Арифметическое устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4 С 06 Р 7/38 ния и пер чества ст соединень 1 вторым сумматора го соедин зультата(53 (56 Р 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБ(54)(57) АРИФИЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО,содержащее блок местной памяти,счетчик адреса операндов, блок выравнивания, первый сулиатор мантисс,первый сдвигатель, шифратор количества старших нулей в двоичный код, первый регистр мантиссы и сумматор-вычитатель, причем выход счетчика адреса операндов соединен с адресным входомблока местной памяти, выходы первого и второго операндов которогосоединены с соответствующими вход .миблока выравнивания, выходы действительных мантисс операндов с меньшим и большим порядками которогосоединены соответственно с первыми вторым входами слагаемых первогосумматора мантисс, выход суммы которого соединен с информационнымвходом первого сдвигателя, выходкоторого через первый регистр ман-,тиссы соединен с входом действитель ной мантиссы результата блока местной памяти, первый выход шифратора.количества старших нулей в двоичный код соединен с входом кодасдвига первого сдвигателя, выходбольшего порядка блока выравниваЯО 1 393661 ый выход шифратора колирших нулей в двоичный кодсоответственно с первымнформационными входами-вычитателя, выход котороц с входом порядка релока местной памяти, о т-. л и ч а ю щ е е с я .тем, что, сцелью повышения быстродействияарифметического устройства при выполнении операции сложения-вычитания комплексных чисел, оно содержит второй сумматор мантисс, второйсдвцгатель, второй регистр мантиссы, блок элементов ИЛИ и элемент ИЛИ, причем выходы мнимых мацтисс операндов с меньшим и большим порядками блока выравнивания соединены соответственно с первым и вторым входами слагаемых второго сумматора мантисс, выход суммы которого соединен с информационным входом второго сдвига 1 еля, вьход которого через второй регистр мантиссы соединен с входом мнимой мантиссы результата блока местной памяти, выходы суммы первого и второго сумматоров мантисс соединены Ч соответствующими входами элемента ИЛИ, выход блока элементов ИЛИ и элемента ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами шифратора количества старших нулей в двоичный код, первый выход которого соединен с входом кода сдвига второго сдвигателя, второй выход шифратора количества старших нулей в двоичный код соединен с входа ми направления сдвига первого и второго сдвигателей ц управляющим входом сумматора-вычитателя.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительныхмашинах.Цель изобретения - повышениебыстродействия арифметического устройства при выполнении операций сложения-вычитания комплексных чисел.На чертеже показана схема арифметического устройства.Арифметическое устройство содержит блок 1 местной памяти, счетчик 2 адреса операндов, блок 3 вы,равнивания, первый сумматор 4 мантисс, первый сдвигатель 5, шифратор 6 количества старших нулей вдвоичный код, сумматор-вычитатель 7,первый регистр 8 мантиссы, второйсумматор 9 мантисс, блок 10 элемента ИЛИ, второй сдвигатель 11, второй регистр 12 мантиссы, элемент,ИЛИ 13,ШиФратор б предназначен для формирования кода нормализации мантисс вещественной и мнимой частейрезультата операции, одинаковогодля обеих мантисс. На первом выходешифратора 6 формируется код величины сдвига мантисс вправо цли влево,а с второго выхода выдается значение признака П переполнения присложении мантисс на сумматорах 4 и 9мантисс,Шифратор 6 реализуется согласноследующей таблице (для четырех разрядов кода) Выходы Входы 12 12 0001 0 10 001 Х 0 01 ХХ 0 1 ХХХ 0 0 01 00 01 где Х - произвольное состояние, сдвигатели 5 и 11 выполняют сдвиг влево при нулевом значении входа направления сдвига и вправо при единичном.Арифметическое устройство работает следующим образом, 5 10 15 20 25 ф 30 35 40 45 50 55 Комплексные числа, над которыми выполняются операции сложения-вычитания, размещаются в блоке 1 местной памяти. Каждое комплексное число (например,.