Устройство для сложения —вычитания

патент: о .: о: -ч О П -О-"А Н И-Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ 402308 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 28.1 Ч.1971 ( 1649223/18-24) 1. Кл, 6 061 7/385 исоединением заявкиГасударственный камитеСовета Министров СССРпо делам изоаретенийи открытий ПриоритетОпубликовано 21,Х 1,1973, Бюллетень46 УДК 681,325,5(088,8) та опубликования описания 28.П 1.1974 Автор з обретения И. Карпух аявител УСТРОЙСТВО ДЛЕИЗБЫТОЧНОГОВ ДВОИЧНО СЛОЖЕНИЯ - ВЫЧИТАНИЯИЗБЫТОЧНОГО АРГУМЕНТОВСИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ Предложение относится к вычислительной технике.Известно устройство для сложения-вычитания неизбыточного и избыточного аргументов в двоичной системе счисления, содержа щее блоки формирования суммы и переноса, выполненные на логических элементах.Известное устройство обладает низким быстродействием.Предложенное устройство отличается тем, 10 что в нем каждый из блоков формирования суммы и переноса содержат две схемы формирования соответственно логического дополнения и действительного значения суммы и переноса, состоящих из трех элементов И, 15 и подключенных к их выходам элементов ИЛИ, связанных выходом с усилителеминвертором. Первые два входа первых элементов И каждой схемы формирования соединены с шинами логического дополнения 20 положительного и отрицательного значений избыточного аргумента. Третьи входы первых элементов И схем формирования дополнения суммы и переноса блоков формирования суммы и переноса соединены с шиной дей ствительного значения неизбыточного аргумента. Третьи входы первых элементов И схем формирования действительного значения суммы и переноса - с шиной логического дополнения неизбыточного аргумента, Пер вые входы вторых и третьих элементов И соединены с шинами действительных положительного и отрицательного значений избыточного аргумента соответственно. Другие входы второго и третьего элементов И схемы формирования дополнения суммы соединены с шинами логического дополнения неизбыточного аргумента. Другие входы второго и третьего элементов И схемы формирования действительного значения суммы - с шинами действительного значения неизбыточного аргумента. Другие входы второго и третьего элементов И схемы формирования дополнения переноса соединены с шиной действительного значения (при сложении) и шиной логического дополнения (при вычитании) управляющего сигнала соответственно. Другие входы второго и третьего элементов И схемы формирования действительного значения переноса соединены с шиной логического дополнения и шиной действительного значения управляющего сигнала соответственно. Выход инвертора схемы формирования дополнения суммы данного разряда и выход инвертора схемы формирования действигельпого значения переноса блока формирования переноса предшествующего разряда соединены с выходными шинами положительного значения суммы, Выход инвертора схемы формирования действительного значения сум407308 5=01010101П= 1001111 С = 101101001 = 231 30 40 Таблица 2 а числ 1=1 1 1=1 0 1 1 и т, д числа А, п оичной системе, в двоичной си ждом с-ом разр лицей 1,0,0 едставленного вчислом В, пред- теме с цифрами де задается слеСложениеобычной дв ставленным 1, О, 1 в к дующей таб 0,0 0 аблица 1 Сравнивчаем, чтосоответствчение сумьрации. Перзначениемс отрицатеформула п б; ас 0,0 1,1,1 ,0 О,таблицы сложеразряде (5 с), а с-го разряда в сложегде правая цифра элемента ния означает сумму в с-ом левая цифра - перенос и(с+1)-ый разряд (П;). Как следует из таблицы сумма всегдаимеет отрицательное значение или нуль, аперенос - положительное значение или нуль.Следовательно, окончательная сумма в с-ом5 разряде равна:С,=5,+П (1)Очевидно, что окончательная сумма можетпринимать три значения: 1, О, 1.10 При этом:С;+=5;П; 1 - положительная сумма в с-омразряде,С; - =5;Пс с - отрицательная сумма в с-омразряде, где согласно таб 15лице5 с = асо+ о / асо+ ,/ аса5,= а, 6+ О /асб+ /асб, (2)20с сПс=ао Ь Ч Ьс с Пример: А =10111010=18625 В = 11101111 =45 При вычитании аргумент А всегда уменьшаемое, а аргумент В - вычитаемое. Разность:35 С А В А+ ( В), (3)Отрицательное значение В получают поразрядным логическим дополнением.Например: в 1 = 101; в 11 = 1101 ит,д,При вычитании таблица 1 примет вид: ая таблицу 2 с таблицей 1, заме- сумма 5, при вычитании в точности ует сумме при сложении, т. е. знаы не зависит от выполняемой опеенос из столбца с положительным аргумента переместился в столбец льным значением. Следовательно, ереноса при вычитании:Пс=а,Ь+Ь; УЬ- (4) отличается от формулы перенос5 нии только последним членом.+В= 11101111155=01010101П = 1110001С= 10110111 = 141Устройство сложения-вычитания в двоичной системе счисления, в которой один аргумент представлен в обычной двоичной системе, а второй - в двоичной системе счисления с цифрами 1, О, 1 содержит в каждом разряде блок 1 формирования отрицательной суммы и блок 2 формирования положительного переноса, на входные шины 3 - 8 которых подаются выходные операнды а;, а;, Ьг, Ьг, Ьг, Ьг, соответственно, на выходных ч 0 шинах 9 и 10 представляются положительная сумма (5;П ), а на выходных шинах 11 и 12 - отрицательная сумма (5,П; г), По входным шинам 13 и 14 осуществляется управление операцией сложения (управляющий сигнал о) и вычитанием (управляющий сигнал о), соответственно.