Устройство для сложения и вычитания чисел по модулю

,(51)5 6 0 г ИЕ ИЗО ЕТЕ ИДЕТЕЛЬСТВ ВТСЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИ 10 СЕЛ ПО М тома тносится к й технике зобретение ычислитель ке и быть може вычислит ел польз ован ЗО 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(53) 681. 325 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР1 У 1120325, кл. 6 Об Г 7/72, 1983.Авторское свидетельство СССРУ 1532923, кл. 6 06 Р 7/72 в 1988машинах и устроиствах, Функционирующих в системе остаточных классов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения результата операции модульногоумножения. Цель достигается за счетформирования величины и знака сдвига1636844 10 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в вычислительныхмашинах и устройствах, функционирующих в системе остаточных классов.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей за счет получения результата операции модульного умножения.На чертеже представлена схема устройства для сложения и вычитания чисел но модулю.Устройство содержит первый информационный вход 1 устройства,первыйдешифратор 2, второй информационный. вход 3 устройства, первый блок 4 элементов И, вычитатель 5, вход 6 задания модуля устройства, второй блок 7элементов И, вход 8 задания вычитанияустройства, первый блок 9 элементовИЛИ, второй дешифратор 10,приемныйрегистр 11, счетчик 12, схему 13 срав нения, первый элемент 14 запрета,второй элемент 15 запрета, третийблок 16 элементов И, кольцевой сдвигающий регистр 17, первый элемент И18, второй элемент И 19, первый зле;40мент ИЛИ 20, тактовый вход 21 устройства, элемент НЕ 22, выход 23 устройства, первый шифратор 24, группу элементов ИЛИ 25, второй шифратор 26,г- 45четвертый блок 27 элементовИпятый блок 28 элементов И, второй .блок 29 элементов ИЛИ, вход 30 заданиясложения устройства, третий элементИЛИ 31, вход 32 задания умножения устройства, второй элемент ИЛИ 33,50 значение (в"В) через открытый второй блок 7 элементов И, блок 9 элементов ИЛИ поступает на второй дешифратор10. Дальнейшая работа устройства ана кольцевого сдвигающего регистра 17для операции умножения путем введенияв устройство, содержащее первый 2 ивторой 10 дешифраторы, с первого потретий блоки 4, 7 и 16 элементов И,вычитатель 5, первый блок 9 элементов ИЛИ, приемный регистр 11, счетчик 12, схему 13 сравнения, первый14 и второй 15 элементы запрета,Рассмотрим работу устройства в трех режимах. При проведении операции модульного сложения; (А+В) во 4 в в двоичцрм коде на вход 1 поступает55 операндА, на вход 3 - операнд В, который также поступает на вход вычита"теля 5 (по модулю в), на выходе котокольцевой сдвигающий регистр 17, первый 18 и второй 19 элементы И, первый элемент ИЗИ 20, элемент НЕ 22, первый шифратор 24 и группу элементов ИЛИ 25, второго шифратора 26, второго 33 и третьего 31 элементов : ИЛИ 33 и.31, второго бпока 29 элементов ИЛИ, четвертого 27 и пятого 28 блоков элементов И. 4 табл., 1 ил. рого получают значение (в-В). Сигналс входа 30 проходит через элементИЛИ 33 и открывает первый блок 4 элементов И, через который и через первый блок 9 элементов ИЛИ операнд Впоступает на вход второго дешифратора10, С выхода второго дешифратора 10операнд В в унитарном коде поступаетна первую группу входов первого шифратора 24, на вторую группу входов которого поступает через первый дешифратор 2 операнд А. В зависимости отсоотношения операндов А и В на выходах элементов ИЛИ 25 группы образуется двоичное число, -соответствующееколичеству сдвигов регистра 17а навыходе элемента ИЛИ 20 образуется сигнал, если направление сдвига правое(т.