Арифметико-логическое устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик1) ополнител ое к авт свид-ву.74 (21) 2026035/18-24 22) Заявлено 2 присоединением заявкисудврственный комитет оввтв Министров СССР оо делом изобретенийи открытий(23) Приоритет- (43) Опубликова (45) Дата опубл УДК 681,32(72) Авторы изобретения А,А. Соло И, Грин лин Институт электронных управляю 1) Заявитель ИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО( 54) АРИфМЕТИКОповышение коэффициента использования оборудования.Гоставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок элимпликации, блок ключей и вторский коммутатор, причем второйпервого логического коммутатора соедине с первым входол блока элементов и ции, вторым входом блока распространения переносов и через блок ключей с пер вым входом второго логического комлута ементовой логиче.выход мплика О тора, второи вход. которого подключен к выходу блокааментов илпликаций, втоод которого соединен с выходомраспространения переносов.В арифметико-логическом устройстве каждый разряд второго логического коммутатора содержит черыте элемента "И" на два входа, элемент "И" на четыре вхо да, выходы которых подключены соответст венно ко входам элемента "ИЛИ-НЕ".На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - вариан полнения одного раз рои вхблока т вы 25 татора. Изобретение отслит льной техники.Известны арифметико-логические устройства комбинационного типа, содержащие регистры первого и второго операндов, блок распространения переносов и первый логический коммутатор, выходы которого соединены соответственно с выходал 1 и первого и второго регистров операндов, первый выход подключен к перволку входу блока распространения переносов.Однако такое устройство не позволяет выполнять операции сдвигов и ряд операций, связанных с обработкой байтов (обмен байтов, расширение знака и т. п,).Кроме того, в устройстве для каждого разряда имеются два полусумматора, вно сяшие сушественную дополнительную задержку в работу устройства при выполнении логических операций, когда сумматор не выполняет своих основных функций, а служит только для передачи информации.Целью изобретения является увеличение быстродействия устройства при выполнении логических операций и операций сдвигов и носится к области вычи ряда логического кби 509870Устройство содержит элементы 1, 2первого и второго операндов логическийкоммутатор 3 с первым 4 и вторым 5выходами, блок 6 распространения переносов, блок 7 элементов импликации, блок 8 бключей и логический коммутатор 9.Один разряд логического коммутаторасодержит элементы "И" 10-14, элемент"ИЛИ НЕ" 15.Первые входы каждого элемента фИ" 10соединены с первыми входами соответству.юших элементов "И" остальных разрядов.Первые входы коммутатора 9 подключеныко вторым входам элементов фИ" 14 данного разряда, элементов фИ 10 разрядовна единицу старше данного, элементов"И" 11 разрядов на единицу младше данногои элементов "И" 13 разрядов, отличающихся от данного на 8 единиц, Первый входседьмого разряда коммутатора 9 подключен,кроме того, ко вторым входам элементов"1 ф 12 разрядов с восьмого по пятнадцатый.Вторые входы коммутатора 9 подключенык третьим и четвертым входам элементовИ" 14. Выходы всех элементов "И" вкаждом разряде подключены ко входам элемента "ИЛИ-НЕ" 15. Выход элемента 15является выходом коммутатора 9.Устройство работает следующим образом, З 1В регистры 1 и 2 помещаются операнды.Ими могут быть шестнадцатиразрядныеслова, байты . как в упакованном (два байта в одном слове) так и в распакованномвиде (байт помещен в 8 младших разрядахрегистра. а 8 старших разрядов представляют собой расширенный знак). Прямой и инверсный коды каждого разряда операндовпоступают на вход коммутатора 3 и преобразуются в зависимости от набора управля 40юших сигналов так, что в каждом разрядевыхода 5 получается одна из 16 возможных логических функций двух переменных,а в каждом разряде выхода 4конъюнк .:ция либо прямых значений операндов, ли 41бо прямого значения первого и инверсногозначения второго операндов,На входы блока 6 распространения переносов поступают значения логическихфункций с выходов 4 и 5 коммутатора 3, 50 На выходах блока 6 образуются значения переносов между разрядами. Значения переносов поступают на входы блока 7 элементов импликации, на другие входы 55 которого поступают значения функций каж дого разряда выхода 5 коммутатора 3, Блок 7 выполняет для каждого разряда им- пликацию значения, функции с выхода блока 6 по значению функции с выхода 5 60 коммутатора 3 и импликацию значения функции с выхоца 5 по значению функции с выходаблока 6. Одновременно производится клапанирование значений выходных функций блока 7,прохождение которых разрешается при выполнении арифметических операций, Ключиблока 8 разрешают прохождение значенийфункций с выхода 5 коммутатора 3 при выполнении логических операций и операцийсдвигов и запрещают при выполнении арифметических операции.