Устройство для вычитания

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ о 11851403 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Ф(22) Заявлено 15.11,79 (21)2844827/18-24 с присоединением заявки Йо 6 06 Г 7/50 Государстаениый комитет СССР оо делам изобретений н открытий(088.8) Опубликовано 300781. Бюллетень Ж 28 Дата опубликоваиия описания 30. 07. 81(72) Автор изобретени В,Л, Баранов 1) Заявитель дена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОЯСТВ ТАНИЯ тение относ ехнике и пр двух двоич но устройст е два регисна т и вход Изобртельнойвычитани ся к вычислиназначено длях чисел.для вычитания,а, однозарядныйи ва т иггезве тва являиэ1 устройства для в относительно гических эле 20 2 и сорогоертогдом са ИЛИлючен содержаще трсумматор р а д р ра (11.Недостатком этого устройс ется сложность его реализациИзвестно также устройство читания, содержащее два регистра и триггер, единичный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, нулевой выход - с первым входом второго элемента И, единичный вход - с выходом первого элемента задержки, соединенного со входом и выходом второго элемента И, второй вход. которого подключен ко второму входу первого элемента И и выходу первого регистра, соединенного входом с выходом первого элемента И, причем выход второго регистра соединен с первым входом третьего элемента И входом инвертора, выход кото подключен к первому входу четв о элемента И, соЕдиненного выхо первым входом первого элемент второй вход которого подк к выходу третьего элемента И, а выход - к входу второго регистра, нулевой выход триггера соединен со вторым входом третьего элемента И, единичный выход - со вторым входом четвертого элемента И, нулевой вход - с выходом второго элемента задержки,. вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ,/ соединенного первым входом с выходом второго регистра и вторым входом - с шиной сброса 2.Недостатком этоговычитания заключаетсябольшом количестве ломентов.Найболее .близким к предлагаемому является устройство для вычитания, содержащее два регистра и триггер, соединенный единичным выходом с первым входом первого элемента И, нулевым выходом с первым входом второго элемента И; единичным входом через первый элемент задержки с выходом второго элемента И, второй вход Которого соединен со вторым входом первого элемента И и выходом первого регистра, соединенного входом с выходом первого элемента И, причем вход второго регистра соединен с выходом первогб элемента ИЛИ,первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, соединенного первым входом с выходом второго регистра и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к шине сброса, единичныйвход триггера соединен со вторымвходом первого элемента ИЛИ, нулевойвыход триггера соединен через второйэлемент задержки со вторым входомтретьего элемента И, нулевой входтриггера соединен с выходом второгоэлемента ИЛИ 31.Недостатком такого устройстваявляется его относительная сложность,Цель изобретения - упрощениеустройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для вычитания, содержащее два регистра, два элементаИ, элемент ИЛИ и элемент задержки,вход которого соединен с выходомпервого элемента И, выход первогорегистра соединен с первым входомвторого элемента И, выход которогосоединен со входом первого регистра,введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен со входом второго регистра, первый вход - с прямым выходом второго регистра и второй вход - с выходом элемента ИЛИи первым входом первого элемента И,который подключен вторым и третьим .входами соответственно к инверсномувыходу второго регистра и к шинесброса устройства, выход первого регистра соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента задержкиподключен ко вторым входам элементаИЛИ и второго элемента И.На чертеже изображена структурнаясхема .Устройствадля вычитания,Предлагаемое устройство содержитдва регистра 1 и 2, элемент 3 задержки, два элемента И 4 и 5, элементИЛИ б, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7и шину 8 сброса.Вход регистра 1 соединен с выходом элемента И 5. Вход регистра 2подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, первый вход которогосоединен с прямым выходом регистра2, а второй вход - с первым входомэлемента И 4 и выходом БлементаИЛИ б. Выход элемента 3 задержки соединен с первыми входами элемента И 5 и элемента ИЛИ б, который подключен вторым входом к выходу регистра 1 и второму входу элемента И 5.Вход элемента 3 задержки соединен с выходом элемента И 4, второй и третий входы которого подключены соответственно к инверсному выходу регистра 2 и к шине 8 сброса,Устройство для вычитания работает следующим образом. В регистре 1 содержится двоичныйкод вычитаемого,а в регистре 2 уменьшаемого. На выходе элемента 3задержки действует нулевой сигнал,Двоичные коды вычитаемого и уменьшаемого считываются с выходов регистров 1 и 2 последовательно, начиная с младших разрядов. На входыэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 поступаютсигналы двоичных кодов уменьшаемогои вычитаемого соответственно с выхо да регистра 2 и через элемент ИЛИ бс выхода регистра 1. