Устройство для вычитания двоично-десятичных кодов

(19) (1 А 1(51) САНИ ЗОБ ТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСНО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) 1, Авторское свидетельство ССС595730, кл. С 06 Р 7/50, 1976,2, Авторское свидетельство СССРР 693369, кл. 0 06 Р 7/50, 1977(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИТАНИЯДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫХ КОДОВ, содержащеепервый и второй одноразрядные двоичные вычитатели, регистр промежуточной разности, триггер, элементы И иэлементы задержки, первый и второйвходы первого одноразрядного двоичного вычитателя соединены с шинамипервого и второго операндов устрой-,ства соответственно, выход разности.первого одноразрядного двоичного вычитателя соединен с входом регкстрапромежуточной разности, выход кото-рого подключен к первому входу второго одноразрядного двоичного вычитателя, выход заема первого одноразрядного двоичного вычитателя через первый элемент задержки подключен ктретьему входу того же одноразрядного двоичного вычитателя и первомувходу первого элемента И, второйвход которого соединен с первой шиной синхронизации устройства, а вы- .ход подключен к единичному входутриггера, нулевой вход которого соединен с второй шиной синхронизацииустройства, единичный выход. триггераподключен к первому входу второгоэлемента И, выход которого соединенс вторым входом второго одноразрядного двоичного вычитателя, выходразности которого соединен с выходной шиной устройства, а выход заемачерез второй элемент задержки соединен с третьим входом того же о)(нораэрядного двоичного вычитателя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления вычитания кодов времени, оно содержит блок синхронного ввода комбинированной коррекции, вход которого соединен с третьей шиной синхронизации устройства, а выход подключен к второму входу второго элемента И, причем блок синхронного ввода комбинированной коррекции содержит четырехразряд. ный регистр сдвига, четырехразрядный двоичный счетчик; преобразователь двоичного кода в десятичный, элементы И и ИЛИ, причем первый вход первого элемента ИЛИ соединен с входом блока синхронного ввода ком- щС бинированной коррекции, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом старшего разряда четырехразрядного регистра сдвига, первым входом С второго элемента ИЛИ и вХодом четырехразрядного двоичного счетчика, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом четырехразрядного регистра сдвига, выход второго разряда которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход третьего четырех- разрядного регистра сдвига соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выходы разрядов четырехразрядного двоичйого счетчика соединены с,соответствующими входами преобразователя двоичного кода в десятичный, выход старшего разряда которого соединен с шинами сброса четырехразрядного регистра сдвига и четырехраэрядного двоичного счетчика, входы четвертого и пятого элементов ИЛИ соеди. невы с выходами соответствующих раз рядов преобразователя двоичного кода в десятичный, выходы четвертого и пятого элементов ИЛИ подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И блока синхро1043640 2 5 10 15 20 низации ввода комбинированной коррек.ции, вторые входы которых соединенысоответственно с выходом второгоэлемента ИЛИ и выходом третьего Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах, работающих вреальном масштабе времени.Известно устройство. для вычитаниядвоична-десятичных кодов времени,которое .содержит блоки вычитания кодов десятых долей секунд, единицсекунд, десятков секунд, единиц минут, десятков минут, единиц часов идесятков часов, причем выход заемакаждого из этих блоков вычитанияподключен к входу заема последующего блока. Это устройство осуществля-. .ет операцию вычитания кодов заданного.и текущего времени, представленныхв двоична-.десятичном коде. В устройстве использованпараллельный способ обработки информации, когда операция вычитания каждого двоична-десятичного разряда кодов осуществляется с помощью отдельного блока вычитания(1.Недостатком этого устройства является сложность конструкции.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для вычитаниядовично-десятичных кодов, котороесодержит первый и второй одноразрядные .