Табличный сумматор-вычислитель в системе остаточных классов

(1) 446056 ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьства2) Заявлено 13.04.71(21) 1646533/18-2 38 исоединением заив Государстеениый иомит Соаета а 1 инистраа ССС па делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретен олинская и А, П, Пахом1 Ю.П.Соборников, Н(71) Заявитель нститут автоматики 4) ТАБЛИЧНЫЙ СУМ СИСТЕМЕ ОСТА ОР-ВЫЧИТАТЕЫХ КЛАССОВ ения значе ложенным и ункции межд ходно раснымиатами), стороной квадратными табличми (базовыми квадрзового квадрата со конфигурация начиная с ба 61) Зависимое от авт, сви Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для устройств, функционируюших в системе остаточных классов (СОК).Известны табличные сумматоры-вычитатели, содержашие три двоично-десятичных операндных дешифратора с входными кодовыми шинами первый из которых соединен своими выходами со входами первой группы ключевых схем, выходы которых связаны с входами соответствуюших входных вентильных сборок, второй дешифратор выходами подключен к соответствуюшим входам формирователей, входы первого и второго дешифраторов соединены с шиной управляюше го сигнала, выходную вентильную сборку и импульсные усилители выходных сигналов,Цель изобретения - повышение быстродействия и упрошение устройства.С этой целью в предложенный табличный 9 О сумматор-: вычитательвведены координатно- узловые трансформаторы, пассивная кодовая линейка и вторая группа ключевых схем.Причем выходы входных вентильных сборок и формирователей соединены через со-, 25 4ответствуюшие первичные обмотки координатно-узловых трансформаторов, а вторичные обмотки которых соединены с соотвез- ствуюшими входами выходных вентильных сборок и выходы этих вентильных сборок связаны с началами кодовых шин пассивной кодовой линейки, концы которых соединены с выходами второй группы ключевых схем, соединенных по входам с соответствуюшими выходными шинами третьего дешифратора; выходы пассивной кодовой линейки соединены с соответствуюшими входами импульсных усилителей выходных сигналов,В отличие от известных в предложенном табличном сумматоре-вычитателе в СОК дополнительно к свойствам симметрии двухаргументных таблиц остаточных арифметических операций используются микроструктурные свойства таблиц, обесп. чиваюшие однозначность взаимного отобраФв 2 значения аргументов и более. Этопозволяет свести определениеузловых . значений арифметических таблиц к поиску их в группе только неравнозначных мест одного базового квадрата. С целью дву кратногоускорения общего быстродействия табличной схемы расшифрОвку значений мест в зависимости от номеров квадратов, составляюших таблицу, можно . производить параллельно с поиском, Для табличного сумматора-вычислители исполь зуется принцип построения с учетом реальных задержек элементов, без внутренней логической тактировки. В схеме применена только одна "свернутая" пассивная кодовая линейка на радиочастотных ферритах с фиксированием кодов проводниками прошивки,Реализация предложения иллюстрируется на машинном множистве взаимно-простых модулей целочисленной неизбыточ ной СОК: 32, 31, 29, 27, 25, обеспечиваюшим чиоловой диапазон М= 19,418.400.С целью минимизации оборудования и временного запаздывания сумматора-вычитателя базовым квадратам для принятого множества модулей СОК (32 31, 29 27, 25 выбрав квадрат со стороной в2, Я, =3. Всем неравнозначным узлам базового квадрата присвоены порядковые номера состояний. В базовых квадратах таблиц сложения одинаковые номера состояний располагаются параллельно побочной диагонали и параллельно главной диагонали в квадратах таблиц вычитания. Кодирование всех узлов базового квадрата обеспечивается только с помошью 2 "1 = 15различных состояний, а не . 2 = 64, что и определяет его экономичную аппаратурную реализацию. Внутренняя тождественность характерна и для группы базовых квадратов, расположенных вдоль побочной (главной) диагонали таблицы остаточного сложения (вычитания); число таких групп базовых квадратов - 7.При схемной реализации только одного базового квадрата определение любого узлового значения таблиц остаточных ариф метических операций сводится к поиску номера состояния этого значения среди нол:еров состояний базового квадрата и к параллельной во времени расшифровке значения искомого состояния в зависимости от номера группы базовых квадратов.Это позволяет ограничиться фиксированием в пассивной кодовой линейке числа кодов, равного произведению числа номеровсостояний базового квадрата на число групптождественных базовых квадратов таблицы:15 х 7= 105, а не к квадрату значения мо.дуля СОК как в обычных ПЗУ, т, е. на по-рядок меньшего,Принципиальная схема табличного сумматора-вычитателя приведена на чертеже,Двоично-десятичные операндные дешифраторы 1-3 с входными кодовыми шинами 4-7 и шиной управляюшего сигнала 8 вы 10, полнены в соответствии со сверткой габлицы помодульных операций до величины базового квадрата и служит для преобразования частей операндных кодов. в десятжные коды (от 0 до 7) соответственно номеров столбцов и строк реализуемого базового квадрата 00-00 и номеров табличных базовых квадратов (от 0000 до 11-11, т, е. от 0 до 15), Выходы 920 . 10 дешифраторов 1, 2 соединены соответ ственно с входами первой группы ключевых схем 11 и формирователей 12, в ис ходном состоянии закрытых. Выходы 13 дешифратора 3 с учетом нетождественных групп базовых квадратов соединены соответственно с входами второй группы ключевых схем 14. Выходы схем 11 через входные вентильные сборки 15 и первичные обмотки 30, координатно-узловых трансформаторов уз ла 16 соединены с выходами формирова телей 12. Ключевые схемы и формирователи выбирают соответствуюший координатно-узловой трансформатор. формирователями 12 отражают диагональную структуру равнозначных состояний базового квадрата,Число координатно-узловых трансформаторов соответствует числу номеров состо- яний базового квадрата, а число первичных обмоток каждого трансформатора определяется числом равнозначных состо-яний базового квадрата, имеющих одинаковый номер.