Устройство для сложения полей

(51)4 О 06 Р 7/5 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТеЧРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТ ПИ ЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРН" 1295385, кл, 0 06 Г 7/50, 1985.Берзенко А,И. и др, Микропроцессорные комплекты повышенного быстроедействия, М.: Радио и связь, 1981,с, 133,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ ПОЛЕЙ(57) Изобретение относится к областивычислительной техники и может быть использовано при реализации в многопроцессорных системах операции сложения данных с произвольным форматомпутем объединения арифметико-логических блоков различных процессоровбез организации последовательного переноса, Целью изобретения является.повышение быстродействия, Эта цельдостигается путем введения в устройство для сложения полей, содержащеегруппу арифметико-логических блоков,группу блоков микропрограммного управления, группу счетчиков.и группыблоков формирования переноса с соответствующими связями. 1 з,п.ф-лы,2 1Изобретение относится к вычислтельной технике и может быть испол Блок 1 фо держит с перво7 - 9, первыйстабильные усилратор 12, четврой дешифраторВ устройств"опережающий пключается в сл зовано при конструировании многопцессорных систем с программируемоархитектурой,Цель изобретения - повышениебыстродействия устройства,На Фиг, 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2схема блока формирования переноса,Устройство содержит группу блоко1, - 1формирования переноса, группу арифметико-логических блоков 22 з, группу первых информационныхдвунаправленных входов 3- 3группу вторых информационных двунаправленных входов 3, - Зз, группублоков 4, - 4 микропрограммного управления (МПУБ), группу счетчиков5- 5и группу входов 6 - 6, кода операции,рой о азбиваая груполя,фметиется на групп па включает с колько разряо-логический случае, есл исло разря оля о М = азрядность цело збь) - -, гдеком, При этом о ложения поступа рограммного упр К АВТОРСКОМУ С ирования переноса со го по третий триггер 10 и второй 11 трехители, первый дешиф ертый триггер 13 и в 14,е используется код еренос". Его идея за едующем. Поле р разрядов, Кажд олько разрядов ов включает ари блок (АЛБ). В этом наковая командат в И блоков микровления (МПУБ), соот 1479927Поясним содержит это на примере, Пусть поле16 разрядов50 О. ХХКК1 ККРМ ХХАХ КБКФормат2 3 455 АПБ - 4третьейнужно раразряды,1 Оаэряда, Перенос возник вгруппе, Тогда, чтобы вычесть,змножить знак на оставшиесявключая знаковый, Итак,ветстнующих АЛБ, Каждый иэ МПУБ вырабатывает код сложения и одновременно формирует +1, поступающую навход переноса (опережающий перенос),Для того, чтобы результат суммирования не изменился, в младшей группевводится добавочный разряд, кудазаписывается -1 (1), Вес этой единицы равен весу младшего разряда старшей группы или 2 относительно младшей группы. При этом, если в младшейгруппе из значащих разрядов возникает перенос (+2 ), то дополнительныйразряд обнуляется (-2+2=0), в противном случае 1 .в дополнительномразряде сохраняется. Так как присуммировании групп могут встретитьсяслагаемые, у которых в дополнительных разрядах стоят дне единицы (10)и плюс 1 от организации опережающегопереноса, то н общем случае послесложения будем иметь перенос, равныйт(11 = -3), Если не принять дополнительных мер, то перенос может неограниченно нозрастатье Введем дополнительный такт суммирования, в которомк результату старшей группы прибавляется перенос иэ младшей группы,При суьЬировании переносов нсе дополцительные разряды равны нулю (перенос пошел в старшую группу) и переносы (С 1) на выходе МПУБ тоже равнынулю. При этом перенос в старшуюгруппу может принимать следующие значения: 0,-1,-2,-3 - десятичное35кодирование или 00, 01,10,1111 - двоичное кодирование, Нетрудно видеть,что действительной операцией .