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 суммирует по модулюдва двоичные коды уменьшаемого ивычитаемого и результат записываетсяв регистр 2. В это время младшие разряды вычитаемого стираются с помощьюэлемента И 5, который закрыт нулевымсигналом выхода элемента задержки 3.Так продолжается до первой комбинации единичного кода вычитаемого 2 О и нулевого кода уменьшаемого. В этомслучае срабатывает элемент И 4,на выходе которого формируется единичный сигнал. В следующем тактеединичный сигнал выхода элемента И 4 25 начинает действовать на выходе элемента 3 задержки, что приводит коткрыванию элемента И 5 и формированию на выходе элемента ИЛИ б единичного сигнала.ЗО После первой комбинации 1-0 ко. дов вычитаемого и уменьшаемого элемент И 4 поддерживается в открытом .состоянии единичным сигналом элемен-.та ИЛИ б до сигнала первой единицыуменьшаемого, который, поступая синверсного выхода регистра 2 переводит элемент И 4 в закрытое состояние.В следующем такте нулевой сигнал выхода элемента И 4 начинает действовать на выходе элемента задержки 3,возвращая устройство в исходное состояние.Таким образом, после первой комбинации 1-0. кодов вычитаемого иуменьшаемого до первой единицы умень шаемого, включая и время обработкиэтого разряда уменьшаемого, на выходе элемента 3 задержки действуетединичный сигнал, который поддерживает элемент И 5 в открытом состоя 5 р нии и через элемент ИЛИ бподдерживает единичный сигнал на второмвходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7,чтопереводит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛЙ 7в режим инвертирования двоичногокода Уменьшаемого. В этом слУчае,с выхода регистра 2 на его вход записывается инвертированный кодуменьшаемого, а с выхода регистра 1 на его вход через элемент И 5 переписывается без изменения двоичный код вычитаемого. Дальнейшие вычисления повторяются аналогичным образом до полной очистки регистра 1. В регистре 2 фиксируется двоичный код разности,Если уменьшаемое.меньше вычитаемого, то разность формируется в дополнительном коде.Время вычислений составляет один или несколько циклов, где цикл за" нимает п тактов (д - количество разрядов двоичных кодов уменьшае мого и вычитаемого).В конце каждого цикла устройство возвращается в исходное состояние с помощью временного сигнала инверсной полярности действующего на шине 8 сброса в момент считывания с выходов регистров 1 и 2 последних и-ых разрядов. Сигнал сброса, поступающий по шине 8, закрывает элемент И 4, что обеспечивает к началу следующего цикла формирование на выходе элемента 3 задержки нулевого сигнала,П р и м е р 1, Требуется вычислить разность 2У - Х при УХ После двух циклов вычислений получаем результатХ 00.010110111011010У 0.100011110000011Х 0.010000011010000У 0 011101001111001 0 Устройство для вычитания, содержащее два регистра, два элемента И,элемент ИЛИ и элемент задержки, входкоторого соединен с выходом первогор элемента И, выход первого регистрасоединен с первым входом второгоэлемента И, выход которого соединенсо входом первого регистра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюЗо упрощения устройства, в него введенэлемент ИСКЛЮЧМОЩЕЕ ЙЛИ, выходкоторого соединен со входом второгорегистра, первый вход - с прямым,входом второго регистра и второйЗ вход - с выходом элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И,который подключен вторым и третьимвходами соответственно к инверсномувыходу второго регистра и к шинесброса устройства, выход первого ре 40 гистра соединен с первым входомэлемента ИЛИ, выход элемента задержки подключен ко вторым входам элемента ИЛИ и второго элемента И,Источники информации,ые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР23, кл. 606 Г 7/385, 1974.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2586372/18-24,ур кл. 606 Г 7/385, 1978,3 Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2691127/18-24,:кл. 606 Р 7/385, 1978 (прототип) й е о, од принят1.У 4355 лит В э в д У 0.001100110101001Чертой отмечены разряды, следующие после первой, начиная с младшихразрядов, комбинации кодов 4-1, УОдо первой единицы уменьшаемоговключительно. Эта черта в вычитаемомХ отмечает разряды, которые сохраняются в следующем цикле вычислениВ уменьшаемом У эта черта является обозначением операции инвертирования отмеченных разрядов уменьшаемого,Код уменьшаемого в каждом циклепреобразуется в код разности посредством суммирования по модулю длявсех, кроме отмеченных чертой, разрядов, вычитаемого и уменьшаемога в отмеченных чертой разрядах кразности формируется из инвертированного кода уменьшаемого,Точкой отмечен знаковый разряд,который обрабатывается наравне совсеми разрядами.П р и м е р 2. Требуется вычись разность 2 = У -. Х при У 4. Хтом случае разность формируетсяополнительном коде. 0.1010011100100010,011110111011000Х 0.0000000000000002 - У 1.110101001000111 В этом примере для формирования двоичного кода разности потребовался один цикл вычислений.Технические преимущества предлагаемого устройства для вычитания по.сравнению с известным заключается в сокращении аппаратурных затрат.Реализация предлагаемого устройства для вычитания требует два регистра, элемент задержки и четыре логических элемента, что позволяет упростить устройство на один триггер, один элемент задержки и один логический элемент. Формула изобретения851403 Тираи 745 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.