число А) хранится в одной ячейке памяти и представляется мантиссой вещественной части (ВеА), мантиссой мнимой части (1 шА) и порядком (ПА) общим для вещественной и мнимой частей числа.Под управлением счетчика 2 адресов операндов осуществляется выборка из блока 1 местной памяти первого А и второго В операндов и выдача их в блок 3 выравнивания. При этом порядки первого ПА и второго ПВ чи-, сел поступают на вход вычитателя порядков, входящего в состав блока 3 выравнивания, где вычисляется разность порядков, По знаку разности порядков определяется больший порядок, Затем мантиссы вещественной и мнимой частей числа с меньшим порядком поступают на сдвигатель блока 3 выравнивания, сдвигаются вправо ца величину разности порядков и выдаются в прямом коде на первые входы сумматоров 4 и 9 мантисс соответственно. Мантиссы вещественной и мнимой частей числа с большим порядком выдаются с блока выравнивания без сдвига ца вторые входы сумматоров 4 и 9 мантисс соответственно.В зависимости от знаков мантисс вещественной и мнимой частей не- сдвинутого числа эти мантиссы принимаются в сумматоры 4 и 9 мантисс в прямом либо в дополнительном коде. На сумматорах 4 и 9 мантисс формируются соответственно промежуточные ненормализованные мантиссы вещественной и мнимой частей результата, которые могут быть в прямом или в дополнительном коде. В последнем случае они инвертируются на выходных преобразователях, вхо.дящих в состав оборудования сумматоров, с учетом единицы младшего разряда. В каждом из сумматоров 4 и 9 мантисс формируется также значение:признака (П) переполнения при сложении мантисс.Нормализация результата операции при отсутствии переполнения (П=О) осуществляется путем сдвига влево мантисс его вещественной и мнимой частей ча количество разрядов, равное количеству подряд расположенных нулей до первой единицы в старших левых цифрах большей из этих мантисс. В случае переполнения (П=1), возникшего хотя бы в одном - иэ сумматоров 4 или 9 мантисс, нормализация состоит в сдвиге вещест, - венной и мнимой частей результата операции вправо на один разряд.Величина сдвига задается кодом нормализации, общим для мантисс вещественной и мнимой частей резельтата операции, Для определения кода нормализации в блоке 10 элементов ИЛИ и элементе ИЛИ 13 выполняется поразрядно операция ИЛИ . над мантиссами и признаками П веще-. ственной и мнимой частей результата операции, В полученном в блоке 10 и выдаваемом на входы шифратора 6 коде крайняя левая единица находится в тойже позиции, что и крайняя левая единица в большей из мантисс вещественной или мнимой частей результата операции. Признак П на выходе элемента ИЛИ 13 равен единице, если хотя бы один из признаков П вещественной и мнимой частей равен единице.На первом выходе шифратора 6 формируется код нормализации, равный ,количеству подряд расположенных нулей до первой единицы в старших левых цифрах большей из мантисс вещественной или мнимой частей результата операции (если перепол 193661 4нения нет, П=О) или единице (еслипереполнение есть П=1).Код нормализации с первого выходаи результирующий признак П с второго выхода шифратора 6 поступают соответственно.на входы кода сдвигаи направления сдвига сдвигателей 5и 11. В сдвигателях осуществляется нормализация результата операции, 10 Нормализованные вещественная кеСи мнимая 1 шС мантиссы результатаоперации с выходов сдвигателей 5и 11 принимаются в регистры 8 и 12мантисс соответственно. Одновременно с нормализацией в сумматоре-вычитателе 7 формируется порядок результата операции. При этом на первые входы сумматора-вычитателя 7 поступает больший из порядков ПА или ПВ операндов (порядок несдвинутого числа), а на вторые - код нормализации. В зависимости от значения признака П, поступающего на управляющий вход сумматора-вычитателя, в последнем производится вычитание (если П=О) или суммирование (если П=1) принятого порядка и кода нормализации. Сформированный порядок результата операции вместе с мантиссами вещественной и мнимой частей результата операции выдается в блок 1 местной памяти и запоминается.