будетоперация вычитания, Для того, чтобыфактически выполнить операцию сложения, запишем перенос в дополнительном коде, Тогда, например, для 11лулео иметь 1.11111 1111 О 1пополнения перенос вдо полного ближайшуюполя группу раз- рядовО. МККК МККК КМКК ХКМК11111 1101 дополне- перенос ние до во 2-ю полного группу поля из 3-й Аналогично, для 10 и 1. Ясно, что дополнение до полного поля можно заменить переносом в младший разряд следующей группы и 1 в дополнительном разряде ближайшей группы, тогда 11 будет иметь видО.ЦОООО 1,111101 дополнение доп. перенос в раз- ближайшую ряд группу до полногополя Другими словами, с учетом дополнительного разряда перенос оперируеттолько с разрядами ближайшей группы.При этом, учитывая, что значение дополнительного разряда в самой групперанно нулю, после суммирования этотразряд будет равен либо 1, если перенос СО равен О, либо О, если СО=,Поэтому после второго такта суммирования в дополнительных разрядахрезультата возможно появление только одной 1. Так как единицы н дополнительных разрядах могут приниматьтолько отрицательные значения, тознак можно не хранить, а хранитьтолько модуль числа.Устройство работает следующимобразом,Первый аргумент поступает на входА арифметико-логических блоков 2, адополнительный разряд - на вход Аблока 1 формирования переносов. Аналогично, для второго операнда, который поступает на вход В, Оба операнда поступают одновременно, По сигналам разрешения записи (ЕД,СБ=О) исинхросерии дополнительные разрядызаписываются в триггеры 7 и 8, а посигналам ЕД.СБ=О и тактовому (С 1,Б)операнды записываются в арифметикологические блоки, На этом первыйтакт работы завершается, Во второмтакте на выходах задания вида операции (ГО-Р 7) МПУБ 4 формируется кодсложения (СБ=1, ЕД = О, 11;1=1, Т Р 13=О), Происходит суммирование операн"дов. Результат записывается в регистррасширения АЛБ (по заднему фронтусигнала),а перенос с выхода СО АЛБн триггер 9 блока формирования переноса (по заднему фронту сигнала У;1).сВ следующем (третьем) такте осуществляется запись корректирующегослагаемого с выхода младшего блокаформирования переноса в старшийЛПБ. Запись по сигналам (ЕД, СЯ,СИНХ)полностью аналогична первому такту,однако триггер 13 находится в 1.В результате в триггер 7 заноситсязначение дополнительного разряда, ав АЛБ, т,е, в регистр А, - мантиссакоррекции (некоторое число без знака) .В четвертом такте подается кодЕО-Г 7, соответствующий операции сложения регистра А с накопителем, Приналичии перенооа Р формируется сигнал сброса триггера 7, Таким образом,в триггере 7 формируется дополнительный разряд результата (СБ=1, ЕД=О,- т, 13=1),В пятом такте (такт выдачи результата в общем случае может отсутствовать) подаются сигналы ЕД.С 8=1 ирезультат одновременно выдается в каналы А и В, а дополнительный разряд -либо в канал А, либо в канал В черезсоответствующий трехстабильный усилитель 10 или 11. Целесообразно отметить следующее.Дешифратор 12 выполняет функциипреобразования вертикального кодамикропрограммы в горизонтальный иможет быть, например, реализован наэлементе 155 ИД 4,Дешифратор 14 реализуется в соответствии с таблицей.Т 7 Т 8 Т 9 ДШО О О -11 О О -2О 1 О -21 1 О -3О О 1 О1 О 1 -1О 1 1 -11 1 1 -2 При Формировании таблицы учтено, чтоТ 7=-1, Т 8=-1, Т 9=+1, - также -1, постоянно возникающая из-за введенияопережающего переноса, Синхронизацияпроцесса осуществляется тем, что всеМПУБ 4 и блоки 1 питаются одной серией (на Фиг, 1 генератор серии непоказан), команда суммирования полейподается во все МПУБ 4 одновременно.