Устройство для сложения чисел в дополнительном коде

(51)5 0НОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) Е ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ Я САН К АВТОРСКОМУ остатком известной схемы является яительная сложность вследствие изх аппаратурных затрат на формироака результата.стно устройство для сложения чиржащее й одноразрядных сумматосновном операционномузле ительные сумматор в схеме формизнака результата. Недостаткомизо устройства также являетсяльно высокиЕ аппаратурные затраИзобретение относится к областй циф- . ровой вычислительной техники и может быть использовано для создания различных узлов и устройств универсальных и специа-, лизированных вычислителей.Известна схема устройства для сложения чисел в дополнйтельном коде, входящая в состав схемы, представленной в книге- Б.И,Соловьев, К.Г,Самофалов и др. "Электронные цифровые. вычислительные машины" - Киев: "Вища школа", 1976, с.297,рис.272. Недее относ быточнь вание знИзве сел,соде ров во дополни рования вестног относите 1 2(21) 4937337/24: .ты- для реализаций схемы. формирования . (22) 20,05.91, . . знака, Устройство для сложения чйсел в (46) 30,12.92. Бюл, Ь 48: . дополнительйом коде содержит п,одно- (75) И,М.Ермаков й А.Е.Заболотный.разрядных сумматоров.(и - разрядность (56) Авторское свидетельство СССР. операндов), входы аь Ь операндов однораз- М 788107, кл, О 06 Р 7/50, 1978. "рядйых сумматоров с первого по(п)-й соеАвторское свидетельство СССР динены с входами соответствующих В 1469503, кл. 6 06 Р 7/50, 1987. , разрядов первого (а) и второго (Ь) операн- (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНЙЯ ЧИ- . довустройства( =1,.;.,п),авыходысуммы СЕЛ В ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ КОДЕ .:Ь соединены с вйходами соответствующих (57) Изобретение относится к области циф-; " разрядов результата устройства, выход (Яп) ровой вычислительной техники и может старшего разряда выходного операнда устбыть использовано для создания различныхройства, входы операндов ап. Ьп и-го одно- .узлов и устройств универсальных и специа-:разрядного сумматора подключены к лизированных машин. Цель изобретения-, входам знаковых разрядов входных оперансокращение аппаратных затрат при постро- ." дов, а выход переноса сумматора соединен ении сумматоров чисел;.представленным в . с выходом (Зн) знака устройства. Входной дополнительном коде, при заданной раз- "перенос(С 1) устройства поступает на вход рядности операндов. Эффект достигается . переноса первого одноразрядного сумматоза счет того, что вместо дополнительного.ра. Схемаможет быть использована в разсумматора для получения знака результата . личйыхустройствахавтоматики-ицифровой используются только два инвертора, что щ-, вычислительной техники для сложенйя чищественно сокращает аппаратурные затра-сел в дополнительном коде. 1 ил.10 15 20 30 35 40 50 55 ты в схеме Формирования знака результата ИНаиболее близким по технической сущности является устройство для сложения чисел в дополнительном коде, входяцее в состав схемы, содеркащей и одноразрядных сумматоров(и - разрядность операнда), входы операнда одноразрядных сумматоров с первого по (и)-й соединены с входами соответствующих разрядов первого и второго операндустройства, а выходы суммы соедийень 1 свьхадами соответствую.щих разрядов результата устройства, . выход переноса -го одноразрядного сум.матора ( =1 и) соединен с входом переноса (+1)-го одноразрядного сумматора, выход переноса и-го одноразрядного сумматора соединен с входом переноса дополнительного (и+1)-го одноразрядного сумматора, входы операнда которого соединены с входами операндов и-га одноразрядного сумматора и подключены к входам знаковых разрядов операнда, выход суммы дополнительного одноразрядного сумматора подключен к выходу знака устройства, а выход переноса - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с управляющей шиной, а выход подключен к входу переноса первого одноразрядного сумматора 21,Недостатком известного устройства для сложения чисел в дополнительном коде является его сложность, вследствие относительно высоких аппаратурных затрат в схеме Формирования знака результата.