Арифметическое устройство

(22) Заявлено 1901.76(21) 231 б 582/18-24 заявки Ио присоединен 3) Приорите оеударстаенныйкомитет ссср по дедам изобретений и открытийбликовано 0505.79, Бюллетень Ио Дата опубликования описания 080 Авторызобретения л. и.В. Н нс Зайвител адиотехнический инстит- К 4) АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО к вычисли- найти при" нных вычисл назначенных ных операци ИзобретЕние относитс льной технике к может нение в специализиров льных устройствах пре я выполнения многосвя Пвида хв -11 - д -мтк кие устройствамашин 11)и 2).устройств сомматор, соот диненные,в предназнаько однойи деление. ны арифметичес вычислительных ждое из таких а регистра, су им образом сое этих устройст выполнения тол - умножение ил 20такизводзуяоднощегозави МЪ 1 проапов, испольв качестве для последую- и вычислении идас 1 д а с бЬюп Недостатками этих устройств явля ся ограниченность функциональных во можностей, т.е. исключено одновреме ное выполнение операций умножения и деления, каждое из устройств обраба тывает одновременно не более двух операндов (делимое и делитель, или множимое и множитель). Наиболее близким аналогом является арифметическое устройство,содержащее 3снача затем являющееся результат к ИзвестцифровыхТак ка держит дв ветствующ Каждое и .чено для операции в, В.А. Вирт и М,С. Лозови блок управления, регистр и сдвигающесуммирующий блок, причем выход блока управления соедийен с управляющими входами регистра и сдвигающе-суммирующего блока, информационный вход регистра и первый и второй информационные входы сдвигающе-суммирующего блока подключены к соответствующим входам устройства, выход регистра, а также первый и второй выходы сдвигающе-суммирующего блока подключены ко входам блока фправления 3),;Недостатком устройства является низкое быстродействие при вычислении к вычисление для Нится в несколько э редыдущий результа о из сомножителей вычисления, т.е. п имости, например,ла вычисляем В:фс 1 Ь д =-1 - затем д = Н.В общем случае количество выполнений соотношений (1) в (12) определяется разрядностью результата вычислений, т.е. если разрядность уст;ройства и, то 1=1,п. Выполнениемногосвязных операций представляетсобой .итЕрационный процесс, реализующий эанисимости (1) в (12) и состоит 15из однотипных шагов.Устройство работает следующим образом.В устройство через информационные входы подаются операнды -на вход 5 регистра 1 число Х 1, числаХ - Х+ подаются на информационныегвходы 7 сдвигающе-суммирующих блоков2, а У - У,11 на информационные входы бсдвигающе-суммирующих блоков 2. Внутри блока 2 каждый операнд поступаетн соответствующий сдвигающий регистр14 или 15 и сумматор 16 иги 17 одновременно. В регистрах 14 и 15 блоков2 на каждом итерационном шаге получается неличийа, соответственноПричем для первого шага Д - 1),значения К , в , ( принимаютсяравными едйнице (4), (8), (12), а:значения с(, , (,г ,с(, определяют 35ся одновременно соответствующимлсхемами сравнения 3 и подаются навход блока управления 4, н соответствии со значениями которых блокуправления 4 вырабатывает сигналы, 40поступающие параллельно на управляющие входы 10 сдвигающе-суммирующихблоков 2, в соответствии с которымисоответствующие сумматоры 16,17 внутри блоков 2 параллельно проводят операцию суммирования (или нычитания)содержимого сумматоров 16,17 и содержимого соответствующих регистров14,15, сдвинутого предварительно наодин разряд и поступающего по сигналублока управления 4 с выхода регистров 14,15 на входы соответствующихсумматоров 16,17 с сохранением значений этой информации в регистрах 14,15,На этом заканчивается первый шаг выОчислений.Второй шаг (1 - 2), как и все последующие, начинается с определениясхемами сравнения 3 значений с(, ,с 1 сщ которые для второгошаЬа (1 - 2) запишутся как с(,1, бОс(, ;, с . Соответствующие сигналй со схем сравнения 3 поступают вблок управления 4, в котором по сигналам, соответствующим значениямЧ. ., а, с учетом значений11 49 6я 1,осг,оЧ,11,о от предыдущего шага вычйслений вырабатываются э н ачени я4 ф ш,. ф Ч 1 (4), (8), (12) всоответствии с которыми в регистрах14,15 блоков 2 производится сдцигинФормацииимеющейся в них от предыдущего шага вычислений, и поступаетв соответствующие сумматоры 16,17блоков 2 для сложения (или вычитания) с содержимым сумматоров 16,17,полученным на предыдущем шаге вычислений, в зависимости от значенийЧ,Я,г 1, с,1. Второй шаг вычис 1,1лений закончен.,После выполнения последнего и-гошага вычислений в блоке 2 зафиксирован требуежй результат 2, которыйснимается с выхода 8 этого блока.