Устройство для сложения и вычитания с самоконтролем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 0 б Г ИСАНИ РЕТЕНИ истем авагностики,ие обласонтроля и оматического кель изобретении применения,я - расшир еУстройствов ИСКЛЮЧАЮЩ одержитЕ ИЛИ,руппу элемен умматор, два ния1972,модул вычетов, сравнени изирован 981,Уст ть оптр та иро про произвольными мо- С,бретени етов по модулю сумматор ормиров регист входы 1 по ель 11, и в льнои техник ЮсК роении овано при пос атического коЦель изобре емы автотроля и диагности ширение о не ов7 ти п рации сл вольными жени ыход числ иНа фи ая схемус содеры 27-31 вычита с сам нтролем; н рователя д а г. 2 - схема форния вычетов по м опола дулю три;атора по мема формир фиг. 3 - с три; на фи вычетов по ул ма с 4 -элемени выходы тел модулю во сод Устроисционных вх дов руп разрядов,ШЕЕ ИЛИ 3,вход 6 задства, форм умматория режи ател ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ С САМОКОНТРОЛЕМ тносится к вычислии может быть испольия за счет контголя опе-вычитания над произми. ображена функциональойства для сложения рижит группу информаход 2 контрольных ементов ИСКЛЮЧАЮ 4, регистр 5, ма работы устрой 7 дополнения вы 57) Изобретение относится к вычис ительной технике и может быть исльзовано при построенж егистра, сумматор порователь дополненияователь вычетов, блоойство позволяет кон рации сложения-вычивольными числами снаками. 4 ил,дулю К, регистр 9, ф ат 10 вычетов по модулю К р бло12 сравнения, синхро 3 ыходы 14-16.Формирователь дополнения вычет по модулю К для Н=З имеет входы 1 и 18, элементы И-ИЛИ 19 и 20 и в ы 21 и 22,Сумматор по модулю для К=З жит элементы И-ИЛИ 23-26, вход и выходы 32 и 33.Формирователь вычетов по модулю К для Н=З (одна ячейка) содержит ты И-ИЛИ 34 и 35, входы 36-39 40 и 41На вход 1 поочередно поступаю операнды Х и У. Их вычеты подают на вход 2. Через элементы ИСКЛЮЧ ИЛИ 3 операнды поступают на входы ;первого слагаемого сумматора 4. Сумобразуют обычный параллельный комбинационно-накапливающий сумматор, Если на вход 6 подается сигнал "О", текущее слагаемое проходит на входы сумматора 4 с входа 1 без изменения знака, Вход 6 соединен с входом младшего разряда сумматора 4 (вход Р ) и вторым входом элементов ИСКЛК"1 АЮЩЕЕ ИЛИ 3. Поэтому, если на вход 6 подан сигнал "1", дополнительный код числа, ,поданного на вход 1, поступает на входы сумматора 4 с обратным знаком. Вычеты операндов с входа 2 подаются на входы формирователя 7 дополнения вычетов. Формирователь 7 управляется по входу 6; если на входе 6 - "0", он пропускает вьгчет без изменения, если на входе 6 - "1", он формирует дополнение вычета Доп, Выч. Х=Б. - ,Выч, Х, где В. - модуль, по которому 1 осуществляется контроль; Вьтч, Х - вычет по модулю К от операнда Х.На входы сумматора 8 поступают вычеты из формирователя 7 дополнения вычетов и регистра 9. Сигнал с входа 6 подается на вход сумматора 8 с весом +1, Старший перенос Р, формируемый в сумматоре 4, поступает на вход сумматора 8 как Вьи. 2 , где и - числопФзначащих разрядов; 1 - знакомый раз- . ряд. В дальнейшем будем полагать и+1 четным, Формирователь 10 формирует вы-;ет числа, записанного в регистр 5. Сформированный вычет хранится в регистре 11. Вычеты из регистров 9 и 11 сравниваются блоком 12 сравнения. Запись в регистры 5 и 9 осуществляется сигналом С 1 с входа 13, запись в регистр 11 - сигналом С 2 с входа 13. 40 С выхода 14 считывается результат операции, с выхода 15 - вычет результата, с выхода 16 - сигнал неисправностиСумматор 8 представляет собой двухкаскадное логическое устройство, Первый каскад состоит из элементов И-ИЛИ 23 и 24, второй каскад - из элементов И-ИЛИ 25 и 26. Входы 27 (вес 2) и 28 (вес 1) сумматора соединяются с соответствующими выходами регистра 9. Входы 29 (вес 2) и 30 (вес 1) соединены с выходами формирователя 7 дополнения вычетов, Вход 6 (вес 1) явля 55 ется входом устройства, Вход 31 (вес 2) соединен с выходом Р сумматора 4, Результирующий вычет формируется на выходах 32 (вес 2) и 33 (вес 1), соединенных с входами регистра 9, Ячейка формирователя 10 строится на двух элементах И-ИЛИ 34 и 35, имеет четыревхода 36, 37 (вес 2) и 38, 39 (вес 1),На выходах 40 и 41 формируется текущий вычет, Входы младшей ячейки формирователя 10 подключаются к четыреммладшим разрядам регистра 5 (входы39, 37, 38 и 36 - соответственно к1, 2, 3, 4 разрядам регистра 5), Выходы 40 и 41 каждой младшей ячейкисоединяются с входами 37 и 39 соседней старшей ячейки, Входы 36 и 38 каждой ячейки соединяются с выходамиразрядов регистра 5 (вход 36 - с четными разрядами, входы 38 - с нечетными), Итоговый вычет считывается с выходов 40 и 41 старшей ячейки,Устройство работает следующим образом.