Вычитающее у тройство с контролем

%фф 1вр, ФНк е, Союз СоветскихСоцк апис ткческкхРеспублик(22) Заявлено 15.04.77 (21) 2476720/8-24 М. Кл.6 06 Г1/00 кис присоединением заГо ло делам кзобрет к аткрыткк 53) УДК 681 3210.79. Бюллетеньия описания 15,10.79 убликовано 0 та опубликова 2) Авторы изобретения В. Аникеев, В. И. Корнейчук, В. П. Тарасенко и Я. И. Торошенко Киевский ордена Ленина политехническии институт. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) ВЫЧИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С КОНТРОЛЕМ Известно вычитающее устройство, содержащее в каждом 1-ом разряде два полу- сумматора-вычитателя и элемент ИЛИ, выход переноса каждого 1-го разряда которого соединен со входом переноса ( + 1)-го разряда, причем каждый 1-й разряд содержит два полусумматора-вычитателя, и входы первого полусумматора-вычитателя соединены с шинами уменьшаемого и вычитземого, выход разности первого полусумматоравычнтателя соединен со входом уменьшаемого второго полусумматора вычитателя, вход вычитаемого которого соединен с выходом переноса элемента ИЛ И ( - 1) -го разряда вычитающего устройства, выход переноса второго полусумматора-вычитателя подключен к первому входу элеметгга ИЛИ, ко второму входу которого подключен выход переноса первого полусумматора-вычитателя 1.Недостатком известного вычит аюшего устройства является невозможность обнаружения многократных ошибок и большие аппзратурные затраты.Наиболее близким по технической сущности,к предлагаемому изобретению являет 2ся контролируемый п-разрядный сумматор, содержащий многовходовый элемент ИЛИ, а в каждом -м разряде - два полусумма- тора-вычитзтеля, элемент ИЛИ, три инвертора, элемент И, семивходовый пороговый элемент с весами входов, равными 1 и порогом срабатывания, равным 5, восьмивходовый пороговый элемент с. весами входов, равнымин порогом срабатывания, равным 4, причем выход переноса каждого 1-го разряда устройства соединен со входом переноса (1 + )-го разряда, входы первого полу., сумматора-вычнтателя каждого 1-го разряда соединены с шинами уменьшаемого и вычитаемого, выход равности первого полусуммзтора-вычитзтеля соединен со входом уменьшаемого второго полусумматора-вычитателя, вход вычитземого которого соединен с выходом переноса, выход разности второго полусумматорз-вычйтателя является выходом разности -го разряда вычитаюшего устройства, выход переноса .второго полу 2 с сумматора-вычитзтеля соединен с вторымвходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом переноса первого полусумматора-вычитателя, выход элемента3ИЛИ является выходом,.:. ецося 1-"о раз. ряля вычитяющего устроиствя, входи семи. вхолового порогового элемента соелинень;, соответственно: первый вход подключен к шкне обратного кола умецьшяемого, второй вход подключен к входу вычитаемого первого полусумматора-вычктателя, третий вход подключен к выходу переноса пе)свого полусумматоря-вычитателя, четвертый вхсд подключен ко входу разности второго полусум матора.вычитателя, пятый вход через инвер тор соединен с выходом разности первогс полусумматора-вычитателя, шестой вход через инвертор соединен с выходом церецоса второго полусуммятора-вычитяте,я, седьмой вхол соединен с шиной обратно с; оля. переноса, выход, семивхолового пг ;ого элемента соединен с одцим из : .;,ов многовхолового элемента ИЛИ, с другим еходом которого соединен выход восьмивхслового порогового элемента, я его входы соединены соответственно: первый вхол соединен с шиной обратного кода вычитяемого, второй вход соединен с входом умецьшяемого первого полусуммяторя-вычитателя, третий вход соединен с шиной обратного кода перецося, четвертый вход соединен с выходом перенося первого полусумматора-вычитателя, пятый вход соединен с выходом переноса второго полусуммятора-вычиателя, шестой вход соединен с шиной обратного кода разцости, сельмй вход соединен с вьхолом перенося элемента ИЛИ 121.Недостатками известного вычитя 1 ощего устройства является невозможность обнаружения многократных ошибок, когда четность ошибочного результата совпадает с четкостью истинного результата.Цель изобретенияповышение достоверности контроля и обнаружения многократных ошибок в работе вычитающего устройства.Поставленная цель достигается тем, что восьмой вход восьмивхбдового порогсвого элемента соединен с выходом элемента И, один из входов которого соединен с четвертым входом восьмивхолового порогового элемента, с выходной шиной переноса первого полусуммяторя-вьчитателя, второй вход элемецта И через инвертор соединен с шиной выхола разности второго полусум. м а тора-вычит ател я.