Блок 1 формирования отрицательной суммы состоит из элементов И 15 - 20, входы которых подключены к входным шинам 3 - 8,40 элементов ИЛИ 21 и 22, входами которых являются выходы элементов И 15 - 20, соответственно, и элементов НЕ 23 и 24 (усилителей-инверторов), входы которых подключены к выходам элементов ИЛИ 21 и 22, а выходы - к шинам.9 и 11 действительного значения суммы (5;) и логического дополнения (5;) соответственно.Блок 2 формирования положительного переноса состоит из элементов И 25 - 30, входы которых подключены к входным шинам 3 - 8, 13 и 14, элементов ИЛИ 31 и 32, входами которых являются выходы элементов И 25 - 30 соответственно и элементов 55 НЕ 33 и 34, входы которых подключены к выходам элементов ИЛИ 31 и 32, а выходы - к шинам 12 и 10 действительного значения переноса (П;) логического дополнения (П;) соответственно. 60Элементы И 15 - 17 (И 25 - 27) и элемент ИЛИ 21 (ИЛИ 31) образуют схему формирования логического дополнения; суммы (переноса), а элементы И 18 - 20 (И 28 - 30) и элемент ИЛИ 22 (ИЛИ 32) обра зуют схему формирования действительного значения суммы (переноса).Пусть входной операнд а; имеет действительное значение, т. е. на входную шину 3 устройства подается высокий положительный потенциал и на входную шину 4 - низкий потенциал, а операнд Ь; имеет нулевое значение, т. е. на входные шины 7 и 8 устройства подается высокий потенциал, а на входные шины 5 и 6 - низкий потенциал. В этом случае на входы элемента И 15 блока формирования отрицательной суммы поступят только высокие потенциалы и, следовательно, на выходной шине 9 низкий потенциал, а на выходной шине 11 - высокий, Аналогично, на входах элемента И 25 блока формирования положительного переноса будут только высокие потенциалы, на выходной шине 12 - низкий потенциал, а на выходной шине 10 - высокий.Аналогично, если на входную шину 3 подается низкий потенциал и на входную шину 4 - высокий, а на входную шину 5 (6) - высокий и на входную шину 7 (8) - низкий, то на выходной шине 9 - низкий потенциал.В этом случае, если на входную шину 13 устройства подан высокий потенциал (операция сложения), то на выходной шине 12 - низкий потенциал, а если высокий потенциал подан на входную шину 14 (операция вычитания), то на выходной шине 12 - высокий потенциал, а на выходной шине 10 - низкий,Предмет изобретенияУстройство для сложения-вычитания не- избыточного и избыточного аргументов в двоичной системе счисления, содержащее блоки формирования суммы и переноса, выполненные на логических элементах, отличаюигееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем каждый из блоков формирования суммы и переноса содержит две схемы формирования соответственно логического дополнения и действительного значения суммы и переноса, состоящих из трех элементов И и подключенных к их выходам элементов ИЛИ, связанных выходом с усилителем-инвертором, причем первые два входа первых элементов И каждой схемы формирования соединены с шинами логического дополнения положительного и отрицательного значений избыточного аргумента, третьи входы первых элементов И схем формирования дополнения суммы и переноса соединены с шиной действительного значения неизбыточпого аргумента, а третьи входы первых элементов И схем формирования действительного значения суммы и переноса - с шиной логического дополнения неизбыточного аргумента, первые входы второго и третьего элементов И соединены с шинами действительных положительного и отрицательного значений избыточного407308 Н тг "О 4 Г г 12 аргумента соответственно, другие входы второго и третьего элементов И схемы формирования дополнения суммы соединены с шинами логического дополнения неизбыточного аргумента, а другие входы второго и третьего элементов И схемы формирования действительного значения суммы - с шинами действительного значения неизбыточн ого аргумента, другие входы второго и третьего элементов И схемы формирования дополнения переноса соединены с шиной действительного значения (при сложении) и шиной логического дополнения (при вычитании) управляющего сигнала соответственно, другие входы второго и третьего элементов И схемы формирования действительного значения переноса соединены с шиной логического дополнения и шиной действительного значения управляющего сигнала соответственно, выход 5 инвертора схемы формирования дополнениясуммы данного разряда и выход инвертора схемы формирования действительного значения переноса предшествующего разряда соединены с выходными шинами положительного 10 значения суммы, а выход инвертора схемыформирования действительного значения суммы данного разряда и выход инвертора схемы формирования дополнения переноса предшествующего разряда соединены с выходны ми шинами отрицательного значения суммы.407308 б 7Фиг, г 4 д б 7 оФиг 7 Ф Составитель В. Церцек Техред Л, Богданова Редактор Е. Семанова Корректор Е. Михеева Заказ 667/11 Изд. Ио 2092 Тираж 647 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5