Цель изобретения - упрощение устройства. Настоящая цель достигается за счет того,.что в устройство для сложения чисел в дополнительном коде, содержащее и адно- разрядных сумматоров (и-разрядность операндов), входь 1 одноразрядных сумматоров с первого по (и)-й соединень 1 с входами соответствующих разрядов первого и второго операндов устройства, а выходы суммы соединены с выходами соответствуюаих разрядов результаа устройства, выход переноса -го одноразрядного сумматора ( = 1и) соединен с входом переноса (+1)-га одноразрядного сумматора, входы операндов и-го одноразрядного сумматора соединены с входами знаковых разрядов первого и второго операндов устройства,дополнительно введены первый и второй ин. верторы, вход первого инвертара соединен с выходом переноса (и)-го одноразрядного сумматора, выход первого инвертора подключен к входу переноса и-го одноразрядного сумматора, выход суммы которого соединен с входом второго инвертора, выход которого подключен к выходу и-га (старшего) разряда результата устройства, а выход переноса и-го одноразрядного сумматора соединен с выходам знакового разряда результата устройства.Авторам не известны технические решения с признаками, аналогичными отличительным. В совокупности с известными признаками они проявляют свойства неизвестные ранее из других решений, Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию "существенные отличия" На чертеже показана схема устройства для сложения чисел в дополнительном коде Устройство для сложения чисел в дополнительном коде содержит (и+1) одноразрядных сумматоров 16 (и разрядность операндов), входы а, Ь операндов одноразрядных сумматоров 1,.,4 с первого по (и)-й соединены с входами 7 соответствующих разрядов первого (а) и второго (Ь) операндов устройства ( =, 1; п), а выходы суммы (Я) соединены с выходами 8 соответствующих разрядов результэта устройства, выходы Сн 1 переноса -го одноразрядного сумматора ( = 1 п), соединенные входами переноса (3+1)-го одноразрядного сумматора, выход Сп+1 перенаса и-го одноразрядного сумматора соединен с входом переноса дополнительного одноразрядного сумматора 6, входы операндов которого (ап+1, Ьп+1) соединены соответственна с входами ойерандов ав, Ьп и-го одноразрядного сумматора 5 и подключены к входам 9 знаковых разрядов входного операндов, выход суммы дополнительного одноразрядного сумматора 6 подключен к выходу 10 (Зн) знака устройства, Входной перенос С 1 устройства поступает на вход переноса сумматора 1, Выход суммы сумматора 5 соединен с выходом 11 (Зп) старшего разряда выходного операнда устройства.Устройство для слокения чисел в дополнительном коде (фиг;2) содержит и одноразрядных сумматоров 1:5 (и " разрядность операндов), входы а, .Ь операндов одноразрядных сумматоров 14 с первого по (и)-й соединены с входами 6 соответствуащих разрядов первого (а) и второго (Ь) операндов устройства (1 = 1,и), а выходы суммы (Я) соединены с выходами 7 соответствующих разрядов результата устройства, выходы Снпереноса -го одноразрядного сумматора ( = 1,и) соединены с входами (+1)-га одноразрядного сумматора, выход переноса (и)-го одноразрядного сумматора 4 соединен с входам первого инвертора О,выход которого подключен к входу переноса одноразрядного сумматора 5, выход суммы которого соединен с входом второгоЗн = апО+ ЬпО+ Сп+1,где Сп+1 = ап Ьп+ эп Сп+ Ьп Сп, (2) выходной перенос(п+1)-го одноразрядного сумматора 6 (прототип), 40эп, Ьп - знаковые разряды входкых операндов,Сп - входной перекос и-го одноразрядного сумматора 5.