В зависимости от набора управляющихсигналов логический коммутатор производит следующие преобразования значенийвходных функций:над значениями функций, поступающих сблока 7 операции конъюнкции с инверсией в каждом разряде коммутатора 9;над значениями функций, поступающих свыхода блока 8;а) сдвиг влево на один разряд,б) сдвиг вправо на один разряд,в) "нулевой" сдвиг,г) кольцевой сдвиг на 8 разрядов,д) расширение знака, т. е, передачу младшего байта с "нулевым" сдвигом и заполнение старшего байта значением разрядамладшего байта,Выполнение этих функций можно проиллюстрировать на примере варианта построения логического коммутатора 9. Для выподкения конъюнкции с инверсией над значениями функций, поступающих с выхода блока7 необходимо, чтобы ключи блока 8 былизакрыты, на элементы "И" 14 подавалсяоткрывающий сигнал, а на элементы "И10-13 открывающий сигнал не подавался,Значения конъюнкций выходных функцийблока 7 поступают на элементы ФИЛИ НЕ"15 и затем на выход устройства.Для выполнения операций над логическими функциями, поступающими с выхода блока 8, необходимо, чтобы выходные элементы блока 7 были закрыты, и на элементы "Иф 1 0 14 подавались управляющие сигнаРассмотрим выполнение операции сложе ния. В регистр 1 и 2 заносятся слагаемые. Управляющие сигналы, подаваемые на ло.- гический коммутатор 3, настраивают его так, что на каждом разряде выхода 6 обра зуется сумма по модулю 2 входных операн дов, и на выходе 4 - их конъюнкции.Блок 6 формирует сигнал переносов, по ступающих в блок 7, в. который на вторые входы поступают такде значения функций с выхода 5. На выходе блока 7 для каждого разряда образуются две функции импликации значений входных функций. Ключиолока 8 запрещают прохождение значенийфункций с выхода 5 коммутатора 3 накоммутатор 9.Над функциями с выходов блока 7 вкаждом разряде производится конъюнкцияи инверсия. Таким образом, на выходе логического коммутатора 9 появляются значения суммы,Аналогично выполняется операция вычитания. Различие выполнения этих операций 10в том, что при выполнении вычитания коммутатор 3 формирует: в каждом разрядена выходе 5 функцию эквивалентностивходи.-х переменных, на выходе 4 - коньюнкцию значений прямого кода уменьшаемого и обратного кода вычитаемого, ана блок 6 подается сигнал переноса В нулевой разряд.Рассмотрим выполнение логических операций. 20Операция дизъюнкции входных чисел выполняется так: в регистры 1 и 2 заносятся обрабатываемые коды, управляюшиесигналы, подаваемые на коммутатор 3, настраивают его так, что на его выходе 5 фформируется функция дизъюнкции входныхчисел, проходящая через ключи блока 8 навход коммутатора 9, управляющие сигнал:подаваемые на коммутатор 9, настраиваютего на передачу с нулевым" сдвигом, и Зна выход поступает значение результатаоперации.Логический коммутатор 3 может бытьнастроен управляющими сигналами на выполнение любой из 16 возможных логиче- фских операций, включая передачу отдельных операндов, Независимо от него логический коммутатор 9 может производптьсдвиг результата логической операции наодин разряд в обе стороны, кольцевойсдвиг на 8 разрядов (обмен байтов) илпрасширение знака,Логический коммутатор 9 может такжевыполйять отдельные логические операциинад двумя байлами одного и того же слова. Например, для получения конъюнкции старшего и младшего байта одного и того же слована коммутатор 3 подается такая комбинация управляюших сигналов, чтобы на еговыходе формировался код операнда, а накоммутатор 9 - открываюший управляюший сигнал на элементы "И 13, 14, Коммутатор 9 производит при этом одновременно"нулевой" сдвиг и кольцевой сдвиг на 8разрядов. Таким образом, на его выходеобразуется в каждом байте конъюнкциистаршего и младшего байта,Также может выполняться в устройствеконъюнкция четырех байтов (одной операцией). Для этого нужно подать на коммутатор3 такую комбинацию управлявших сигна:юв,чтобы на его выходе 5 в каждом разрядеформировалась конъюнкция входных кодов,а на коммутатор 9 - открывающий управляющий сигнал на элементы "И 13, 14,При этом на выходе формируется поразрядная конъюнкция четырех байтов,формула изобретения1. Арифметико логическое устройство, содержашее регистры первого и второго операндов, блок распространения переносов и первый логический коммутатор, входы ко торого соединены соответственно с выходами первого и второго регистров операндов, первый выход подключен к первому входу блока распространения переносов, о т л ич а ю ш е е с .я тем, что, целью увеличения быстродействия устройства при выполнении логических операций и операций сдвигов и повышения коэффициента псполь зования оборудования, в него введены блок элементов импликации, блок ключей и второй логический коммутатор; причем второй выход первого логического коммутатора соединен с первым входом блока элементов пмпликации, вторым входом блока распространения пе-. реносов и через блок ключей с первым входом второго логического коммутатора, втс рой вход которого подключен к выходу блока элементов импликацпи, второй вход которого соединен с выходом блока расп 1.л.траненпя переносов.2. Устройство по и, 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что каждый разряд второго логического коммутатора содержит четыре элемента "И" на два входаэлемент "11" ла четыре входа, выходы которых подключены соответственно ко входам элемента "1:,111- НЕ".509870 оста витель Л. лереновекред:,Карандашова Корректор РЛ Лейзр.,п да к тор. Утехина каз овета Министров СССоткрытийнаб., 4 комитететеиийРа дцс.нисейская ул., 2 "Гироводхоз Мос 8 УЗ Изд. М,4/) НИИГ 1 И Государственногопо делам изоГ Москва, 113035 и раж 864 Подпнсио