Устройство для сложения

Оп ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл. 6 06 Г 7/50 9 вуднуетненнЫ квинтет МСР в дванн нзебрвтеннЯ и втнрытнЯ;5(088.8 Дата опубликования описания 23 . 10,82-;БЛАГО -3 Ордена Ленина институт кибернетики АН Украин витель,) УСТРОЙСТВО 91 Я СЛОЖЕН 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройст-вах ЭВМ.Известно устройство для сложения,содержащее два регистра сдвига,триггер, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ и два элемента задержки 11,Недостатком устройства являетсясложность конструкции.Известно также устройство длясложения, содержащее два регистрасдвига, триггер, два элемента И, дваэлемента ИЛИ и элемент задержки2.Недостатком известного устройства.является низкое быстродействиеЦелью изобретения является повышение быстродействия устройства длясложения. гоПоставленная цель достигаетсятем, что устройство для сложения,содержащее регистр сдвига, первыйэлемент ИЛИ, три элемента И, элемент задержки и ЙБ-триггер, причемвход синхронизации регистра сдвига соединен с выходом генератора импульсов, выход первого элемента ИЛИсоединен с входом старшего разрядарегистра сдвига, первый вход первого элемента ИЛИ соединен. с выходомпервого элемента И, первый вход которого соединен с выходом элементазадержки, вход которого подключенк прямому выходу ВБ-триггера, содержит также элемент И-НЕ, второй элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем выходмладшего разряда регистра сдвигасоединен с первым входом элементаИ-НЕ и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с вторым входом элементаИ-НЕ и подключен к входу устройства, второй вход первого элемента ИЛИсоединен с выходом второго элементаИ, первый вход которого подключенк инверсному выходу КБ-триггера, авторой вход - к выходу третьего эле3 Ч 688мента И и к входу элемента НЕ, вы-,ход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход элемента И-НЕ соединен с первым входомтретьего элемента И и с инверсным з-входом ЙБ-триггера, выход второгоэлемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего элемента И и с первыминверсным Й"входом Йб-триггера,третий вход элемента И-НЕ соединенс шиной сброса устройства, с третьим входом третьего элемента И ис вторым инверсным Й-входом Й 5-триггера.На чертеже представлена структур" 1 Зная схема устройства для сложения.Устройство содержит регистр 1 сдви.га, элементы ИЛИ 2 и 3, элементы И 4Ф5 и 6, элемент И-НЕ 7, элементНЕ 8, элемент 9 задержки, Й 5-триггер зо10, генератор импульсов, 11, вход-.ную шину 12 и шину сброса 13, ЙЗтриггер 10 состоит из двух элементов И"НЕ 14 и 15. 09. 4вается в регистр сдвига 1, начинаяс мпадших разрядов,Последовательный двоичный код второго числа, поступаЮщий в следующиеН тактов по входной шине 12, суммируется с последовательным двоичнымкодом первого числа, который сдвигается из регистра 1 следующим образом. Если начиная с младших разрядов в одноименных разрядах первогои второго числа не содержатся одно.временно код логической единицы, тона входах элемента 7 отсутствует сов 1падение сигналов, а на его выходедействует сигнал логической едини,цы, который поддерживает элемент 6 воткрытом состоянии. В этом случаена выходе элемента 3 формируется по"следовательный двоичный код дизъюнкции двоичных кодов первого и второгочисел, который через элементы 6,4, 5, и 2 записывается в регистрсдвига 1. Так будет продолжаться досовпадения на входах элемента 7 единичных кодов одноименных разрядов первого и второго чисел.В случае совпадения на входахэлемента 7 сигналов логической еди,ницы, на выходе этого элемента сформируется сигнал логического нуля, который закроет элемент Ь и установиттриггер 1 О в единичное состояние,в котором на его инверсном выходе.сформируется сигнал логического нуля, поступающий на вход элемента4 и вход регистра 1, а на прямомвыходе - сигнал логической единицы,который задерживается на такт элементом 9. Следовательно, в данномтакте на выходе элемента 9 действует сигнал логического нуля предыдущего состояния триггера 1 О, которыйпоступает на третий вход элемента5. В результате первого совпадениясигналов логической единицы на входах элемента И-НЕ 7 на входах элементов 4 и 5 действуют сигналы ло"гического нуля и в данный разрядрегистра сдвига 1 записывается нулевой код, В .следующем такте на выходе элемента 9 Формируется сигналлогической единицы, который поступает на вход элемента 5 и далее навход регистра 1. Если при единичномсостоянии триггера 10 на входах элемента 7 действует комбинация нуляи единицы, то на входах элементов3 и 7 будет сигнал логической единицы, который откроет элемент 6 и 25Работает устройство для сложения следующим образом.