к. сигнал на выходе элемента ИЛИ31 присутствует, то открыт четвертыйблок 27 элементов И), Сигнал с выхода элемента ИЛИ 20 поступает на первый вход элемента И 18, а если сигнал отсутствует, то открывается элемент И 19, обеспечивая левое направление сдвига. С входа 21 на входы открытых,элементов 14 и 15 запрета поступают им-пульсы. При совпадении состояний счетчика 12 и приемного регистра 11 схе"ма 13 сравнения выдает сигнал, которыйзакрывает элементы 14 и 15 запрета иоткрывает блок 16 элементов И, черезкоторый значение группы двоичных разрядов регистра 17 (результат операциимодульноГо. сложеция) поступает на выход 23 устройства. Пусть необходимо определить результат (А-В)водв. В этом случае сигнал с входа 8 поступает на второй блок 7элементов И. С выхода,вычитателя 54 6элементов ИЛИ поступает на второй дешифратор 10. С выхода второго дешифратора 10 поступает на третий вход первой группы входов шифратора 24В приемном регистре1 будет записано число "01" согласно табл. 2 (сигналом с выхода ИЛИ 31 открыт четвертый блок 27 элементов И). Сигнал с выхода элемента ИЛИ 20 не поступает, а на элемент И. 19 поступает сигнал. Импульсы через открытые элементы 14 и 15 запрета поступают на регистр 17 и на счетчик 12. В момент совпадения состояния регистра 11 и счетчика 12 (в счетчике 12 содержится значение "01") схема 13 сравнения формирует сигнал, закрывающий элементы 14 и 15 запрета и открывающий третий блок 16 элементов И. Состояние регистра 17 будет следующее: О-0-1О-ОСодержание первых трех розрядов регистра 17 через третий блок 16 элементов И поступает на выход 23, Это , есть результат операции.П р и м е р 2. А=О, 8=2, Необходимо определить (А-В) вода. В этом случае на первый вход второй группы первого шифратора 24 поступает сигнал. На шестой вход первой группы входов первого шифратора 24 также поступает сигнал(7-2=5)В приемном регистре 11 будет записано число "00". Сигнал с выхода элемента ИЛИ 20 не поступает, а схема 13 сравнения в момент включения устройства вырабатывает сигнал, закрывающий элементы 14 и 15 запрета и открывающий блок 16 элементов И, (сдвиг не происходит) . Состояние регистра 17 будет следующее: 5 163684логична определению результата опера. -ции модульного сложения,Если определяют результат (АмВ)аод 1 о, то присутствует сигнал навходе 30, который открывает первыйблок 4 элементов И и пятый блок 28элементов И. В этом случае на входыэлементов ИЛИ 25 группы и первого эле.мента ИЛИ 20 информация поступает свыходов второго шифратора 26 черезпятый блок 28 элементов И и второйблбк 29 элементов ИЛИ. Дальнейшая работа аналогична определению результата операции модульного сложения.Рассмотрим примеры конкретного выполнения операции модульного сложения,вычитания и умножения для в=.Исходное состояние регистра 17;1 - 0 - 1 - 1 - 0 - О - О. Первые три 20двоичных разряда соответствуют числу"5". Число "3" соответствует сдвигурегистра 17 влево на один двоичныйразряд. "2" - вправо на один двоичныйразряд и т.д, Составим таблицу для ре ализации операции модульного сложения,В табл. 1 отражены результаты операции модульного сложения.В табл. 2 для построения шифратора24 отражено необходимое количествотактов сдвига для каждой пары операн, дов А и В и направление сдвига. Сдвигвлево соответствует положительномунаправлению сдвига и отражен втабл. 2 знаком "+".Составим таблицу для реализацииоперации модульного умножения, Втабл. 3 отражены результаты операциимодульного умножения.В табл. 4 для построения шифратора 26 отражено необходимое количествотактов сдвига для каждой пары операндов и направления сдвига.,Следовательно, группа элементовИЛИ 25, выполняющая функцию шифратора, состоит из двух элементов, которые формируют четыре числа; "00","01", "10", "11". В элементе ИЛИ объединяются выходы шифратора 24,либо шифратора 26, которые помечены знаком и-и соответственно втабл, 2 и 4.П р и м е р 1, А=О, В=2. Необходимо определить (А+В)войа, Первый операнд А=О поступает на первый дешифратор 2, с входа которого поступает напервый вход второй группы входов шифратора 24. Операнд В через первыйблок 4 элементов И и первый блок 9 1 - О - 1 - 1 - О - О - О Содержимое первых трех двоичных разрядов регистра 1 представляет результат операции модульного вычитания,П р и м е р 3. А=2, 8=3. Необходимо определить (АВ) тоОт. Первый операнд Я=2 поступает на первый дешифратор 2, с выхода которого поступает на третий вход второй группы входов второго шифратора 26, Операнд В через четвертый блок 4 элементов И (сигнал на выходе ИЛИ 33 присутствует) и первый блок 9 элементов ИЛИ через второй дешифратор 10 поступает на четвертый вход первой группы входов второго шифратора 26. В приемном регист" ре 11 будет записано число "10" сог 1 б Зб 844ласно табл. 4 (сигнал присутствуетна второмвходе пятого блока 28 эле"ментов И),Сигнал с выхода элемента ИЛИ 20поступает на вход элемента И 18, Им 5пульсы через открытые элементы 14 и15 запрета поступают на регистр 17 ина счетчик 12, Б момент совпадениясостояния регистра Н и счетчика 12(в счетчике содержится значение "10".)