В результате все АЛБ 2 функционируютодинаково и синхронно, Длительностьтакта выбирается из времени выполне 799276ния самой длинной операции (в нашем случае операции сложения),что обеспечивает синхронность работы5 Формула изобретения1, Устройство для сложения полей,содержащее группу арифметико-логиче 10ских блоков группу блоков микропрограммного управления и группусчетчиков, причем входы кода операции групгы устройства соединены синформационными входами соответствующих счетчиков Группы 1 Выходы которых соединены с информационными входами соответствующих блоков микропрограммного управления группы, выходы с первого по пятый которых соедииены соответственно с входом заданиявида операции, тактовым входом, спервым и вторым входами разрешениязаписи и с входом переноса соответствующих арифметико-логических блоков группы, первые и вторые информационные входы которых соединены ссоответствующими информационнымидвунаправленными входами первой ивторой групп устройства, шестые вы 30ходы блоков микропрограммного управления группы соединены сс счетнымивходами соответствующих счетчиковгруппы, вход синхронизации устройствасоединен с тактовыми входами блоковмикропрограммного управления группы, 35 о т л и ч а ю щ е е с я тем, ч."о,с целью повышения быстродействия,оно содержит группу блоков формирования переноса, причем с первого потретий информационные входы блоков 40 Формирования переносов группы соединены соответственно с входами дополнительных разрядов соответствующихинформационных двунаправленных входов первой и второй групп устройства 45 и с выходами переносов соответствующих арифметико-логических блоковгруппы, третий, четвертый и седьмойвыходы блоков микропрограммного управления группы соединены соответст венно с первым, вторым и третьимуправляющими входами соответствующихблоков Формирования переноса группы,входы синхронизации которых соединены с входом синхронизации устройства, 55 первые выходы блоков формированияпереносов, кроме старшего, группысоединены последовательно с вторымиинформационными входами арифметико1379927 руд,уу 3 у ЯЛУР логических блоков группы, первый выход старшего блока формирования переносов группы соединен с вторым информационным входом младшего арифметико-логического блока группы, вторые выходы блоков формирования переноса, кроме старшего, группы соединены последовательно с вторыми информационными входами блоков формирования группы, второй выход старшего блока формирования переноса группы соединен с вторым информационным входом младшего блока формирования переноса группы.2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования переноса содержит четыре триггера, два дешифратора и два трех- стабильных усилителя, причем с первого по третий информационные входы20 блока формирования переноса соединены соответственно с информационными входами второго, первого и третьего триггеров, выходы которых соединены соответственно с входами разрядов второго дешифратора, выходы и старший выход которого являются соответственно первым и вторым выходами блока формирования переноса, с первого30 по третий управляющие входы которогосоединены соответственно с входамиразрядов первого дешифратора с первого по третий, входы четвертого ипятого разрядов которого соединенысоответственно с прямым и инверснымвыходами четвертого триггера, счетный вход которого соединен с третьимуправляющим входом блока формированияпереноса, вход синхронизации которого соединен с входом разрешения первого дешифратора, вход шестого разряда первого дешифратора соединен синформационным входом третьего триггера, выходы с первого по шестойпервого дешифратора соединены соответственно с входом разрешения записитретьего триггера, с входом установки в 0 первого триггера, с входомразрешения записи второго триггера,с входом разрешения записи первоготриггера, с управляющими входами первого и второго трехстабильных усилителей, информационные входы которыхсоединены с выходом первого триггера, выходы первого и второго трехстабильных усилителей соединены соответственно с информационными входами Первого и второго триггеров.1479927Фиа Г Составитель А.КлюевТехред М.Ходанич Корректор Л.Патай Редактор А,Ренин Заказ 2543/46 Тираж 669 Подписное В 1 КИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101