Устройство для суммирования двоичных чисел

(19) (11) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(56) Авторское свидетельство СССР В 1022153, кл. 0 06 Р 7/50, 1982.Авторское свидетельство СССР У 1103223, кл, 0 06 Р 7(50, 1983. (54)(57)УСТРОЙСТВО.ДЛЯ СУММИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее накапливающий сумматор, счетчик, три элемента И, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ и элемент НЕ, причем входы и выходы накапливающего сумматора соединены соответственно с разрядами входа устройства и с младшими разрядами выхода устройства, выходы раз-: рядов счетчика соединены со старшими разрядами выхода устройства, зна" ковый выход счетчика соединен со знаковьы выходом устройства, выход переноса накапливающего сумматора соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен со знаковым входом устройства,первые входы первого и второго элемента И соединены с входом заданиярежима устройства, выходы первогои второго элементов И подключены ксоответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключенк входу переноса накапливающего сумматора, второй вход первого элементаИ соединен со знаковым входом устройства, знаковый выход счетчика и выходы разрядов счетчика соединены свходами второго элемента ИЛИ и свходами третьего элемента И, выходкоторого соединен с вторым входомвторого элемента И, а выход второгоэлемента ИЛИсоединен с третьим входом первого элемента И, о т л и ч,аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит элемент задержки, причем выход переноса накапливающего сумматора соединен с третьим входом второго элемента И и через элемент задержки - свходом сложения счетчика, вход вычитания которого соединен с выходомэлемента ЗАПРЕТ и через элемент НЕсоединен е четвертым входом первого,элемента И.1 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь 1зовано в арифметических устройствахспециализированных вычислительныхмашин.Цель изобретения - упрощение устройства,На чертеже представлена структурная схема устройства для суммирования двоичных чисел,Устройство содержит накапливающий сумматор 1, счетчик 2, элементыИ 3-5, ИЛИ б и 7, НЕ 8, ЗАПРЕТ 9,элемент задержки 10. Кроме того, насхеме показаны вход 11 устройства,знаковый вход 12 устройства, вход13 задания режима устройства, выход14 младших разрядов устройства, выход 15 старших разрядов устройства,знаковый выход 16 устройства, выход17 переноса накапливающего сумматора 1.Устройство для суммирования двоичных чисел работает следующим образом.Каждое число, поступающее на входы 11 и 12 устройства, представленои информационными и одним знаковымразрядами, а результат - ш+ и информационными и также одним знаковымразрядами, где и и ш - количестворазрядов в накапливающем сумматоре1 и счетчике 2 соответственно. Приэтом числа кодируются дополнительными или обратными кодами. Устройствопозволяет суммировать массивы чиселпутем алгебраического сложения очередного (к+1)-го и+1 разрядного,включая знаковый разряд, входногослагаемого, поступающего на входы11 и 12 устройства, с результатомсложения предыдущих к чисел, хранящихся в накапливающем сумматоре 1 исчетчике 2. Входные слагаемые могутбыть положительными или отрицательными. Устройство, содержащее ш+и информационных разрядов, в самом неблагоприятном случае (суммируютсячисла только одного знака и максимальные по модулю) допускает сложение 2 (п+)- разрядных чисел, включая знаковый разряд входных двоичныхчисел.Если числа представлены дополнительным кодом, то на вход 13 задания режима устройства подается сигнал "О", вследствие чего на входепереноса сумматора 1 всегда нуль.Если очередное поступившее навходы 11 и 12 устройства число поло 198511 2 Если при сложении младших и разрядов образуется перенос, то единичный сигнал на выходе 17 переносасумматора 1 закрывает элемент ЗАПРЕТ 309 и через элемент задержки 10 поступает на вход сложения счетчика 2,прибавив единицу к (п+1)-му разрядунакопленной суммы.Если поступающие числа представлены обратным кодом, то на вход 13 35 задания режима устройства подается"1", При этом устройство функционирует аналогично, однако на вход переноса сумматора 1 поступает циклический перенос в следцющих случаяхпоступающее число отрицательное,на выходе элемента НЕ 8 елиничныйсигнал (единичный сигнал на выходеэлемента ЗАПРЕТ 9 еще не успеет образоваться). и в разрядах накопленной 45 суммы с (и+1)-го по ш-й, включаязнаковый разряд, есть хотя бы однаеидиница, те.е, если поступающеечисло равно 1, 11 1, ххх, анакопленная сумма равна у,ууу, 50 ххх, где у - разряды, хотя бы одиниз которых отличен от нуля. В этомслучае единичный сигнал будет на выходе элемента И 3;во всех разрядах счетчика 2 еди ницы, а поступающее число положительное, т.е. накопленная сумма равна1,111, ххх, а поступающее число равно О,ООО, хх..х, и при 5 0 20 25 жительное, то оно складывается в сумматорес младшими разрядами накопленной суммы. Если при сложении возникает единица переноса на выходе 17 переноса сумматора 1, то через элемент 1 О задержки сигнал об этом поступает на суммирующий вход счетчика 2 и к (и+)-му разряд накопленной суммы будет прибавлена единица.