Реверсивный параллельный регистр сдвига

,и еюннрй 1 5957 Са 5 аз 1:аветск идлисически ИЗ Реса 7 штельиое к авт сьил-ьу 7 еио 03,03.75 (21) 2109786 18 51),Ч. Кл.- С 11 С 22) За единением зд с п суаарсгвеииый камитет (23) П оритст аве 1 д Ммииср 8.02,78. Бю 7 лсге 43) ОпуОликОВаио 53) УДК 681.825(088.8) делам изааре и аткрыий 45) Да п блик ВДИИЯ ОПСИ(2) Авторизобретения71) Заявитель 3. С. Кузин Ленинградское высшее инженерно-морское училище им. алм. С. О. Макарова(54) РЕВЕРСИВИЫЙ ПАРАЛЛЕЛЬИЫИ РЕГИ ВИГА 25 Изобретение относится к области цифровой ВИС;1 ИТС.7 ЬИОй 1 ТСХНИКИ И мОже вяся Составной частью арифметического устройства (АУ) цифровой вычислительной машины (ЦВМ),Изв(стиы многоступенчатые параллсльныс рсгистры сдв 1 иа положительных чисел с отдельными цепями сдвига влево и вправо, причем в этих слвигатслях каждая ( ступснь сдвига(т код на (е=2 разрядов, гле ( =О, 1, 2, , что позволяет набрать с помощью дискретных ступеней;побое требуемое число сдвигов. Однако наличие отдельных слвигателсй влево и вправо и сам принцип построения сдвигатслсй с дискретными ступенями на всех уровнях приводит к неэкономичному использованшо оборудования, повышает стоимость и снижает надежность устройства 1.Наболее близким по технической сущности к изобрстеншо являстся устройство 12, содержапсе блок симметричного приема кола, состоящий из и коммутаторов, управляющие входы которых соединены с шинами разрешения сдзига кода, причем входная шина г-го коммутатора (г= 1 в : и) соединена со входом г-го и (и в1)-го разряда сдвигаемого кода, блок псрскрсстной выдачи кода, состоящий из п коммутаторов, блок сдвига, состоящий пз нескольких русов коммутаторов, по и коммутаторов в каждом ярусе, причем входы всех кол 11 утат 01703 сослиисны с соотВстствующими .: дми разрсшс:ия слвига кода от О ло п РазР 51 лов и ВьхОл 1-ГО ком.5 Ттат 0172 (-ГО 51 Р 5 сд сослинсн со Вхолди 1-ГО и (+У 5,; .1) -ГО коммутаторов (-,-1) -го яр сд блока слвигд.11 звсстиос устройство облаласт следующими И(ЛОСТЗТКЗИ. СЛЗИ ЗСТ ТОЛЬ"0 ИОЛОЖИТСЛЬ БьС 1 С,711, иССТ цСПи Л,1 СЛВВГЗ Толш(0 В олпом изправлсиин и требует много оборудо- ВД Н 11.Целью зоб 7 стсия является обеспечение слв 11 а чисел любого знака в обоих направлсГигях и упрогцсние устройства.Указанная цель достигается тем, что в рсгистрс выход г-го разрла 1-го коммутдторд блока симмстр 1,ч:1 ого приема кола сослиисн со входами 1-го коммутатора 1-го разряла и К комм 1 таторов К млалших разрялов псрвого 5171 са Олокз сЛВиГ 11, Выхол кажЛОГО 1-ГО коммутатора послслисго яруса блока слвига сосл.ис;1 со вхо;1 дми 1-го и (и - +1)-го комыт(1 Горо 1 б(10 кд псрскрсстн 011 Вылаи кола, Лр 11 ис Входы которых сослинсиы с шинами рззрсш( 1 ия слвига 1 ф Ола и шиной знака чис 72Кроме того, цель достигается тем, что кажлый коммутатор выполнен на логических элементах И - НЕ, ИЛИ - НЕ, причем ( входов элсмситз 11 ЛИ сосл 1 шсиы с выходами ( элементов И, НЕ. паолы 1;оторых Влютсвхо;Зми ко.,м тдтора, а его выходом - выходэлемента ИЛИ, кроме того, первые входы элементов И в 1( старших коммутаторов ка)клого )-Го яруса ослицны первым )х;О;( С ПИ ной ЗНЗКс) сИСЛД, с ВТОРЬ(М ВХО,О)1 ).1 мситов И Вссх 51 р)сов сослцисиы с (.