сумматоры, входной формировательинверсного кода, блок анализа резуль. тата сложения, блок коррекции и выходной формирователь инверсного кода с соответствующими связями. Блок коррекции содержит элементы И и ИЛИ и регистрсдвига, обеспечивающие формирование корректирующего кода для правильного выполнения операций вычитания (или сложения) при переполнении кода в тетрадах. Устройство может испольоваться для выполнения операций вычитания и сложения над числами, представленными двоична-десягичными кодами. 2) . Однако известное устройство не позволяет производить операцию вычитания двоична-десятичных кодов времени, так как этот код является комбинированным, где наряду с кодом тетрад (разряды единиц, десятков, сотен милЛисекунд и разряды единиц секунд, минут и часов)имеет место код триад (разряды десятков секунд и минут), для правильного выполнения операций вычитания которых требуется элемента ИЛИ, а выходы - с соответствующими входами шестого элемента ИЛИ, выходкоторого является выходом блока синхронного вводакомбинированной коррекции. корректирующий код, отличныйот кода коррекции тетрад.Кроме, того, для выполнения только операций вычитания известное устройство обладает некоторой избыточностью функциональных элементов, так как использование одноразрядных двоичных вычитателей, которые по структуре аналогичны одноразрядным, двоичным сумматорам, позволяет исключить блоки формирования инверсии на входе и выходе устройства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для вычитания двоична-десятичных кодов путем вычитания кодов времени.Указанная цель достигается тем, что устройство для вычитания двоична-десятичных кодов, содержащее первый и второй одноразрядные двоичные.вычитатели, регистр прамежуточнойразности, триггер, элементы И и элементы задержки, первый и .второй. вхо ды первого одноразрядного двоичноговычитателя соединены с шинами первого и второго операндов устройства со.ответственно, выход разности первого одноразрядного двоичного вычитателя Зо соединен с входом. регистра промежу- точной разности., выход которого под- .ключен к первому входу второго адно- разрядного двоичного вычитателя,выход заема первого .одноразрядного дво ичного вычитателя через первый элемент задержки подключен к третьему входу того же одноразрядного двоичного.вычитателя и первому входу пер.- вого элемента И второй вход которого соединен.с первой шиной синхронизации устройства, а выход подключен к единичному входу триггера, нулевой вход которого соединен с второй шиной синхронизации устройства, единичный выход триггера подключен к первому 45 входу второго элемента И, выход которого соединен с вторым .входом второго одноразрядного двоичного вычитателя выход разности которого соединен с выходной шиной устройства, а 50 выход заема через второй элемент задержки соединен с третьим входом того же одноразрядного двоичного вычитателя, содержит блок синхронного ввода комбинированной коррекции,вход которого соединен с третьей шиной синхронизации устройства, а выход подключен к второму входу второго элемента И, причем блок синхрон.ного ввода комбинированной коррекции содержит четырехразрядный регистр сдвига, четырехразрядный двоичный счетчик, преобразователь двоичного ,кода в десятичный, элементы И и ИЛИ, причем первый вход первого элемента ИЛИ соединен с входом блока синхрон ного. ввода комбинированной коррекции, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом старшего разряда четырехразрядного регистрасдвига, первым входом второго элемента ИЛИ и 15 входом четырехразрядного двоичногосчетчика, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом четырехразрядного регистра сдвига, выход. второго разряда которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход третьего разряда четырехразрядного регистра сдвига соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выходи .разрядов четырехразрядного двоичного счетчика соединены с соответствую-.щими входами преобразователя двоичного кода в десятичный, выход стар-, шего разряда которого соединен с шинами сброса четырехразрядного регист-ЗО ра сдвига и четырехразрядного двоичного счетчика, входы четвертого и пятого элементов ИЛИ соединены с выходами соответствующих разрядов преобразователя двоичного кода в деся тичный, выходы четвертого и .пятого элементов ИЛИ подключены к первым.