Устройство для вычисления и хранения остатков по модулю три

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 111) 154 51)5 С 06 Р 11/ Й КОМИТЕТ И ОТКРЫТИЯ ССУД АРСТБЕН ПО ИЗОБРЕТЕНИ ПРИ ГКНТ СССР оль но и о Старых ство СССР(56) Авторское свидетепВ 12117 ЗЗ, . С 06 РАвторское свидетельс9 1343415, кл С 06 Е 1 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАНЕНИЯ ОСТАТКОВ Л 57) Изобретение от ельной технике и может быть и зова ри контроле арифметических узл в. Цель изобретениярасширение сбласти применения устройства. Устройство содержит входнойтриггер 4, рабочие триггеры 5, 6,счетный триггер 7, коммутаторы 8,14, элементы И-НЕ 9-11, элементыИ-ИЛИ-НЕ 12, 13 коммутаторе 8, элементы И-ИЛИ-НЕ 15, 16 коммутатора14, выходные триггеры 17, 18. Устройство обеспечивает контроль последовательного числа в допелительном коде, 2 ил., 2 табл."гельной технике и может быть использовано при контроле работы ариФметических узлов.5Цель изобретения - расширение области применения устройства.На Фиг. 1 приведена Функциональная схема устройства, на Фиг. 2временная диаграмма сигналов на входах и выходах устройства.Устройство содержит информационный вход 1 устройства, тактовый 2 иустановочный 3 входы устройства, входной триггер 4, рабочие триггеры 5 и6, счетный триггер 7, второй коммутатор 8 на элементах И-НЕ 9-11 иэлементах И-ИЛИ-НЕ 12 и 13, первыйкоммутатор 14 на элементах И-ИЛИ-НЕ15 и 16, выходные триггеры 17 и 18,первый 19 и второй 20 информационныевыходы устройства,-входы и выходы21-65 узлов устройства.В описании приняты обозначения; азначение х-го разряда двоичного кода 25числа, поступающего на вход 1 устройст,ва, К, - остаток по модулю три длямладших разрядов входного числа, Т 1и Т 2 - состояния рабочих триггеров 5и б; 01, 02 - состояние. выходов 60и 62 узла 8 Б - признак четностйтекущего разряда, хранящийся втриггере 7. Я; = О означает, чтотекущий разряд а, операнда, поступающего на вход 1 устройства является четным, Б , = 1 означает, что текущий разряд а операнда, поступаю, щего на вход устройства, являетсянечетным. Младший разряд обрабатываемого кода является нечетным (первым), Общее количество разрядов входного числа для определенности считают четным. Вычисление остатков помодулю три для чисел, поступающих впоследовательном двоичном коде, основано на том факте, что сумма ос- .татков по модулю три от чисел А,взятая еще раз по модулю три, равняется остатку по модулю три от суммычисел А,.50Алгоритм вычисления остатков пошой 3 можно записать следующим образом:1. Установить рабочие триггеры всостояние О.,2. Если очередной разряд а входного числа, записанный в триггер 4,равен О, то состояние рабочих триггеров не изменяется. 3. Если очередной разряд а входного числа, записанный в триггер 4, равен 1, то текущий остаток К;по модулю три от ранее обработанных разрядов входного числа, эаФиксированный в рабочих триггерах 5 и 6, необходимо заменить на новый остаток К который определяется соотношениемК, = (К, + г) шос 3. (1)где г, = 1 в случае х - четное,г = 2 в случае- нечетное,1(4. Если хи, где и - разрядность обрабатываемых чисел, то выдают сформированный остаток по шос 1 3 наг выход устройства и переходят к п,1,если ьп, то переходят к п.2.Данный алгоритм можно записать в виде табл.1, в которой значение данной переменной в данной ситуации может быть любым.Непосредственно из табл.1 следуют логические выражения для значений 01, 02 кода нового остатка по модулю три:01 =, Т 1 Т 2 Я + Т 1 Т 2 Б; (2 а) В 2 = Т 1"Т 2 Я + Т 1Т 2 Я , (26).Алгоритм, задаваемый табл.1, обеспечивает правильное вычисление остатка для чисел без знака (положительных).В сжатом виде алгоритм корректировки для отрицательных чисел в дополнительном коде можно представить в табл.2.Отсюда (Р Тодл. Я);Т.2 = а, Т 2 + ая Т 1 Т 2 1 (За) Ь 1 = ая Т 1 + аТ 1 Т 2, (Зб) Устройство работает следующим образом.Данные поступают в последовательном коде младшими разрядами вперед ,на вход 1 устройства в соответствии с временной диаграммой на Фиг.2 (представлен случай и = 8) и записываются в триггер 4 по Фронту синхросигнала, поступающего на вход синхронизации устройства 2, В момент .