ООГВттвукпцсй шиюй сдвига,Сущность иреллагасмого цзобрсти 1 поясцстся чсртсжом, глс прслставлца схема 12-разрялного реверсивного царалл(.льцого регистра сдвига, содержащая блок симметрчиого перекрсстного приема кода, собранного ца элмптах 1, 2, 12; многоступенсаьй блок слвцга Вправо положительных и отрицатсльцых чисел, состоящий из первой псремсццой стуцснц сдвига на О, 1, 2, 3 разряла, собранцоц ца элсмсцтах 3 - 9, 13, 14; второи и трстьй постоянны.; ступсией сдвига ца 3 и 6 разрялов, собранных на элсмснтах 3, 8, 9, 15, в 010 рыс Входит Олок форми)ОВЗПП 51 ОоратнОГО кода числа, собранного на элсмснтах 3, 13 - 15; блок псрскрсстной выдачи кода, собранного ца элсмснтах 10, 11, 16, шичы сдвигов кола вправо 17, 18, шины сдвига кода влсво 19, 20, шипы разрсшеиия сдвига кода соответствсцно трстьсй и второй ступсней 21, 22, шпиы псрлдчи кода бсз сдвига, соотвстствсшо черсз трстью и вторую ступень рсгистра сдвига 23, 24, шина знака числа 25, шины разрешсцця сдвига ца О, 1, 2, 3 рдзряла прсмспной ступни регистра сдвига 26, 27, 28, 29; означают соответствующий разряд 1 р, 2 р 12 Р (с+Ус) р, (и - с+1) р.В каждом разрялс один вход элемтов И- - НЕ 1 ц ИНЕ 2 блока симмстричного прима кода подключен соответствснно к шине сдвига вправо 18 и к шине сдвига влево 20, а поры Вхолы этих элсмсцтов полклОчсцы к кодовой шиис числа соотвстствсццо с-го и (с - +1) -го разрядов, Выходы И - 1.1 Е 1 и И - ЦЕ 2 соелицецы с входом элемента 1.1 Е - И.1 И 12. Выхолэлсмеита ИЛИ - НЕ 12 с-го разр)ус соединяется с одним входом элементов И - -1-1 Е 5, 4, 6, 7 прсминой ступсци рсгистра сдвига соогвстствснно в с-ом, с+1, с+2, с+3 разрялах. Вторые выходы этих элсментов соелипсцы соответствснно с шинами сЛ)ига 26, 27, 28, 29 персмснной ступени на О, 1, 2, 3 разряда. Выхолы элементов И - НЕ 5, 4, б, 7 сослпнены поразрядно с входами элемента ИЛИ - НЕ 14. Выход элемента ИЛИ - НЕ 14 с-го разряла сослиняется с входом элемента И - НЕ 8 и И - НЕ 7, второй дискретной ступени рсгистра сдвига соответствснно в с-ом и с+3 рззрялах. Вторые вхолы элементов И - НЕ 8 соединены с шиной передачи кода бсз сдвига 22, а у элсментов И - НЕ 9 - с шиной разрешения сдвига второй ступени 24. Выходы элемснтов И - НЕ 8 и И - НЕ 9 подключсны к входам элемента ИЛИ - НЕ 13. Выход элемента ИЛИ - НЕ 15 с-го разряда второй ступени сое;нцси с элсментами И - НЕ 8, 9 третьей ступени регистра сдвига соответственно в с-м и с+6 разрядах. Вторые входы элементов И - НЕ 8 и 9 ацалопино Второй ступсци соЛицсцы соотвстствсгно с шиной пРелсгчи кола бсз слвига чРз трстью ступс".гь 21 и с ши(оц )д;рсшс;П слвига третьей ступени 23, Выхол элсмсца ИЛ 11 Н 1. 15 трсть й пяслии) ступс:гц р- (.Рс 1 С:113 СО(.Л 1:.1 С 51 С ВХО:(01 ЭЛ,".1(: - тд И -11 Е 1 О -Го ра:3; лз ц И 11, 11 ", с ) - О РсЗР 51 лс с)" сок Пск) Ои 13 ь,ссчц кол;. Вторыс .")хо;1, эг.,ц га И -1 Е 10 соЛц:Гцы с шц:Ои с:1)ц з В:1;)д;30 1(,мсцта И НЕ 11 - шц(ой слвгг Влс:.о 19. гп ВИ 11- О, с( 1.(:по ключцг, и вхолг эл(монт 1.11 с 11 Е Й.О;цг вхол эл(м(цта И - -НЕ 3 бг)ока формипоВдци 5 ОоратцОГО ко,3 иолклО 1(.