входам соответственйо первого и второго элементов И блока синхронного ввода комбинированной коррекции, втоО рые входы которых соединены соответственно с выходом второго элемента ИЛИ и выходом третьего элемента ИЛИ, .а выходы - .с соответствующими входа-.ми шестого элемента ИЛИ, выход ко торого является выходом блока синхронного ввода. комбинированной коррекции,Код времени не является чисто дво.ично-десятичным кодом, так как наряду с разрядами тетрад (разряды единиц) в ием имеют место разряды триад(разряды десятков секунд и минут)"и разряд диады (разряд десятков часов). Устройство для вычитания таких кодов должно. обеспечивать наряду с коррек-. цией кодов тетрад коррекцию кодовтриад. Коррекция кода диады не требуется, так как переполнения в разряде десяткоц часов происходить неможет.60Так как при заеме,из старшего де"сятичного разряда в действительности переносится число .16 вместо 6, промежуточный результат вычитания триад должен быть скорректирован 65(исправлен) путем вычитания из негочисла ф 10 (в двоичном коде 1010).На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство для вычитания двоичнодесятичных кодов содержит шину 1уменьшаемого и шину 2 вычитаемого,которые подключены к соответствующимвходам первого одноразрядного двоичного вычитателя -3. Выход разности вычитателя 3 через четырехразрядный регистр 4 сдвига соединен с входомуменьшаемого второго одноразрядноговычнтателя 5, а выход заема Р соединен с входом Ртого ае вычитателячерез элемент 6 задержки. Блок анализа результата включает элементы И 7 и 8 и триггер 9. Первый и второй входы элемента И 7 соединены соответственно с выходом заема Р вычитателя 3 и шиной 10 синхронизации, а выход - с единичным входом триггера 9. Нулевой вход триггера 9 соединен с шиной 11 синхронизации, Единичный выход триггера 9 соединен с первым входом элемента И 8, второй вход которой соединен .с выходом блока 12 синхронного ввода комбинированной коррекции. Выход элемента И 8 соединен с входом вычитаемого вычи.тателя 5, выход Р заема которого через элемент 13 .соединен с входом Р, того же вычитателя, а выход 14 разности Ю является выходом устройства. Вход блока 12 соединен с шиной 15 синхронизации.Блок 12 синхронного ввода комбинированной коррекции содержит элемент ИЛИ 16, первый вход которого соединен с шиной 15 синхронизации. Выход элемента ИЛИ 16 подключен к входу четырехразрядного регистра 17 сдвига, Выход второго разряда регистра 17 сдвига соединен с первыми входами .элементов ИЛИ 18 и 19. Выход третьего разряда регистра 17 соединен с вторым входом элемента 18 ИЛИ. Выход последнего четвертого разряда регистра 17 соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 15 и 19 и счетным входом четырехразрядного двоичного счетчика 20. Выходы первого, второго, третьего и четвертого разрядов счетчика 20 подключены к.соответствующим входам преобразователя 21 двоичноГо кода в десятичный, выход старшего разряда которого соединен с входами фСбросфф регистра 17 и счетчика 20. Входы элемента ИЛИ 22 формирования сигнала ввода коррекции тетрад и входы элемента ИЛИ 23 формирования сигнала ввода коррекции триад соединены с соответствующими выходами преобразователя 21. Выходы элементов ИЛИ 18 и 22 соединены соответственно с пер.вым и вторьм входами элемента И 24.Выходы элементов ИЛИ 19 и 23 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И 25. Первый ивторой входы элемента ИЛИ 26 подключены соответстненно с выходам элементов И 24 и 25, а выход элемента ИЛИ26 соединен с вторым входом элемента И 8 блока анализа результата.Устройство работает следующим образом.10С началом операции вычитания пошинам 1 и 2 на вход вычитателя 3 начинают поступать коды младших тетрадуменьшаемого и вычитаемого младшимиразрядами вперед. На выходе вычитателя формируется промежуточная разностьВ и заем Р по правилу двоичного выКчитания.Операция последовательного вычитания одного десятичного разряда кодон осуществляется в течение четырех 20тактовых импульсов, по окончании которых промежуточная разность оказывается записанной в регистре 4 (поступление тактовых импульсов на регистр 4 не показано). Промежуточная 25разность задерживается в регистре 4 с целью определения необходимости ее коррекции. Необходимость проведения коррекции выявляется элементами 7-9.