Входные вентильные сборки 15 включены в направлении совпадаюшем с проводимостью открытых схем 11, и используются для разделения управляемых цепей при прохождении импульсных сигналов. в схеме,Вторичные обмотки координатно-узло 45 вых трансформаторов узла 16 через выходные вентильные сборки 17 соединенысоответственно с началами кодовых проводов прошивки 18 пассивной кодовой 36 Связи первичных обмоток координатноуэловых трансформаторов с схемами 11 илинейки 19, а концы кодовых проводовс выходами второй группы ключевыхсхем 14, Выходные вентильные сборкивключены в направлении, проводяшем длясхем 14, и также используются для раз-5деления управляемых цепей.Кодовая линейка 19 состоит из кодовых трансформаторов по числу двоичныхразрядов результата операции (пять), пер- ,вичными обмотками которых являются кодовые провода 18 прошивки, а вторичнымиобмотки считывания сигналов 20, соединя-емые со входами усилителей считыванияузла 2 1. С выхода усилителей по шинам22 результат операции сложения (вычитания) поступает на входы регистра результата операции (на чертеже не показан),Устройство работает следуюшим образом.При наличии сигналов операндных кодовна шинах 4-7 и подаче импульсного управляюшего сигнала по цепи 8 на одном извыходов 9 дешифратора 1 и 10 дешифратора 2 появляются импульсные сигналы,открываюшие одну из схем 11 и один изформирователей 12. В первичной обмоткекоординатно-узлового трансформатора узла16, включенной между выбранными ключевыми схемами и формирователем, возникает токовый импульс, Одновременно разреЗОшаюший сигнал на выходе дешифратора 3открывает одну из схем 14. В результатедля импульсного тока, возникшего во вторичной обмотке выбранного координатно 35узлового трансформатора, образуется цепьчерез один из диодов выходной вентильнойсборки 17, соответствуюший кодовый провод прошивки 18 кодовой линейки 19 и через открытую схему 14 на обцую земля 40ную шину. Импульсный ток в кодовомпроводе прошивки 18 вызывает сигналы всоответствуюших вторичных облютках ко,- довых трансформаторов узла 16, т. е, пошипам 20 на усилители узла 21 парал 45лепьно подается группа сигналов, соответствуюшая единственному двоичному коду результата,В экспериментальной схеме табличногосумматора-вычитатепя время запаздыва 50ния относительно момента подачи управпяюшего сигнала не превышает 0,3 мксек.Г 1 редпоженный сул 1 латор-вычитатель позволяет эффективно (с точки зрения экономии аппаратуры и повышения быстродействия) совмешать функции сложения и вычитания но всему множеству (значительныхпо величине) модулей СОК в одной табличной схеме, в которой для изменения видаоперацни достаточно пересоединить толькоконцы первичных обмоток координатно-узловых трансформаторов, выходы дешифраторов номеров базовых квадратов, началаи концы кодовых проводов пассивной линейки; эффективно реализовать собственносхемы поиска номеров состояний в базовомквадрате с последуюшим пассивным декодированием, при этом используются нетолько свойства табличной симметрии, нои микроструктурные свойства диагональнотождественных табличных квадратных конфигураций.Таким образом, можно ограничитьсяфизическим фиксированием числа кодовравного произведению числа неравнозначных состояний принятого базового квадрата на число групп тождественных базовыхквадратов арифметической таблицы, а неквадрату значения модуля СОК,Благодаря разбиению операндных дешифраторов на три простейшие одноступенчатые и одновременно функционируюшиекомбиниционные схемы, вдвое повышаетсябыстродействие сумматора-вычитателя,Принципы построения описанной табличнойсхемы применимы и для построения эффективных больших интегральных схем (напороговых элементах и магнитных пленках) для остаточных арифметических операций,Предмет изобретенияТабличный сумматор-вычитатепь в системе остаточных классов, содержаший три двоично-десятичных операндных дешифратора с выходными кодовылли шинами, первый из которых соединен выходами с входами первой группы ключевых схем, выходы которых связаны с входал 1 и соответствуюших входных вентипьных сборок, второй дешифратор выходами подключен к соответствуюшил 1 входам формирователей, входы первого и второго дешнфраторов соединены с шиной управляюшего сигнала, выходную вентипьную сборку и импульсные усилителя выходных сигналов, о т п ич а ю ш и й с я тем, что, с целью упрошения устройства и повышения его быстродействия, в него введены координатно-узловые трансформаторы, пассивная кодовая линейка и вторая группа кпючевых схем . причем выходы входных вентипьпых сборок и формирователей соединены через446056 Составите олинскан Гехред И,КарандашовФорректор Ц.Дебед дактор теки Ш 1111 Государственного комитета Совета Министров ССС по делам иэобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4едирнятие Патент, Москва, Г.59, Бережковская наб., 2 соответствующие первичные обмотки координатно-узловых трансформаторов, вторичныеобмотки которых соединены с соответствуюшими входами выходных вентильных сбо-,рок, выходы этих вентильных сборок связа-,ны с первой группой входов пассивной кодовой линейки, котораа по второй группе входов соединена с выходами второй группы ключевых схем, соединенных по входам .;с соотвествующими выходными шинамитретьего дешИфратора; выходы пассивной 5; кодовой линейки соединены с соответству"ющими входами импульсных усилителейвыходных сигналов. нраж 624 Подписио