ц и гципс 3:1- ка числа 20. Втоой Вхол И- - 11 Е 3элсм:1-) 1013 ЛЦС 1 Р(ГЦЫХ СТУПЦ 1 ОЛОКД СЛ(131(гсг СОС:1 цц с 00 т 13 тс.:3 У 10.цс 1 ци 1 ОЙ Рз)(.П 1:1:5 с;(13 ПГз 23 ц 21,:. г э,т(Р)1 цт 0.3 псэмгпй;. с 1- И 1 И - С ЫХГ) О)1 СОО(1)С 1 СВ 10 Ц 1 О ЭГМИ,1 И 11 Е 13, ца вхолы коор.х полклю:.,;ы 20 шины слв)га ир.,Пнои ст) цц:1, Выхолыэлсмцтз И -11 Е 3 В шскрт;ых с Гупсгх полклю сцы ко вхолам элс м:)тов 1;1 И 11 Е 15, а в псремешой упсиц -- к вхолм эл- мсцтов И,И 14.2 Рассмотрим рабогу пЛГагамого устройств ца ко:крстцых примсрах.11 р и м с р 1. От);цдтсль:го( число 1, 0110011 11001, за:исзццов оорзтцом кол, сл:3 ицсм право цд 8 рзрлов, ри тако., услов 1 ц 1 Ъ) РазРшдюПис цотцлисл бУЛУт цмсп. гцццыслвцга Вправо 17 и 18, шццд здкд и:л 5, ЦИнс 1 СЛ 3 Иа ЦЗ ЛВЗ РЗЗР 513 ПСРСМСНЦОЙ СТУ- псцц 28, ш 1 ша прлачц кола бсз слшГа чрз вторую ступнь 22 и шцца рдзр;ццця с;Вигд ,)5 трстьей ступспи 23. Суммарный сдвиг на 8рззрялов цабипдстс цз слвц;а цз 6 трст(й ступени . слв:гд цс 2 пр(.мцнойг ступ 1;и.В с 001 Втст 13 цц с этим сцПалы кОа Прокол)т ПО сл 5) юцц м ппя м. В 0,10 кс си мм(Г ц 11 ОГО и црцма кол ирохолит срсз И 11 Е 1, И.И --1-11: 12 бсз )з.гсцсцц 5. В псрмсцггой ст)псин ОЛОКЗ С:3 ПГЗ 1.ОЛ ПройЛ(Т ЧрЗ И -- 11 Е О, цс- чццзя с тртьло разряда, а з пс;)зых;Вух старццх рдзрлах Оулут сформированы сигна.) лы слшиц элсмсцтами ИЛИ- - НЕ 3 и И - НЕ13, В РСЗУЛЬсссс ЧСГО ЦД ВЫХОЛС ПСРВОй СТУПЕ- нп булет кол 1,110 1100 111 О. Этот кол ц(.рслдстся бз цзмснснця 1 рз элсмснт И - 11 Е 8, 11 ЛИ 15 второй стулпи цд вхол трстьей стур) псни, которая осущств:т модифицированныйсдвиг ца 6 разрялов. т, с. в б старших разряЛдх будут сформрозаны сигналы Лшиц, а поступ вшцй кол со слвигом ца 6 разрялов пройлст чсрсз элмснт И - 11 Е 9 остальных д шссти разряЛОВ. 1 а ВыхоЛС трстьсй ступ:ибудет кол 1,111 1111 1010, который бз изменения пройлст чсрсз элсмсцты И - 11 Е 10 и ИЛИ в -1 Е 16 ца выхоч блока перкрсстцой выдачи.П р и м с р 2, Отрицатсльгое число1,011 0011 11001, записанное в ооратцом колс, слвицсм вл(во иа 5 разрялов. При таком условии разрсшаюпш;тот(цпиалы будут иъСтг пццы слвцгд влсво 9 ц 20. Пгццд зцкд ч сла 25, и ица слвцга цд 2 рззрлд 28, ипгд раз)с 595794шсния сдвига второй ступени 24 и шина передачи кода без сдвига через третью ступень 21. В блоке симметричного приема кода код пройдет чсрсз элемент И - НЕ 2 и на выходе будет иметь в;д 1,100111100110, далее как и 5 в псрвом примере, пройдет по тем же цепям срсмсп)Ой ступени блока сдвига и иа зыходс се будет код 1,111001111001, Во второй ступени блока сдвига осуществится модфпцированный сдвиг,на 3 разряда, т. е. в трех стар ших разрядах через элемент И - 1.Е 3 сформируются сигналы единиц, а в остальных разрядах код пройдет черсз элемент И НЕ 9 и будет иметь вид 1,111111001111. Через третью ступень код передается без изменения, В бло и;срскрсстиой выдачи код пройд г чсрез элсмситы И - НЕ 11, ИЛИ - НЕ 16 и на выход сс будет представлять искомый результат 1,111100111111, т. е. Мы осуществим сдвиг влево отрщатсльиого числа на 5 разрядов. 20Г 1)и сдвиге положительных чисел шина знака числа ис имеет разрешающего потенциала, поэОы В освобождаемые разряды при сдвиге будет записываться код нуля.