнения операции модульного сложения и вычитания для Р = 5 (п = 3).Исходное состояние содержимого регистра 26 соответствует значению первой строкитаблицы, т.е, первый разряд - 000, второй - 001, третий - 010, четвертый 011и пятый 100. Схематично исходное содержимое регистра 26 можно представить ввиде 000 - 001 - 010 - О 1 1 - 100 Пример 1, А = О, В = 2. Необходимо определить (А + В) гпос 1 Р. Первый операнд А = 000 поступает во входной регистр 2, с выхода которого через дешифратор 3 сигнал поступает на вход первого ключевого элемента 4. Второй операнд В = 010 поступает на вход регистра 1 О и на первый вход сумматора 11, на второй вход которого поступает значение Р = 101. Значение опе1168934 Составитель А. СтепановТехред И. Верес Корректор М.СамборскаяТираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор В. ДанкоЗа каз 4614/42 ранда В = 010 через открытый элемент И 13 (присутствует сигнал на шине 19), элемент ИЛИ 15 поступает в регистр 16. Управляющий сигнал по шине 21 запускает генератор 22, и импульсы через открытые элементы И 23, 24 поступают соответственно на вход умножителя 25 и счетчика 18. В момент поразрядного совпадения состояния счетчика 18 (в счетчике содержится значение 010) и регистра 16 схемой 17 вырабатывается сигнал, закрывающий элементы И 23 и 24 и открывающий первый ключевой элемент 4, соответственно открывается первый элемент И 5. Одновременно с выхода умножителя 25 на вход регистра 26 поступают В п = 2 3 = 6 импульсов (п = 1 одг 4 + 1 = 3), которые сдвигают влево на шесть двоичных разрядов (на два разряда регистра 26) первоначальное содержимое регистра, т.е. первый выходной импульс генератора 22 сдвигает влево содержимое регистра 26 на три двоичных разряда. В этом случае содержимое регистра 26 представляется в виде001 -- О О -- 01 1 - 100 -- 000 Второй выходной импульс генератора 22 сдвигает еще влево содержимое регистра 26 на три двоичных разряда. В этом случае содержимое регистра 26 представится в виде010 - 011- : - 100 - -000 - 001 Как было показано, после этого выходной сигнал схемы 17 закрывает элементы И 23 и 24, и с выхода генератора 22 импульсы на умножитель 25 не проходят. После этого содержимое первого разряда регистра 26 - 010 (А = 0) через открытый первый элемент И 5, элемент ИЛИ 6 поступает на вход регистра 7. Содержимое регистра 7 и будет представлять результат операции.