Через каждые четыре тактовых импульсаЗ 0по шинам 10 и 11 соответственно поступают синхросигналы Т и Т., причем первым поступает сигнал Т, которыйустанавливает триггер 9 в исходное состояние, а затем поступает сигнал у Т, с помощью которого выявляется заем иэ следующего десятичного разряда (в дальнейшем такой заем мы будем называть межразрядным)При наличии межразрядного заема сигнал Т через элемент.И 7 устанавливает триггер 9 40 в состояние 1. Таким образом, к моменту поступления следующих четырех тактовых импульсов элемент И 8 оказывается открытым, что обеспечивает в дальнейшем одновременное по ступление на входы уменьшаемого вычитателя 5 кода промежуточной разности из регистра 4 и кода коррекции из блока 12 соответственно. Вычитатель 5 выполняет операцию вычитания этих кодов и на его выходе 9/к формируется правильная разность.Если в момент поступления сигнала Т межразрядный заем отсутствует, код коррекции на вход нычитаемого не поступает и код из регистра 4 проходит на выход 14 нычитателя 5 без изменения. Блок 12 синхронного ввода комбинированной коррекции отслеживает поступление десятичныхразрядов на первый вычитатель 3 и 60 вырабатывает соответствующие коды коррекции.Работа блока 13 начинается с момента поступления на его вход по шине 15 синхроимпульса, время прихода 65 которого совпадает с началом операции вычитания. Синхроимпульс, пройдя элемент ИЛИ 15; записывает 1в четырехразрядный регистр 16 сдвига,который работает от тех же тактовыхимпульсов, что и регистр 4. Регистр17 закольцован через второй входэлемента ИЛИ 15, что обеспечиваетодно обращение 1 в регистре эачетыре тактовых импульса, т.е. завремя вычитания одного десятичногоразряда кодов. Счетчик 20 считаетколичество обращений 1 в регистре 17, а преобразователь 21 преобразовывает его показания в позиционныйдесятичный код.Таким образом, момент появления сигнала на выходных шинах преобразователя 21 совпадает с моментом окончания операции нычитания определенных десятичных разрядов кодов времени в вычитателе 3, Например, при вычитании кодов времени, состоящих из шести десятичных разрядон (единицы и десятки секунд, единицы и десятки минут, единицы и десятки часов), появление сигнала на первом выходепреобразователя 21 соответствует моменту окончания операции вычитания разрядов единиц секунд, появление сигнала на нтором выходе - моменту окончания операции вычитания разрядовдесятков секунд и т.д. Появление сигнала на шестом выходе преобразователя21 соответствует окончанию операциинычитания разрядов десятков часов.Выходы преобразователя, соответствующие десятичным разрядам тетрад, подключены к соответствующим входамэлемента ИЛИ 22, а выходы, соответствующие десятичным разрядам триад,к соответствующим входам элементаИЛИ 23 Для приведенного примера к элементу ИЛИ 22.подключается первый, третий и пятый выходы преобразователя 21, а к элементу ИЛИ 23 - второй ичетвертый выходы преобразонателя 21, Коды коррекции тетрад - 0110 - икоды коррекции триад - 1010 - Формируются н каждом цикле обращения 1в регистре 17 и соответственно наныходах элементов ИЛИ 18 и 19.Для подготовки блока 12 к новомуциклу вычитания сигнал с последнеговыхода преобразователя 21 (для рассмотренного примера это сигнал с шестого выхода) осуществляет установкун исходное положение (в 0) регистра 17 и счетчика 20.Предлагаемое устройство можетбыть использовано для вычитания кодоввремени, имеющих большую разрядность. В этом случае могут быть изменены только связи между выходами преобразователя 21 и элементов ИЛИ 22 и 23.По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет значи.Составительедактор Г. Безвершенко Техред А, Ач орректор С. Шекмар 1 Тираж ВИИИПИ Государс по делам изоб 13035, Москва, Ж706 венного ко етений и оРаушская Заказ 73 дписн тета СССР рытийаб., д. 4/5 илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,тельно сократить объем оборудования.и повысить эксплуатационную надежность. В этом случае вместо М двоичных вычитателей и узлов коррекции(где М - сумма всех .двоичных разрядов в коде времени), имеющих место визвестном устройстве, в предлагаемомустройстве используется только двадвоичных вычитателя и один блок син.хронного ввода комбинированной коррекции. Такое сокращение количества Функциональных элементов позволяет существенно повысить инФормативность и безотказность устройства,. По срав нению с известным предлагаемое устройство обладает большими Функциональными возможностями благодаря осуществлению операции вычитания кодов времени.