Определение знака результата Е осуществляется блоком управления 4 путем анализа состояний знаковых разрядов регистра 1 и. сумматоров 16, 17,входящих в состав сднигающе-суммирующих блоков 2, значения которыхпоступают на вход блока управления 4с выхода регистра 1, выходов 8,13сдвигающе-суммирующих блоков 2 ивыработки знака Х логической схемой,входящей в состав блока управления 4,работающей на основании метода свертки по модулю 2. Причем, дополнительных временных затрат на определениезнака не требуется, Значение знаказаносится в знаковый разряд выходаустройства.В общем случае максимальная относительная погрешность вычислений напредлагаемом устройстве оцениваетсязависимостьюмд,Дщ, тх. =ггде,О - число операндов .Объем аппаратурных затрат определяется количеством информационныхвходов устройства.В тех случаях, когда количествооперандов меньше количества информационных входов устройства, нужнона оставшиеся входы подать единицы.Отсюда следует, что на устройстветакже можно проводить операциивозведения в степень, получения обратных величин,Время вычисления устройства определяется величинойТАИТ +ОТгде Т 8 - время одного сложения двухчисел;Т - время такта сдвига на одинСразряд;и - разрядность устройства.По сравнению с известными устройствами данное устройство имеет болеевысокое быстрОдействие при вычислЕНФормула изобретения 1. Арифметическое устройство, содержащее блок УПравления, регистр и сдвигающе-суммирующий блок, причем выход блока управления соединен с управляющими входами регистра и сдвигающе-суммирующего блока, информационный вход регистра и первый и второй информационные входы сдвигающе-суммирующего блока подключены к соответствующим входам устройства, выход регистра, а также первый и второй выходы сдвигающе-суммирующего блока подключены ко входам управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при вычислении значений 8 М МК 1".4(И - 2) сдвигающе-суммирующих блоков, (Б - 1) схемасравнения, причемуправляющие входы сдвигающе-суммирующих блоков соединены с выходом блокауправления, первые и вторые информационные входы сдвигающе-суммирующихблоков подключены к соответствующимвходам устройства, выход регистрасоединен с первым входом первой схемы сравнения, второй вход которойсоединен с первым выходом первогосдвигающе-суммирующего блока, первыйвход 1-й схемы сравнения (1=2,Ы - 1),подключен ко второму выходу 1-госдвигающе-суммирующего блока, а второй вход - к первому выходу (1 + 1)-госдвигающе-суммирующего блока, выход(И - 1)-го сдвигающе-суммирующегоблока подключен к выходу устройства,выходы схем сравнения, а также первые и вторые выходы сдвигающе-суммирующих блоков подключены ко входамблока управления.2. Арифметическое устройство по1 О п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что сдвигающе-суммирующий блок содержит регистрыи сумматоры, причемпервый информационный вход блокаподключен ко входу первого регистра ипервому входу первого сумматора, второй информационный вход блока подключен ко входу второго регистра ипервому входу второго сумматора, выходы первого и второго регистров подключены соответственно ко вторымвходам первого и второго сумматоров,выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока, управляющие входы сумматоров ирегистров подключены к управляющему25 входу блока.Источники информации, принятые вовнимание при зкспертизе,1. Каган Б.И. и др. Цифровые вычислительные машины и системы, И.,3 О Энергия, 1973, с. 329-348,2 Хетагуров Я.А. и др. ОсновыинженерногО проектирования УЦВМ,И., Сов,радио, 1972, с. 142,3. Авторское свидетельство СССРР 553 б 14, кл. С Об Г 7/38, 1974,аказ 2476 5 Филиал ППП 1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ь х Тираж 779 ЦНИИПИ Государстве по делам изобрете 035, Москва, Ж, Подписноеого комитета СССРй и открытийаушская наб., д. 4/5