На чертеже дана структурная схема уст. ройства.Вычитающее устройство состоит из полу сумматоров-вычитателей 1 и 2, элемецта ИЛ И 3, и иверторов 4 -- 6, восьми вхолового порогового элемента 7 с весями входов, рав 4ными 1, и порогом срабатывания,равным 4 сем и в холов ого порогового элеме нт я 8 с ве сами входов, равными 1 ц порогом сраба. тывания, равным 5, лвухвходового элемеша И 9, 2 п-входового элемента ИЛИ 1 О. Вхолы полусуммятора-вычитателя 1 соединены с шинами соответствующих разрядов уменыпаемого а и вычитаемого Ь 1,выход разности Р полусумматора-вычитателя 1 соелицен со входом уменьшаемогополусумматора-вычитателя 2, вход переносакоторого соелинец с выходом переноса 0 4элемента ИЛИ 3 (1 - 1)-го разряда вычи;тающего устройства. Выход переноса 0полусумматора-вычитателя 2 соединен с пер.вым входом элемента ИЛИ 3, ко второмуIвходу которого подключен перенос 01 полусуммятора-вычитателя 1. Выход разностиполусумматора-вычитатсля 2 Й; к выхоц элемента ИЛИ 301 явля 1 отся выходами соответственно разности к перекоса 1.го разряда28вычитающего устройства. Входы пороговогоэлемента 7 подключены ко входу прямогокода умецыцаемого а;, к шинам входов обратных кодов вычитаемого Ь; и перенося 01,11 -- 1)-го разряда, к выходам переносов 0,полусумматора-вычитателя 2, и 0; полу 25 сумматора-вычитателя 1 к шине выхода обратного кола разности Р полусумматоравычитателя 2, к выходу переноса элементаИЛИ 301, к выходу лвухвходового элементазв И 9, входы которого подключены через инФвертор 6 к выходу разности К 1 полусумматора-вычитателя 1 и к выходу переноса 01полусумматоря-вьчитателя 1, Входы порогового элемента 8 подключены к шине входаобратного кола уменьшаемого а 1, к прямымвходам вычитаемого Ь 1 и переноса 0 .д (1 - 1) -го разряда, через инверторы 4, 5к выходам соответственно переноса 0," полусумматора-вычитателя 1, переноса 0"1 полусумматора-вычитателя 2, к выходу обратногокодяГпереноса 0; 1-го разряда, и выходуразности полусумматора-вычитятел я 2 К,выходы пороговых элементов всех разрядовподключены ко входам 2 п-входового элемента ИЛИ О, выход которого являет. "-,контрольным выходом вычитающего устройства.Устройство работает следующим образом.Входы пороговых элементов 7 и 8 подключены таким образом, что при появленииошибки на любой из шиц Й 1, 01; 01, Й;,0;сумма входных сигналов одного из пороговых элементов становится равной, либо превышает его порог срабатывания и на выходеэтого порогового элемента появляется сигнал ошибки,б 9048 445/ Элемент ИЛИЮ фььфан 1 ъ Сьз фЮл с 8 ход 173 100///1 ООО Р 7 7 О//ОО//О 7 0 //011/О 0///О//1 4 К,Г 01/40010 О //а/д/д ОО/ Ю 7 7 О/00///О8 /О/1/1//ОО/О/ В таблице указаны возможные ошибки в работе вцчитающего устройства при появлении неисправности на одном из выходов 1-го разряда вычитающего устройства. В графе неисправность указывается вывод, на котором в результате неисправности появился ложный сигнал (О вместо 1 иливместо О). В графе ПЭ (пороговый элемент) указан номер срабатывающего порогового элемента. В графе Вход ПЭ указаны сигналы Р - Рв, поступающие на входы соответствующих пороговых элементов. Для порогового элемента 7 выход Р является входом прямого кода уменьшаемого а, Рв и Рв - шины выходов обратных кодов вычитаемого Ь и переноса Р 1-1 ( - 1) гт разряда. р и рв - выходы переносов В полусумматора-вычитателя 1, Ов, полу- сумматора-вцчитателя 2, рв - шина выхода обратного кода разности К 1-го разряда вцчитающего устройства, ру - выход переноса 03, рв - выход двухвходового элемента И, входы которого подключены к шине выхода обратного кода разности К; 1-го разряда вычитающего устройства и к выходу переноса В полусумматора-вычитателя Для порогового элемента 8 вход р является шиной обратного кола уменьшаемого а;, р 35 вб 5 и р, - входы соответственно вычитаемого Ь; и переноса 1 - 1)-го разряда 01- р, - выход разности К 1-го разряда вычитаю- щего устройства р- рв - соответственноФинверсные выходи переносов В полусумматорд-вычитдтеля 1. Б; полусумматора-вычнтдтсля 2, рт - - шины выхода обратного кола переноса В 1-го разряда вычитдющего устройства. В графе Е р; указана сумма входных сигналов с учетом весов входов срдбдтынаюц 1 их пороговых элементов.