Устройство для параллельного сдвига двоичных чисел

И яТЕНЙЯ Союз Советских Соцналнстнческнк Республик(23) ПриоритетОпубликовано 278 (21) 2702956/18-2 о ГосударственныЯ комнте СССР ао дедам изобретениЯ и открытиЯ(71) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СДВИГА ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛУ т О Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в ЦВМ для ускоренного выполнения арифметических и логическихопераций.Известны схемы реверсивных сдвигающих регистров Ц .Недостатком таких регистров сдвига является низкое быстродействиепри организации сдвига информациина несколько разрядов, который осществляется как последовательнос ьсдвигов на один разряд,Известна также схема ускоренногосдвига информации на заданное число 1разрядов 2. В этой схеме имеютсясамостоятельные цепи сдвига на 2разрядов, где и = 1, 2, ,оо . Сдвигна любое число разрядов комбинируется из указанных элементарных сдвигов. 2Недостатком такой схемы являетсянедостаточно высокое быстродействие,так как количество тактов равно числу разрядов в двоичном коде задан ного количества сдвигов. 25Наиболее близким к изобретениюявляется расширяемое устройство дляпараллельного сдвига двоичных чисел3, содержащее щ-разрядный регистрвыходы которого соединены с первыми входами элементов И, расположенныхв узлах кососимметричной матрицыумножения, вторые входы элементовИ подключены к выходам дешифраторакода сдвига, третьи входы элементовИ подключены к шинам сигналов левогосдвига или правого сдвига, а выходыэлементов И поразрядно подключенык соответствующим входам группыэлементов ИЛИ, выходы которой соответствуют разрядам двоичного числа иявляются выходными шинами устройстваС выхода дешифратора кода сдвигаунитарный код сдвига построчно поступает на входы элементов И кососимметричной матрицы умножения. На другиевходы элементов И поступают код щразрядного двоичного числа и сигналы левого сдвига или правого сдвига,На выходе элементов И формируетсярезультат умножения 1 п-разрядногодвоичного числа на 2 , где и - указатель числа сдвигов. Выходные шиныдешифратора кода сдвига, соответствующие сдвигу на и разрядов вправотакже соответствуют сдвигу на гп-и разрядов влево, кроме случая сдвигана 0 разрядов,Недостатком устройства-прототипа.является его сложность, связанная снеобходимостью прошивки элементов кососимметричной матрицы по четырем координатам.Целью изобретения является упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для параллельного сдвига двоичных чисел, содержащее щ-разрядный регистр , дешиифратор кода сдвига, матрицу элементов И, группу элементов ИЛИ, причем входы щ-разрядного регистра соединены с входными шинами устройства, а выходы - с первыми входами соответствующих элементов И каждой строки матрицы, вторые входы элементов И каждой строки матрицы подключены к соответствующим выходам дешифратора кода сдвига, первая группа входов дешифратора кода сдвига подключена ко входным шинам кода сдвига устройотва, а вторая группа входов - к управляющим шинам сигналов правого сдвига и левого сдвига, дополнительно содержит щ элементов 2 И-ИЛИ, первые и вторые управляющие входы которых соединены соответственно с управляющими шинами сигналов левого сдвига и правого сдвига, а выходы - с выходными шинами устройства, выход каждого )-го элемента и 1-ой строки матрицы ( щ 1 щ; ) = 1, . , щ), кроме первого элемента И первой строки и щ-го элемента И щ-ой строки, соединен,со входом ( + ) - 2)-го элемента ИЛИ группы, первый информационный вход первого элемента 2 И-ИЛИ с выходом первого элемента И первой строки матрицы, первые информационные входы каждого -го элемента 2 И-ИЛИ ( 2, , щ) соединены с выходом ( - 1)-го элемента ИЛИ группы, второй информационный вход каждого 1-го элемента 2 И-ИЛИ ( щ 1, , щ - 1) соединен с выходом (щ + 1 - 2)-го элемента ИЛИ группы, второй информационный вход щ-го элемента 2 И-ИЛИ соединен с Выходом щ-го элейента И щ-ой строки матрици. Схема устройства приведена на чертехе.Устройство для параллельного сдвига двоичных чисел содержит щ-разрядный регистр 1, дешифратор кода сдвига 2, элементы И 3-18 косо. симметричной матрицы, группу элементов ИЛИ 19-23, элементы 2 К-ИЛИ 24- 27 управляющие шины сигналов правого сдвига 28 и левого сдвига 29, шины 30 кода сдвига, входные 31 и выходные 32 шины устройства.