поступления первого разряда очередного числа на вход 1 устройства, на ,вход 3 устройства поступает высокий уровень сигнала, который обеспечива,ет установку триггера 7 в состояниезаписывается код (Т 1, Т 2), что соответствует первой строке табл,2 и первым членам выражений (За) и (Зб), Если в триггере 4 записано ая = 1,т.е.5обрабатывается отрицательное число вдополнительном коде, то высокий уровень на прямом выходе 25 триггера 4разрешает прохождение информации свхода 53 элемента И-ИЛИ-НЕ 15 на еговыход 64 и с входа 59 элемента И-ИЛИНЕ 16 на его выход 65, При этом навход 66 триггера 17 поступает сигналТ 1 Т 2, формируемый элементом И-НЕ 9,что соответствует второму члену выражения (Зб), а на вход 67 триггера18 поступает сигнал Т 1 ф Т 2, формируемый элементом И-НЕ 11, что соответствует второму члену выражения (За).Таким образом происходит корректировка вычисленного кода остатка по модулю три от входного числа в соответствии с табл.2 (строки 2-4), и вследующем такте правильное значениеостатка запишется в триггеры 17 и 18. 25Одновременно с этим происходит запись в триггер 4 первого разряда следующего числа и установка триггеров5 и 6 в "О", а триггера 7 - в "1",после чего весь процесс повторяетсядля нового числа.Таким образом, предложенное устройство обеспечивает вычисление остатков по модулю три для последовательных.чисел, представленных в дополнительном коде,формула изобретенияУстройство для вычисления и хране О ния остатков по модулю три, содержащее два выходных триггера и первый коммутатор, причем прямые выходы первого и второго выходныхтриггеров подключены соответственно к первому и второму информационным выходам устройства, тактовые входы первого и второго выходных триггеров подключены к тактовому входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены входной триггер, счетный триггер, два рабочих триггера, три элемента И-НЕ и второй коммутатор, причем тактовые входы входного, счетного и рабочих триггеров подключены к такто-,вому входу устройства, нулевые входы рабочих триггеров, единичный входсчетного триггера и входы разрешениязаписи выходных триггеров подключенык установочному входу устройства,прямой и инверсный выходы входноготриггера соединены соответственнос первым и вторым управляющимивходами первого коммутатора, первый и второй разряды выхода которого соединены с информационными входами первого и второго выходныхтриггеров соответственно, информационный вход входного триггера подключен:к информационному входу устройства, прямой выход входноготриггера соединен с входами разрешения записи первого и второго рабочих триггеров, инверсные выходыкоторых соединены с первыми разрядами первого и второго информационных входов первого коммутатора соответственно, инверсный выход первого рабочего триггера и прямой выход второго рабочего триггера соединены соответственно с первым цвторым входами первого элемента И-НЕ,прямой и инверсный выходы первогорабочего триггера соединены соответственно с первыми входами второго и третьего элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с инверсным выходом второго рабочего триггера, прямой и инверсный выходысчетного триггера соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами второго коммутатора, первый и второй разряды выходакоторого соединеныинформационными входами первого и второго рабочихтриггеров соответственно, выходы первого и третьего элементов И-НЕ сое-,динены с вторыми разрядами первогои второго информационных входов первого коммутатора соответственно, выходы первого и третьего элементовИ-НЕ соединены с первыми разрядамипервого и второго информационных входов второго коммутатора соответственно, выходы третьего и второгоэлементов И-НЕ соединены с вторымиразрядами первого и второго информационных входов второго коммутаторасоответственно, инверсный выход счетного триггера соединен с информационным входом счетного триггера."1", триггеров 5 и 6 - в состояние "0" и разрешает запись в выходные триггеры 17 и 18 вычисленного остатка по модулю 3 для предыдущего числа. Установка триггеров 5, 6 и 7 происходит одновременно с записью 1-горазряда очередного числа в триггер 4по фронту синхросигнала, Коммутатор8, элементы И-НЕ 9-11 реализуют строки с 2-й по 9-ю табл.1, т.е. Аормируют сигналы 01, П 2 в соответствии с выражением (2).Если триггер 7 находится в состоянии "1", т.