Для примсрд рассмотрим работу вычитающего устройства на входном наборе а := 1, Ь, = О, О 1 = О. При отсутствии неисправности на пороговый элемент 8 поступает код 000111, поодзрядная сумма которого с учетом весов порогового элемента равна 4 и меньше порога срабатывания порогового элемента 8, равного 4, на пороговый элемент 7 поступает кол 11100000, поразрялная сум. мд которого с учетом весов входов порого- вогЬ элемента 7 меньше, чем его порог срабатывания, равный 5. На выходах порого вых элементов будут нулевые сигналы. Прн появлении ошибок. например на выхоле Й, на входах порогового элемента 7 будет код 110000 и нд выходе порогового элемента 7 появится сигнал ошибки. Схема построенаТя К, ЧТО РГЛИ ОшибК 22 Р йб 2 ярУЖИВРТ Пгро 2 Хв 22 элемснт 7, то РР обцаружцт пороговый элемет 8. Из таблицы видно, что В предггагяг мом устройстве обнаруживаются все одицоч 22 ье огцибки, Вызваццые цеисправнос. тими и любом количестве разрядов, двойные ошибки, вызванные 22 еисправгостями з любом количестве разрядов, а также двойные ошибки, вызванные неисправностью в сдном из пол усумматоров-вычцтятелей разряда вычитающего устройства. Число логических уровней, через которые проходит сигнал от Входа к выходу в схеме контроля предлагаемого вычитающего устройства, равно трем (инвертор - пороговый элеме.гт - схема ИЛИ).Предлагаемое вычитаюгцее устройство служит для обнаружения мцог лгрятных ошибок.Форлгула изоб 2 етег.гггяБ гчитакщее устройство с контролем, содержащее многовходовый элемент ИЛИ, я В каждом 2-м разряде двя полусумматоравычитятеля, элемент ИЛИ, три инвертора.элемент И, семивходовый пороговый элеменг с весами входов, равными - 1 и порогом срабатывания 5, восьмивходовый пороговый элемент с весами Входов, равными 1 и порогом срабатывания - 4, и мцогг)входовый элемент ИЛИ, причем вход переноса каждого .го разряда устройства соединен со входом переноса ( + 1)-го разряда, входы первого полус умматора-вычит ател я каждого 2-го разряда соединены с шинами умень.шаемого и вьгчитаемого, выход разности первого нолусумматора-вычитателя соединен со входом уменьшаемого Второго полусумма- тора-вычитателя, вход Вычитаемого которого соединен с выходом переноса, выход разности второго полусумматора-вычитателя является выходом разности 2-го разряда вычитагощего устройства, выход переноса второго полусумматора вычитятеля соединен с Вторым входом элеггентя ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом переноса первого полусумматора-вьгчитателя, выход элемецта ИЛИ является вьгходом переноса 2.го разряда вычитяюцгего устройства, Входы сехгивхгдового порогового элелгецта соедицеиь соответственно: первый Вход подклк 2- чен к шине обратного кода умеггьшяемого, ВТОРОЙ ВХОД ПОДКЛЮЧЕН К ВХОДУ ВЫЧИТдЕМОГО первого пол усум матора -выч и гателя, третий 5вход подклочен к выходу переноса первого полусумматора-вычитателя и ко входу второго полусумматора.вычитателя, четвертый вход подключен ко входу разности второго полусумматора-вычитателя, пятый вход через инвертор соединен с выходом разности первого полусумматора, шестой Вход через инвертор соединен с выходом переноса второго полусумматора-вычитателя, седьмой вход соединен с шиной обратного кода переноса, выход семивходового порогового элемента соединен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ, с другим входом которого соединен вьход восьмивходового порогового элемента, я его входы соединеньг соответственно: первый вход соединен с ши ной обратного кода вычитаемого, второй вход соединен с входом уменьшаемого первого полусумматора-вычитателя, третий вход соединен с шиной обратного кода переноса, четвертый вход соединен с выходом переноса первого полусумматоря-вычитателя, пятый вход соединен с выходом переноса второго полусумматора-вычитателя, шестой вход соединен с шиной обратного кода разности, седьмой вход соединен с выходом переноса элемента ИЛИ, отличагоиееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля и обнаружения многократных ошибок, ВОСЬМой ВХОД ВОСЬМИ 23 ХОДОВОГО ПороГОВОГО элемента соединен с выходом элемента И, один из вхоов которого соединен с четвертым входом восьмивходового порогового элемента, с выходной шиной переноса первого полусумматора-вычитателя, второй вход элемента И через инвертор соединен с шиной выхода разности второго полусумматора-вычитателя.4 О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Карцев М, А. Арифметика цифровыхмашин. М., Наука, 1969,2. Авторское свидетельство СССР500527, кл. С 06 Г 1200, 1976.69048льныйСоставитель М. Быкова редактор В. Февдмав Текред О. Луговав Корректор А. Грвттевво Зевав бМ 7/4 Твразк 7 ЭФ Подввс иве ЦН И И ПИ Государствеаиого комитета СССРво делам изобретевяй и открытий113036, Москва, Ж - 33, Раушская иаб., д. ЮбФилиал ППП Патент, г, Уагород, ул. Проектная, 4