Логическое выражение старшего разряда 45 результата сложения в известном устройстве представляется. Яп = ап 9 Ьп 9 Сп,(3) 50 где О+ - сложение по модулю два.,. Логические выражения для предлагаемого устройства представля)отся: Зн = ап Ьп+ ап Сп + Ьп Сп, (1 а) 55 Яп = ап+ТЬ(Юи, (За)Необходимо показать, чта формулы (1) и(1 а), (3) и (За) соответственно эквивалентинвертара 9, выход которого подключен к выходу 10 (Яп) старшего разряда выходного операнда устройства, выходы операндов ап, Ьп и-го одноразрядного сумматора 5 подключены к входам 11 знаковых разрядов 5 входных операндов, а выход перекоса сумматора 5 соединен с выходом 12 (Зп) знака устройства. Входной перенос 13 (С 1) устрбйства поступает на вход переноса первого. одноразрядного сумматора 1. 10Устройство для сложения чисел в допалнительном коде работает следующим образом. На входы б устройства подаются разряды первого (а;) и второго (Ь) операндов ( = 1,.п). На вход 11 поступают зна ковые разряды первого (а) и второго (Ьп) операндов, Входной перенос поступает на вход 13 устройства. На выходах 7 устройства образуются младшие разряды (Я 1Яп) выходного операнда устройства. На выхо дах 10 и 11 образуются, соответственно, старший(Яп) и знаковый(З ) разряды выходного операнда устройства.Для более подробного пояснения работы предлагаемого устройства определим ло гические выражения старшего и знакового .разрядов выходного операнда предложенного устройства и устройства-прототипа, Покажем логическую эквивалентность этих выражений. 30Логические выражения известного устройства сложения чисел в дополнительном коде записывается следующим образом: Тождество формул (3) и (За) следует изсвойства функции сложения по модулюдва: а Ь 6 ГС = аЯ Ь 9 с = аЯ ЬЯ С Выведем (1 а) из (1) используя (2)апО+ЬпО+Сп+1 = ап С+Ьп 9 ап Ьп + ап Сп ++Ьп Сп) (ап Ьп пап Ьп)ап Ьл пап Спп пп Сп)п+ап Сп) + ап Ьп = ап Ьп+ ап Ьп Сп+ ап Ьп Сп = = ап Ьп (1 + Сп)+ ап Ьп Сп+ ап Ьп Сп = ап Ьп++ ап,Сп (Ьп+ Ьп) + ап Ьп Сп = ап Ьп+ ап С, (1++ Ьп)+ ап Ьп Сп = ап Ьп+ ап Сп+ Ьп Сп (а, +ь ап) = ап Ьп+ ап Сп + Ь, СпТаким образом, показали, чтоМ аО+ЬЯСп+1 =ап Ьп+ап Сп+ Ьп Сп приСп+1= ап Ьп+ ап Сп+ Ьп СпТаким образом, показана полная эквивалентность логических выражений известной и предложенной схем. Однако при этом известная схема имеет относителькп большие аппаратурные затраты в схеме формирования старшего (Яп) и знакового (Зп) разрядов выходного операнда. Действительно, известная схема содержит для этих целей два одноразрядных сумматора, в то время как предлагаемая схема имеет только один одноразрядный сумматор и два иквертора, Очевидно, что одноразрядный сумматор существенно сложнее двух инверторов для любого из известных схемотехнических базисов. Следовательно, этим доказывается большая эффективность предлагаемой схемы в смысле аппаратурных затрат, Таким образом, требования критерия "положительный эффект" удовлетворяются,Формула изобретения Устройство для сложения чисел в дополнительном коде, содержащее и одноразрядных сумматоров (и - разрядность1784972 8 Составитель Н, МаркеловаРедактор Н. Коляда Техред М.Моргентал. Корректор Е, Папп Заказ 4365 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб.; 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 7операндов), первый й второй входы с перво- о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью го по(п)-й одноразрядных сумматоров со- упрощения устройства, введены первый и единены с входами соответствующих второй инверторы, вход первогоинверторазрядов первого и второго операндов уст- ра соединен с входом переноса (и)-го одройства, а выходы суммы.с первого по(п)-й 5 норазрядного сумматора, выход первого одноразрядных сумматоров соединены с инвертора подключен к входу переноса и- выходами соответствующих разрядов ре- го одноразрядного сумматора, выход сумвультатаустройства,выходпереноса-гоод- мы и-го одноразрядного сумматора норазрядного сумматора ( = 1п), соединен с входом второго инвертора, высоединены с входом переноса (1+1)-го одно ход которого подключен к выходу п-го разразрядного сумматора, первый и второй рядарезультата устройства, а выход входы и-го одноразрядного сумматора со- переноса п-го одноразрядного сумматора единеныс входами знаковых разрядов соединен с выходом знакового разряда репервого и второго операндов устройства,: . зультата устройства.