Операции сложения- вычитания вустройстве выполняются в дополнительном коде по обычным алгоритмам;Ецп=Хпп+Уп (сложение);Е 2=2 п+инверсия Уп +1 (вычитание), Возникающие в старшем разряде переносы Р отбрасываются, Отсюда вытекают алгоритмы контроля операций.Для контроля операций сложения имеемВыч, (Еп) =(Выч. (Хп)+Вьтч, (Уп )++Выч. 2"Р (Доп, Йьтч. 2 щ) шой Ргде А п - дополнительный код числа А;Выч. А - вычет по модулю К числа А;Доп.Выч. А - дополнение Выч, А до В.или Доп. Выч. А=К - Выч.А;(Выч,А + Выч, В +) тпос 1 К - суммаберется по модулю К,При К=З и четном числе разрядовалгоритмы контроля упрощаются:Выч, (Еп) =(Выч. (Хп+Выч. (Уп )++1+2 Р ) тпой 3.В соответствии с приверженными алгоритмами и работает устройство,При выполнении операции сложения сигнал на входе 6 Р=О, На входы 1 и 2 подаются первый операнд Хп и его вычет, которые, не меняясь, проходят через блоки 3 и 7, сумматоры 4 и 8 и по сигналу С 1 записываются в регистры 5 .и 9, По завершении записи5 1 б 424на входы 1 и 2 подаются второй операнд У и его вычет, Операнд УиВыч. У, не меняясь, поступают навходы сумматоров 4 и 8, В сумматоре4 формируется сумма Х+ Возникающий перенос Р поступает на входыи+1сумматора 8 как число Доп. Выч. 2Сумма Е 1 д по сигналу С 1 записываетсяв регистр 5, контрольный вычет - врегистр 9 Формирователь 10 Формируетвычет результата, который по сигналуС 2 записывается в регистр 11, С выходов 14 и 15 считывается сумма и еевычет, с выхода блока 12 сравнения -сигнал неисправности,Аналогичным образом выполняется иоперация вычитания, с той лишь разницей, что Р=1, на входы сумматорапоступает инверсия Ур +1, на входы 20О. 1сумматора 8 - ЛопВыч, Ур+Выч 2Рассмотрим работу устройства приР=З.Пусть Х=1,0011101 Выч, Х П=1;Уи =О, 0001101 Выч, Ур =1, 251 001 1 101 Ху1,1110011 - инверсия Ур+1;1,0010000 - Е, Р =1, Выч,2О.У 30Имеем (1+2+1+2) той 3=0; 0=0,результат вереиПусть теперь из-за отказа не возник перенос в младшем разряде1,00111011,1110011 351, 0001110 - Х , Р =1; ВычЕь=1.Имеем (1+2+1+3) тпос 1 3 1, ОФ 1.Имел место сбойПредлагаемое устройство по сравне нию с устройством-прототипом, которое пригодно лишь для сложения положительных чисел и вычитания положительныхчисел, причем уменьшаемое долж.;о быть больше вычитаемого, обладает существенно большими возможностями: оно позволяет контролировать операции сложения-вычитания над произвольными числами с произвольными знаками,50Формула изобретенияУстройство для сложения и вычитания с самоконтролем, содержащее сумматор, сумматор по модулю К, три регистра, Формирователь вычетов по модулю К и 696блок сравнения, причем выходы первогои второго регистров соединены с первыми информационными входами сумматора и сумматора по модулю К соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения области применения устройства за счет контроляоперации сложения-вычитания над произвольными числами, в него введены группа элементов ИСКЛЮЧАЮ 11 ЕЕ ИЛИ и формирователь дополнения вычетов по модулюК, причем первые входы элементов ИСК 1 ПОЧАЛ 11 ЕЕ ИЛИ группы образуют группуинФормационных входов устройства, инФормационный вход формирователя дополнения вычетов по модулю К являетсявходом контрольных разрядов устройства, вторые входы элементов ИСКЛ 10 ЧАИГЕГ ИЛИ группы, вход задания режимаработы Формирователя дополнения вычетов по модулю К и входы переносасумматора и сумматора по модулю Кобъединены и подключены к входу задания режима работы устройства, выходыэлементов ИСКЛОЧАИЩЕЕ ИЛИ группы соединены с соответствующими разрядамивторого информационного входа сумматора, выход результата которого соединен с информационным входом первогорегистра, выход которого является ин-Формационным выходом устройства исоединен с информационным входом Формирователя вычетов по модулю К, выход которого соединен с. информационным входом третьего регистра, выходкоторого является выходом контрольных разрядов устройства и соединен спервым информационным входом блокасравнения, выход которого являетсявыходом неисправности устройства, выход Формирователя дополнения вычетовпо модулю К соединен с вторым информационным входом сумматора по модулюК, выход результата которого соединен с информационным входом второгорегистра, выход которого соединен свторым информационным входом блокасравнения, выход переноса сумматорасоединен с третьим информационным входом сумматора по модулю К, тактовыевходы первого и второго регистровподключены к первому тактовому входуустройства, тактовый вход третьегорегистра подключен к второму тактовому входу устройства, 16424 б 916 Заказ 1148ВНИИПИ Госуд писное НТ СССР твенн 1130 о изобретен35, Раушска о комите Москва м и открытия наб., д. 4/5 и оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,