Схема устройства изображена для случая щ = 4.Входы регистра 1 подключены ко входным шинам 31 устройства, входы дешифратора кода сдвига 2 подключены к шинам 30 кода сдвига и к управляющим шинам сигналов правого сдвига 28 и левого сдвига 29. Выходырегистра 1 соединены с первыми входами элементов И 3-18 кососимметричнойматрицы по соответствующим косымстолбцам, Вторые входы элементов И3-18 кососимметричной матрицы подключены по строкам к соответствующимвыходам дешифратора кода сдвига, Выходы элементов И 4-17 по вертикальнымстолбцам соединены со входами (2 щ)элементов ИЛИ 19-23. Выход элементаИ 18 кососимметричной матрицы и выходы (щ - 1) элементов ИЛИ 21-23 подключены к информационным входам элементов 2 И-ИЛИ 24-27. Выходы (щ - 1)элементов ИЛИ 19-21 и выход элемен 15 та И 3 кососимметричной матрицы подключены к другим информационным входам элементов 2 И-ИЛИ 24-27. Первыйи второй управляющие входы элементов2 И-ИЛИ 24-27 подключены к управляют щим шинам сигналов соответственно леваго сдвига 29 и правого сдвига 28.Выходы элементов 2 И-ИЛИ 24-27 соединены с выходными шинами 32 устройст-ва,Устройство раб;тает следующимобразом.Информация, подлежащая сдвигу,заносится в регистр 1, с выходов которого число поступает на первые входы элементов И 3-18. На одном из выходов дешифратора кода сдвига 2 присутствует сигнал разрешения, поступающий на выбранную строку матрицыи соответствующий коду и направлению сдвига, С выходов элементов ИЗ 5 3-18 выбранной строки матрицы результат сдвига исходного числа через элементы ИЛИ 19-23 и элементы 2 И-ИЛИ24-27 поступает на выходные шины32 устройства. При сдвиге влево на4 О выходах дешифратора кода сдвига 2сигналы разрешения,:соответствующиевозрастающему коду сдвига и (от 0до щ - 1) размещены в порядке возрастания (сверху вниз); При сдвигевправо на выходах дешифратора кодасдвига 2 сигналы разрешения, соответствующие возрастающему кодусдвига и размещены в порядке убывания (снизу вверх). Окончательнаявыборка результата сдвига в зависимости от направления сдвига производится элементом 2 И-ИЛИ 24-27,Технико-экономический эффектдостигается за счет повышения технологичности устройства путем уменьше 55 ния количества координат прошивкикососимметричной матрицы до трех иуменьшения аппаратурных затрат (покритерию количества эквивалентныхвходов). Уменьшение аппаратурных затрат при щ .= 8 составляет 10 и сростом щ асимптотически стремитсяк 25.формула изобретенияУстройство для паралпельного сдви-га двоичных чисел, содержаща щ-раз792251 ЗО ВНИИПИ Эакаэ 9 4 Тираж 751 Подпи рядный регистр, дешифратор кода сдвига, матрицу элементов И, группу элементов ИЛИ, причем входы в-разрядного регистра соединены с входными шинами устройства, а выходы - с пер-выми входами соответствующих элементов И каждой строки матрицы, вторые входы элементов И каждой строки матрицы подключены к соответствующим выходам дешифратора кода сдвига, первая группа входов дешифратора кода сдвига подключена ко входным шинам16 кода сдвига устройства, а вторая г группа входов - к управляющим шинам сигналов правого сдвига и левого сдвига, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, 15 н него. дополнительно введены в элементов 2 И-ИЛИ, первые и вторые управляющие входы которых соединены соответственно с управляющими шинами сигналов левого сдвига и правого 20 сдвига, а выходы - с выходными шинами . устройства, выход каждого )-го элемента И 1-ой строки матрицы ф(1, , в; ) = 1, , в), кроме первого элемента И первой строки и в-го элемента И в-ой строки, соедиФилиал ППППатент ,г,ужгород, ул, Проектная нен со входом ( + ) - 2)-го элемента ИЛИ группы, первый информационный вход первого элемента 2 И-ИЛИ соединен с выходом первого элемента Ипервой строки матрицы, первые инфор"мационные входы каждого 1-го элемента 2 И-ИЛИ ) 1 2, , в) соединеныс выходом (1 - )-го элемента ИЛИгруппы, второй информационный входкаждого 1-го элемента 2 И-ИЛИ (1 е1.в) соединен с выходом(в + 1 - 2)-го элемента ИЛИ группывторой информационный вход в-гоэлемента 2 И-ИЛИ соединен с выходомв-го элемента и в-ой строки матрицы.Источники.информации,принятые во внимание при экспертиэе1. Каган Б. М., Каневский М.И.Цифровые вычислительные машинЫ исистемы. М., "Энергия", 1974, рис,З 54 - 3-56.2. Папернов А.А. Логические основы цифровой вычислительной техники,