Если очередное поступившее на входы 11 и 12 устройства число отрицательное, то на знаковом входе 12 устройства будет "1", которая через элемент ЗАПРЕТ 9 (сигнал переноса на выходе 17 переноса сумматора 1 еще не успевает образоваться) поступает на вычитающий вход счетчика 2, имитируя сложение накопленной суммы с числом, в разрядах которого с (и+1)- го по ш-й единицы, Значения разрядов с 1-го по и-й поступают по разрядным входам 11 устройства на вход сумматора .3 11этом имеется сигнал на выходе 7 переноса сумматора 1, т.е. перенос в(и+)-й разряд. В этом случае единичный сигнал будет на выходе элементаИ 4;во всех разрядах счетчика 2 нули,а поступающее число отрицательное,т,е. накопленная сумма равна0,000, ххх, а поступающее число равно 1,111, ххх, и приэтом имеется сигнал на выходе 17 переноса сумматора 1, т.е. перенос в(и+1)"й разряд. В этом случае единичный сигнал будет на выходе элемента И 4, так как до появления единичного сигнала на выходе 17 переноса сумматора 1 из счетчика 2 вычитается единица, вследствие чегонем образуется число 1,111.Пусть, например, заданы двоичныечисла А=+001 и В=+110 или А=(п=З) слагаемое,При представлении чисел в дополнительном коде получаем А =АР= =0,0011 100 и В,=В =0,110 или При этом в накапливающем сумматоре 1 и в первом случае будет сформирована сумма 100, а во втором случае 1010.В обоих случаях входное число В положительное, на входе 13 задания режима устройства нулевой сигнал, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 единичный сигнал, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ Ь. будет нулевой сигнал, а к содержимому счетчика 2 через элемент 10 задержки прибавляется единица. В результате в накапливающем сумматоре 1 и счетчике 2 в первом случае будет число С=СР 0,0100 100, а во втором случае число Со =1,110 010.При представлении чисел в обратном коде получаем А Р =А =0,0011 1 О и Вдр =ВР=0,1 О или А Р =1,1100 ОИ или ВВ =0,110. При этом накап-ливающем сумматоре 1 в нервом случае будет сформирован код 1100, а во втором 1001.В обоих случаях входное число В положительное, а на выходе 17 переноса накапливающего сумматора 1 едиь ничный сигнал. При этом в обоих случаях на входе 13 задания режима 98511устройства единичный сигнал, а всчетчике 2 находится число,.не равное числу 1,1111, вследствие чегсна выходе, элемента И 5, а следовательно, и элементов И 4, ИЛИ 6 будет нулевой сигнал и единица младшего разряда к содержимому накапливающего сукаатора 1 прибавляться небудеч .О В обоих случаях через элементзадержки 10 к содержимому счетчика2 прибавляется единица. В результате в накапливающем сумматоре 1 исчетчике 2 в первом случае будет 5 число С,бр =Спр=оэо 00 100, а во втором. Случае число Согр =1,1101 0011Представляя числа А и В в десятичной системе счисления, получим А=+30и В=+6 или А=-28 и В=+6. При этом 20в первом случае С=А+В(+30)+(+6)=+36,которое в двоичной системе счисленияравно С =С=0,0100 100, а во втором случаеС=А+В=(-28)+(+6)=-22,которое в двоичной системе счисленияравно Сод =11101 010 или С р ==-0011 11 и В=+100.30При представлении чисел в дополнительном коде получаем А,=АР ==1,1100 00 и Во =ВР 0,100. При З 5 этом в накапливающем сумматоре 1 впервом случае будет сформирован код110, а во втором случае код 101.В обоих случаях входное число Вположительное, на входе 13 задания40режима устройства нулевой сигнал, ана выходе 17 переноса накапливающегосумматора 1 также нулевой сигнал,вследствие чего на выходе элементаИЛИ 6 и на входе сложения счетчика 245будут нулевые сигналы, При этом содержимое счетчика 2 не изменяется.В результате в накаливающем сумматоре 1 и счетчике 2 в первом случае будет число С, =Слр=о,оо 110,50 а во втором случае число Сщ 1,00 101,При представлении чисел в обратном коде получаем АобР =А =0,0011 011и ВОГР =Влрщ 0 ф 011 или АОГРф 1100 00055 и В, =В =0,100. При этом в накапливающем сумматоре 1 в первом случаебудет сформирован код 110, а во втором случае код 100.Составитель А, СтепановТехред Л.Мартяшова Коррек Редактор М. Макси ец Заказ 7722/4 ВН8Тираж 709 ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 3035, Гзсква, Ж, Раушская на ПодписСССРбе, де 4/5 ППП "Патент", г, Ужгород Проектна 3 1В обоих случаях входное число В положительное, а на выходе 17 пере- . носа накапливающего сумматора 1 нулевой сигнал, вследствие чего содержимое счетчика 2 не изменяется. При этом в обоих случаях на входе 13 задания режима устройства единичный сигнал, а в счетчике 2 находится число, не равное числу 1,1111, вследствие чего на выходе элемента 198511 ЬИ 5, а следовательно, и элементовИ 4, ИЛИ 6 будет нулевой сигнал иединица младшего разряда к содержимому накапливающего сумматора 1 прибавляться не будет. В результате внакапливающем сумматоре 1 и счетчике2 в первом случае будет число С =С = 0,001 110, а вовтором случае число Со =Г