схема 13 сравнения формирует сигнал,закрывающий элементы 14 и 15 запретаи открывающий блок 1 б элементов И. Сос-.тояние регистра 17 будет следукщее:Соде р жанн е пер вых трех р аз рядоврегистра 17 и есть результат операции 20модульногомножения,Формула изобретенияустройство для сложения и вычитания чисел по модулю, содержащее пер вый и второй дешифраторы, вычитатель, приемный регистр, схему сравнения, счетчик, кОльцевой сдвигающий регистр, первый шифратор с первого по третьй блоки элементоь Н первый блок элемен-З 0 тов ИЛИ, первый и второй, элементы за-, прета, первый и второй элементы И, группу элементов ИЖ, первый элемент ИЛИ и элемент 115, причем первый информационнлй вход устройства соединен с35 входом первого дешифратора, второй информационный вход устройства соединен с первым входом первого блока элементов И и с входом вычитаемого выщтателя, вход умецьшаемого и выход которого соединены соответственно с входом задания модуля устройства и с первым входом второго блока элементов И, вход задания вычитания устройства соединен с вторым входом второго блока элементов И, выходы первого и второго блоков элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока элементов ИЛИ, выход которо го соединен с входомвторо го дешифратора, выходы приемного регистра и счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения, выход которой соединен с управляющими входами первого,и второго элементов запрета, с первым входом третьего блока элементов И, входы разрядов второго входа которого соединены соответственно с выходами 1 оудо+1 (в " величина модуля) млад ших разрядов кольцевого сдвигающего регистра, входы разрешения сдвига вправо и влево которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, тактовый вход устройства соединен с информационными входами первого и второго элементов запрета, выход второго элемента запрета соединен со счетным входом счетчика, выход первого элемента ИПЯ через элемент НЕ соединен с первым входом второго элемента И втоВ рой вход которого объединен с вторым. входом первого элемента И и соединен с выходом первого элемента запретаВ выход третьего блока элементов И является выходом устройства, выходы второго и первого дешифраторов соединены с входами соответственно первой и второй групп первого шифратора, выходы элементов ИЛИ группы соединены с входами соответствующих разрядов приемного регистра, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения результата операции модульного умножения, введены второй шифратор, второй и третий элементы ИЛИ, второй блок элементов ИЛИ, четвертый и пятый блоки элементов И, причем выходы второго и первого дешифраторов соединены с входами соответственно первой и второй групп второго шифратора, выходы первого и второго шифратора соединены с первыми входами соответственно четвертого и пятого блоков элементов И, выходы которых, соединены с первым и вторым входами второго блока элементов ИЛИ, входы задания сложения и вычитания устройства соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, входы задания сложения и умножения устройства соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого блока элементов И, выход третьего элемента ИЛИ и вход задания умножения устройства соединены с вторыми входами соответственно четвертого и пятого блоков элементов И, выходы разрядов второго блока элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами первого эле-мента ИЛИ и элементов ИЛИ группы.3- 3- 2- 1- 1- 3+ 1+ 2+ Э+ 2- О, 1+ 2+ 0 О. 3-32 3- 3 3- 4 3- 5 3- б 3 Составитель В. КлюевТехред, Л. Сердюкова Корректор М. Самборская редактор В. Бугренкова ЮВ аШЮюаютЗаказ 816 Тираж 399 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,01 0 1 2 Э 4 5 б 1+ 3+ 0 2+ 33- 1+ 2+ 1- О 2- 3+ 3+02+Э 21+ 3- 3- 3+ О 2- 1+ 0 2- 1- 2+ 2+ 3+ 1+ 1" 5 6 6 О 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 0 2- 2+ 3- 3- 2- 2- 1-,1+ 1+ 3+ Э+ 0 О О 5 6 3 5 1 4 6 3 4 2 2 3- 2+ 0 3+ + 2