В исходном состоянии на шине сбро" са 13 действует сигнал логического нуля, который устанавливает триггер 1 в нулевое состояние и закрывает элементы 6 и 7. С прямого выхода триггера 10 через элемент 9 сигнал логического нуля поступит на один из входов элемента 5 .и далее через элемент 2 на вход старшего разряда регистра 1, .который за й тактов, где М"разрядность регистра 1, заполняется нулями.Последовательный двоичный код первого числа, поступающий по входной шине 12, проходит через элемент ИЛИ 3 и элемент И 6 на входы элементов 4 и 8. Элемент 6 в течение К тактов открыт сигналом логической единицы выхода элемента И-НЕ 7, так фф как на его второй вход с выхода регистра сдвига 1 сдвигается нулевой код исходного состояния. Триггер 10 сохранит в это время нулевое сос. тояние, при котором на входах эле- в ментов 4 и 5 действуют соответственно сигнал логической единицы ин. версного выхода триггера 10 и сигнал логического нуля прямого выхода триггера 10. В результате, последователь ф .ный двоичный код первого числа проходит через элементы 4 и 2 и по тактовым импульсам генератора 11 записы5 968 через элемент 8 закроет элемент 5. Таким .образом, в соответствующий разряд регистра 1 будет записан нулевой . код. Триггер 10 будет установлен в 11 н0 при появлении на .выходе элемента В 3 сигнала логического нуля за счет наличия нулевых кодов в одноименных разрядах суммируемых чисел, На вход регистра 1 поступит в этом. случае код предыдущего состояния триггера 1 О 1 вТаким образом, устройство суммирует два двоичных числа, одно из которых сдвигается с выхода регистра сдвига 1, а другое поразрядно поступает яо входной шине 12. Результат 1 з . суммирования запоминается в регистре сдвига 1, так как в случае отсутствия переполнения регистра сдвига 1 триггер 10 вернется в нулевое состояние, а прекращение поступления двоич ного кода по входной шине 12 обеспечивает формирование на выходе элемента 7 сигнала логической единицы, который букет поддерживать элемент 6 в открытом состоянии. Цепь циркуля. 2 З ции двоичного кода результата суммирования с выхода регистра сдвига 1 на его вход замыкается через элементы 3, 6, 4 и 2.В случае поступления по входной Эо шине 12 последовательности двоичных кодов нескольких чисел в регистре сдвига 1 сформируется двоичный код суммы этих чисел.Сложение двух чисел предлагаемое35 устройство выполняет за один цикл, содержащий М тактов, где М-коли чество разрядов регистра сдвига 1, тогда как в известном устройстве сложение производится за два цикла или2 тактов.Таким образом имеет место двух- кратное увеличение быстродействия уст ройства для сложения. 809 6 формула изобРетения,Устройство для сложения, содержащее регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, три элемента И, элемент задерж ки и КБ-триггер, причем вход синхронизации регистра сдвига соединен свыходом генератора импульсов, выходпервого элемента ИЛИ соединен с входом старшего разряда регистра сдви"га, первый вход первого элемента ИЛИсоединен с выходом первого элементаИ, первый вход которого соединен свыходом элемента задержки, вход ко,торого подключен к прямому выходу1 Кб-триггера, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениябыстродействия, устройство содержитэлемент И-НЕ, второй элемент ИЛИ .иэлемент НЕ, причем выход младшегоразряда регистра сдвига соединен спервым входом элемента И-НЕ и первымвходом второго элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ и подключен к входу устройства, второй вход первогоэлемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к инверсному выходуКб-триггера, а второй вход - к выходутретьего элемента И и к входу элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выходэлемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И и с инверсным -входом КБ-триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторымвходом третьего элемента И и с. первым инверсным К-входом ЙЯ-триггера, тре" тий вход элемента И-НЕ соединен с шиной сброса. устройства , с третьим входом третьего элемента И и с вторым ийверсным К-входом К 5-триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 746513, кл. С 06 Г 7/50, 1976,2. Авторское свидетельство СССРйф 798829, кл. Ь 06 Г 7/50, 1978968809 Степано Составител Техред А,А тор А,Ианд Иодписноеа СССР комитети открытийушская наб Патент",жгород, ул. Проектная Филиал 7 Тираж 731 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Иосква, Ж, Ра