Разработа н регистр сдвига позволяет 25 Ос) щсстз, ять си м метр ичн) 10 псэекр ест)у)0 Выдаю числа при различных сдвигах.г(л)1 выявлсия преимуществ предлагаемого рсвсрсивпого параллельного регистра сдвига ировсдс сравнитсл)0 оцснк по обьс) З 0 оборудования с рсгис 1 ром сдвига, имеющим отдельные т)спи для сдвига влево и вправо.Предлагаемую структуру многоступенчатого регистра сдвига следует применять с учетом количества разрядов. В частности, для 8 35 и 12 цслссообраз;ю строить двухступенчатый, для 12 и 32 - трехступенчатый, для 32 - чстырсхступснчатый.Например, для трехступенчатого регистрасдвга из чертежа пагля.но видно, что эконо мия оборудованя определяется пс;)емениоЙ ступенью сдвига и в пересчете иа двухвходозыс элементы И - 11 Е длягг=16 оиа равна 114 элементам;п=24 оа равна 234 элементам; 45 п=32 оиа равна 397 элементам.-)ти сдв:гатслп:мсют соответственно следующие ступени сдвига: 4+4+8; 6+6+12;8+8+16.Для чстырсхступспчатого сдвигателя эко помня оборудозапия увеличится на Зп элементов, собходимых для одной дскрстной ст) псн. Формула изобретенияРсверспвиый параллельный регистр сдвига, содсржящий Олок симметричного присма кода, состоящий из гг коммутаторов, управляюпис входы которых соединены с шинами разрс с.):51 ОДВИГя кода причсм Входная шина -ГО к 11"татора (1=1 - :11) сосдииси;1 со:)ходом -го(и - 1+1) -го разряда сдвигаемого кода, блок перекрестной выдачи кода, состоящий 1 з;г коммутаторов, блок сдвига, состоя 1 цп 11 пз нескольких ярусоВ ком.)утяторов, по гг коымтятОро 3 В кгкдох ярусе, при)е.5 Входы всех коммутатороь соединены с соотвстст:лющимп ш)нами разрешения сдвига кода от 0 до и раз;,)ядов Я выход г-го комют 1 Орг г-ГО 51 руся сосдииси со Входами 1-10 и (1+ - ; - К) .) -ГО ко:1 мутаторОВ (г -- 1) -ГО 5)р 3 с 1 Олок СВГЯ 0 Т Л И Ч 1 10 Щ И И С Я ТСМ, ЧТО, С ЦСЛЬ 10 Ооссцс 1 сния сд;3 ИГя исел люООГО знак 3 ООО- их иапразлсниях и упрощения устройства, в регистре выход -Го разряда 1-го коммутатора ОГ 10 ка сим)стричцОГО присма кода сосдинси с входами г-го коммутатора г-го разряда и с входами К коммутаторов К младших разрядо 3 иер 130 Г) 5)рсг блОкя с:1 ВИГя, ВВ 1 ход кктоЯ) 1-10 кОм му Гатор 1 пос,сдисГО 5 руся ОГ)ока сдвпг сосдипси с Входя) и г-го и (и - г-;1) -го ком.,утаторов олока пс)скрестп 011 вь 1 дяи кодя. друГИС Входь) кого;:ых сосдписпы с шЯами разрешения сдвга кода п шиной знака числа,2, Рсгистр по п. 1, отличающийся тем, что каждый ко)мутатор выпогиСц иа логических элссптах 11 - 1 Е, ПЛ 11 - 11 Е, причем входов элемента И,111 соедиисиы с выходямпэлементов 1 ПЕ, входы которых яв;зотся Входам:ко)утят 01)а, а его выходом - -выход эллСита ИЛИ, первые входы элсъСи". 013 11 в 1 х старших ко.1 ття торо)3 к 1 жлого -Го яруса блока сдвига сосдпцсиы с шиисй знака чис,"1, Вторыс входы элсситов,1 13 ссх 5 гсов - с соотвстстВ 101 цсй иИПОЙ сдвига.ИстоИ)И 1.и инф 01)мяцпи,иршятые зо внимание при экспертизе 1. Патспт Япо:И)1 ЛЪ 48 - 23868, кл, 97 (7)Е 42 1974.2. Авторское свидетельство СССР;А 439017,кл. Сг 11 С 19)00, 1974 (прототип),(итстд Совстд Министров ГССрстсии 1 и открти(Зо, икд 5 до, . 4 о 319