Устройство контроля алу

(51)5 0 06 Г 11/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4884133/24 (22) 20.11.90 (46) 15.05.93. Бюл. М 18 (71) Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова (72) А.А.Середа, В.Ф.Гузик, В.Е.Золотовский и Р.В.Коробков (56) Авторское свидетельство СССР М 1444783, кл. 6 06 Г 11/28, 1987,Авторское свидетельство СССР М 1451680, кл, 6 06 Р 7/50, 11/00, 1987, (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АЛУ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано приЖ г 1815639 А 1 построении вычислительных машин и других устройств вычислительной техники. Цель изобретения - уменьшение аппаратных затрат и расширение функциональных возможностей устройства за счет контроля как арифметических, так и логических операций, Цель достигается тем, что устройство содержит схему сравнения 21, сумматор 2, мультиплексор 16, сумматор 18, блок элементов И 3, блок элементов ИЛИ 14, сдвига- тель 5, управляемые инверторы 6, 7, четыре мультиплексора 8, 15, 17, 19. 1 ил 1 табл.. Конъюнкци У 6. Дизьюнкци реализуется анвцей, что на вход этом случае на инверсное знаХ ЧУ= 1(Х).= Х Ч двиг 81(Х) - 81(Х я в блок Х, на вхо да, управ,2.=Х+У+ ППредлагаемое устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительных машин.Цель изобретения - уменьшение аппаратурных затрат и расширение функциональных возможностей за счет контроля как арифметических,так и логических операций.В устройстве контроль операций произв ится по следующим выражениям10. Сумма по модулю два с иное Х ДЛ=Х 9 У=Х У У ЕХ На основании этих выражении получа ем, что контроль производится всех операций без исключения. Причем проверка операций производится путем выполнения смежных операций.Схема устройства изображена на черте же, где 1 - арифметико-логическое устройство (АЛУ), 2 - управляемый сумматор, 3 - группа элементов И, 4 - группа элементов ИЛИ, 5 - сдвигатель, 6, 7 - управляемые инверторы,8 - мультиплексор, 9, 10, 11, 12, .-,О 13 - входы устройства, 14- вход АЛУ, 15, 16, 17 - мультиплексоры, 18 - сумматор, 19 - мультиплексор, 20 - вход устройства, 2 1 - схема сравнения, 22 - выход устройства, 2326 - входы устройства, 55Устройство работает следующим образом: в АЛУ 1 реализуются следующие опе- рации где и - разрядность операндов;Пвх - перенос в младший разряд при суммировании-вычитании;81 или вталкиваемый разряд при сдвиге.Первые четыре операции реализуются в управляемом сумматоре 2, в котором выполняются операции арифметическое сложение при наличии на управляющем входе 10 сигнала "0", или сложение по модулю два при наличии на входе 10 сигнала "1".Операция суммирования реализуется путем подачи на вход 9 значения Х, на вход 11 значения У на вход 13 значение Пвх, на управляющем входе 10 - "0", управляемый инвертор должен на вход сумматора 2 прямое значение У. для этого на вход 12 подается сигнал "0", на вход 26 - "00", в этом случае на выходе 14 по завершению переходных процессов появится значение суммы. Операция вычитания .логично, с той лишь разни12 подается сигнал "1", ввход сумматора 2 поступитчение.Третья операция реализуется в суммаре 2, на управляющих входах должны приу ствовать, 10 - "1", 12 - "0", 25 - "ОО",Четвертая операция аналогична предыдущей с той лишь разницей, что на входе 12 - "1".Пятая операция реализуется в блоке 3, На вход 9 устройства подается значение Х, на вход 11 значение 3, управляющие входы 12 - "0", 26 - "01".Шестая операция реализуется в блоке 4. На вход 9 устройства подается значение Х, на вход 11 значение У, управляющие входы 12 - "0", 26 - "10".Седьмая операция реализуетс е 5. На вход 9 поступает значение д 13 значение вталкиваемого разряляющие входы 26 -"11".Описанное АЛУ содержит стандартный набор операций и не претендует на новизну, Целью изобретения является контрольвсех операций, вы пол няемых в АЛ У. Контроль правильности функционирования блоков АЛУ путем замещения операций, В основу функционирования устройства положены два тождества,Х + У = (Х Ч У)+(ХУ) (1) Х Е У: (Х Ч У) 9 ХУ) (2)на основе выражения (2) выводим выражение для контроля следующих операций.Х ЧУ =(ХЮУ)9(ХУ) (3) Х 8 У = (ХУ) 9(Х Ч У) (4)Рассмотрим работу контролирующей части устройства. Она состоит из мультиплексоров 15, 16, 17, 19, управляемого сумматора 18 и схемы сравнения 21.Контроль операции сложения.Слагаемые Х и У поступают одновременно на входы сумматора 2, блоков 3 и 4, в результате чего формируются значения (Х + У + Пвх), (Х Ч У), (Х 8 У), Значения (Х Ч У) и (Х Ч У) через мультиплексоры 15, 16 поступают на входы управляемого сумматора 18, через мультиплексор 19 поступает значение Пвх. Управляемый сумматор 18 работает в режиме арифметического сумматора, на входе - 20 - "0". В схеме сравнения 21 производится сравнение результата сумматора 2, которое поступает на вход схемы сравнения 21, через мультиплексор 17. на вход 25 - "10". На второй вход схемы сравнения 21 поступает значениес выхода сумматора 18. при совпадении значений (Х + У + Пях) и (Х Ч У) + (Х 8 У) + Пвх на выходе 22 появляется значение "0", в случае не совпадения значений появится значение "1". Таким образом для выполнения операции суммирования с контролем на входы устройства необходимо подать следующие сигналы; 9-Х, 11 - У, 10 - "0", 12 - "0", 13 - Пвх.20 - "0", 23 - "00". 