е. в триггер 4 записался нечетный разряд входного числа (1-й, 3-й и т.д.), то низкий уровень на выходе 47 триггера 7 запрещает прохождение инАормации с входа 57элемента И-ИЛИ-НЕ 12 на его выход 60и с входа 55 элемента И-ИЛИ-НЕ 13 на его выход 62, а высокий уровень на выходе 44 триггера 7 разрешает прохождение информации с входа 52 элемента И-ИЛИ-НЕ 12 на его выход 60 и далее на вход 61 триггера 5 и разрешает прохождение информации с входа 58 элемента И-ИЛИ-НЕ 13 на его выход 62 и далее на вход 63 триггера 6. В результате этого на вход 61 триггера 5 проходит сигнал Т 1, Т 2, формируемый,элементом И-НЕ и дважды проинвертированный на выходе элементаИ-НЕ 9 и на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ12, что соответствует второму члену выражения (2 а). На вход 63 триггера 6 проходитсигнал Т 1, Т 2, Аормируе"мый эЛементом И-НЕ 11 и дважды проинвертированный, что соответствует второму члену выражения (2 б), Триггер 7 по каждому очередному Фронту синхросигнала переключается в противоположное состояние, что обеспечивается обратной связью с инверсного выхода 47 триггера 7 на его вход 48, Если триггер 7 находится в состоянии "О", т.е. в триггер 4 записался четный разряд входного числа (2-й,4-й и т.д.), то низкий уровень на выходе 44 триг-гера 7 запрещает прохождение инАормации с входа 58.элемента И-ИЛИ-НЕ 13 на его выход 62 и с входа 52 элемента И-ИЛИ-НЕ 12 на его выход 60, а высокий уровень иа выходе 47 триг-. гера 7 разрешает прохождение информации с входа 57 элемента И-ИЛИ-НЕ 12 на его выход 60 и далее на вход 61 рабочего триггера 5 и разрешает прохождение информации с входа 55 элемента И-ИЛИ-НЕ 13 на его выход62 и далее на вход 63 триггера 6, Врезультате этого на вход 61 триггера 55 поступает сигнал Т 1 Т 2 формируефмый элементом И-НЕ 11, что соответствует первому члену выражения (2 а),на вход 63 триггера 6 поступает сигнал Т 1 Т 2, сформированный элементомИ-НЕ 10, что соответствует первомучлену выражения (2 б), Сформированные коммутатором 8 сигналы записываются в рабочие триггеры 5 и 6 в томслучае, если очередной разряд входного числа, записанный в триггер 4,равен "1". В этом случае высокий уровень с выхода 25 триггера 4 поступает на входы 26 разрешения записитриггеров 5 и 6, что обеспечивает их 20 обновление в соответствии со строками 2-9 табл.1, Если очередной разрядвходного числа, записанный в триггер4, равен "0", то низкий уровень,поступающий с. выхода 25 триггера 4 25 на входы 26 разрешениБ записи триггеров 5 и 6; блокирует прием новой инФормации в эти триггеры, и в нихсохраняется код остатка по модулю 3,вычисленный в предыдущем такте (реализуется строка 1 .табл.1). Последний(знаковый) разряд обрабатываемогочисла записывается в триггер 4, после чего в следующем такте на установочный вход 3 устройства поступаетвысокий уровень сигнала установки, 35который проходит на входы 24 разрешения записи выходных триггеров 17и 18 и разрешает прием в них информации с выходов 64 и 65 блока обра ботки знака (Фиг.2). При этом еслив триггере 4 записано ап = О, т.е.срабатывается положительное число, товысокий уровень на инверсном выходе29 триггера 4 разрешает прохожде ние инАормации с входа 37 элементаИ-ИЛИ-НЕ 15 на его выход 64 и с входа 43 элемента И-ИЛИ-НЕ 16 на еговыход 65. Соответственно на вход 66триггера 17 поступает с выхода триг гера 5 уровень, соответствующийпервому разряду Т 1 вычисленного кодаостатка по модулю 3 для мантиссы обрабатываемого числа, на вход 67 триг"гера 18 поступает с выхода триггера6 уровень, соответствующий второмуразряду Т 2 вычисленного кода остатка1,по модулю три для мантиссы обрабагы"чаемого числа, в результате чего вследующем такте в триггеры 17 и 18% О 1 О О 1 О О О 1 О Запрещенное состояниепризнак ошибки Таблица 2 Код К Код В. ,Т 1 Т 2 О О О 1 1 - О 3 УУ Состадактор Л.Пчолинская Те ль В. Гречи Л.Сердюков орректор Л.Пат Заказ 547 Тир ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва6Подпи изобретениям и отк 5, Раушская наб , д ж ноерытиям при ГКНТ СССР4/5 4твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 оизв О 1 О 1 О 1 О 1 О О 1 1 О О 1 1 О 1 О 1 О 1 О 1 Т 1О1О Т 2 . Рабочие триггеры в режимехраненияОО1Запрещенное состояние,признак ошибки Т 21ОО