24 - "01", 25 - "10", 26 - "00", 27 - "0".Контроль операции вычитания.Контроль производится аналогично. Слагаемые Х и У, У поступают через управляемые инверторы 6 и 7, поступают на входы сумматора 2 и блоков 3 и 4. В результате чего на выходах этих блоков формируются значения (Х+7+ Пвх) - (Х. У -2 + Пвх), (Х Ч У),(Х 8 У). Результаты с выходов блоков 4 и 3, через мультиплексоры 15 и 16 поступают на входы сумматора 18. В схеме сравнения 21 происходит сравнение значений45 50 55 81(Х) + В 1(Х) + Рвт = Х = Х 8 Хгде Рвт - значение выталкиваемого при сдвиге разряда,Я 1(Х) - результат операции сдвига Х на один разряд вправо.В сдвигателе производится сдвиг Х на один разряд с вталкиванием старшего разряда Пвх, в сумматоре 18 производится сдвиг значения К 1(Х) на орин разряд влево; путем удвоения результата на выходе блока 5, с добавлением е младший разряд Рвт, в результате на выходе сумматора 18 формируется значение Х, которое сравнивается в схеме сравнения 21 с результатом на выходе блока В при подаче на оба его входа значения Х. Для реализации вышеизложенсумматоров 2 и 18, Для выполнения операции вычитания о контроле на входы устройства нужно подать следующие значения: 9 -Х, 11 - У, 1, - "0", 12 - "1", 13 - Пвх, 23 - "00",5 24 - "01", 25 - "10", 26 -"00", 27 - "0".Контроль ог 1 ерации суммирование помодулю два. Контроль производится на основании выражения (2). Слагаемые Х и Упоступают на входы сумматора 2, блоков 3"О и 4. Сумматоры 2 и 18 работают в режимесуммирования по модулю два. На входысумматора 18 через мультиплексоры 15 и 16,поступают значения (Х Ч У) и (Х 8 У). Значения сумматоров 2 и 18 сравниваются в схеме15сравнения 21, На входах устройства; 9 - Х,11 - У, 10 - "1", 12 - "О", 13 -2, где 2 - любоезначение О, 1. 20 - "1", 23 - "00", 24 - "01",25 - "10", 26 - "00", 27 - Н.Контроль операции суммирование помодулю два с инверсией. Производится аналогично предыдущей операции. На входысумматора 2 поступают значения Х и У, и есумматоре формируется значение Х 9 У == Х ВУ. На входе устройства: 9 - Х, 11 - У,10 - "1", 12 - "1". 13 - Н, 20 - "1", 23 - "00",24 - "01", 25 - "10", 26 - "00".Контроль операции логическое сложение.Производится на основании выражения"14", 12 - "0", 13 - Н, 20 - "1"23 - "00", 24- "10", 25 - "00", 26 - "10".Контроль операции логическое умноже 35 ние.Производится на основании выражения"10", 25 - "01", 26 - "01",40 Контроль операции сдвиг,Контроль производится на основе выра- жения1815639 Значения входов-выходов устройства ного на входах устройства должны присутствовать следующие сигналы: 9 - Х, 11 - Х, 10 - Н, 12 - "0", 13 - Пвх, 20 - "0", 23 - "10", 24 - "00", 25 - "01", 26 -"11", 27 - "1".На основании вышеизложенного значения входов-выходов устройства сведены в таблице.Устройство может быть реализовано при серийном изготовлении БИС АЛУ, а также при изготовлении АЛУ на основе базоматричных кристаллов (БМК).Сравним технические характеристики предлагаемого устройства и прототипа, Прототип позволяет. производить контроль арифметических операций. В предлагаемом устройстве можно производить контроль как арифметических,так и логических операций. фо р мул а и з обре те н и я Устройство контроля АЛУ. содержащее схему сравнения, сумматор, три мультиплексора, причем выходы первого и второго мультиплексоров соединены соответственно с первым и вторым информационными входами сумматора, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой является выходом устройства, первый вход режима которого соединен с адресным входом третьего мультиплексора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения аппаратных затрат и расширения функциональных возможностей путем контроля арифметических и логических операций, оно содержит четвертый мул ьтиплексор, информационные входы которого 5 соединены с входами устройства для подключения к выходам результатов соответственно арифметического сложения, диэъюнкции и коньюнкции контролируемого АЛУ, информационные входы третьего "0 мультиплексора соединены соответственнос информационным входом устройства и входом устройства для подключения к выходу старшего разряда сдвига контролируемого АЛУ, выход третьего мультиплексора соединен с третьим информационным входом сумматора, управляющий входкоторого соединен с вторым входом режима устройства, с третьего по пятый входы режима устройства соединены с адресными входами соответственно второго, первого и четвертого мультиплексоров, информационные входы первого мультиплексора соединены с входами устройства для подключения к выходам результатов соответственно арифметического сложения, диэъюнкции и сдвига контролируемого АЛУ, информационные входы второго мультиплексора соединены с входами устройства 30 для подключения и выходам результатов соответственно коньюнкции, дизъюнкции и сдвига контролируемого АЛУ, выход четвертого мультиплексора соединен с вторым входом схемы сравнения.35