Устройство для сложения чисел в избыточной системе счисления

Союз Советския СоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 763896(51)М, Кл,зС 06 Г 7/50 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(7 ) Заявитель Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ й ЧИСЕЛ В ИЗБЫТОЧНОИ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ Изобретение относится к цифровой вычислительной технике й может быть испоЛьзовано в вычислительных машинах, работающих в избыточной системе счисления.Известно устройство для сложения нескольких двоичных чисел 1, содержащее несколько рядов одноразрядных двоичных сумматоров в каждом из блоков суммирования. В данном устройстве производится сложение только в двоичной системе счисления, т.е-. это устройство не позволяет выполнить суммирование нескольких чисел в избыточной системе счисления. Известно устройство для сложения в избыточной системе счисления (,21, содержащее два комбинационных сум-матора, логические схемы,выработки положительного и отрицательного переносов и группу элементов ИЛИ.Недостатком данного устройства является то, что оно производит сложение только двух чисел. Для сложения нескольких чисел требуется значительное увеличение оборудования, Кроме того, это устройство позволяет суммировать только в системе счисления с нечетным основанием.Наиболее близким к предложенномуявляется устройство для сложенияИ чисел в избыточной системе счисления Я , содержащее в каждом иэ иразрядов два двоичных сумматора исумматор в избыточной системе счи О сления, в котором производится сложение нескольких чисел. Сумматорв двоичной избыточной системе счисления содержит четыре одноразрядных двоичных сумматора и два элемента запрета.Это устройство производит сложение чисел только в двоичной избыточной системе счисления. Цель изобретения - расширение 2 О функциональных воэможностейт.е.обеспечение суммирования чисел визбыточной системе счисления с произвольным основанием.Для достижения этой цели в каж дый.иэ и разрядов устройства, содержащий первый и второй двоичныесумматоры, первые группы входовкоторых соединены с М1 с шинами соответственно отрицательных и поло 3 п жительных значений соответствующе40 50 55 60 го разряда слагаемых (1 о 9 г. с2 1 о 9 р+1, где р - основание системы счисления), введен блок анализа. Выходы к младших разрядов двоичных сумматоров подключены к 21 входам блока анализа, а выходы остальных разрядов первого и второго двоичных сумматоров 1-го разряда устройства подключены к вторым группам входов соответственно первого и второго двоичных сумматоров следующего (1+1)-го разряда устройства. Выходы блока анализа соединены с отрицательными и положительными шинами результата.При суммировании чисел в избыточной системе счисления с основанием Р=2 блок анализа содержит 1-разрядный двоичный сумматор, две группы элементов И и элемент НЕ.Выход, переноса М-разрядного двоичного сумматора подключен к входу переноса первого разряда этого сумматора, к первым входам элементов И первой группы и через элемент НЕ к первым входам элементов И второй группы. Выходы элементов И первой и второй группы подключены к выходам блока анализа, а вторые входы - к выходу соответствующего разряда М-разрядного двоичного сумматора, входы которого соединены с входами блока анализа.При суммировании чисел в избыточной системе счисления с основанием 2"срс 2", блок анализа дополнительно. содержит первый и второй узлы коррекции, входы которых соединены с соответствующими входами блока анализа. Выходы переноса первого и второго узлов коррекции блока анализа 1-го разряда устройства соединены с входсм переноса первого разряда соответственно первого и второго двоичных сумматоров следующего (1+1)-го разряда устройства, а . выходы суммы первого и второго узлов коррекции соединены с соответствующими входами 1-разрядного сумматора блока анализа. Структурная схема устройства для сложения М чисел в избыточной системе счисления приведена на фиг. 1 Функциональная схема блока анализана фиг. 2.устройство содержит и разрядов, из которых на чертеже изображены 1-й разряд 1 и (+1)-й разряд 2, состоящие каждый из первого двоичного сумматора 3, второго двоичного сумматора 4 и блока анализа 5.Первая группа входов двоичного сумматора 3 соединена с М М шинами 6 отрицательных значений соответствующего разряда входных аргументов, а первая группа входов второго двоичного сумматора 4 соединена с ММ шинами 7 положительных значений со 5 10 15 20 25 30 ответствующего разряда входных аргументов.Выходы 1 младших разрядов двоичных сумматоров 3 и 4 соединены с 21 входами блока анализа 5, а выходы остальных разрядов первого и второго двоичных сумматоров 3 и 4 1-го разряда 1 устройства подключены к вторым группам входов соответственно первого и второго двоичных сумматоров 3 и 4 следующего (+1)-го разряда 2 устройства. Выходы блока анализа 5 соединены с выходными положительными 8 и отрицательными 9 шинами устройства.Блок анализа 5 каждого разряда устройства содержит к-разрядный двоичный сумматор 10, Е элементов И 11,элементов И 12 и элемент НЕ 13. При суммировании чисел в избыточной системе счисления с основанием 2 срс 2 блок анализа 5 дополнительно содержит первый узел коррекции 14 и второй узел коррекции 15.Входы блока анализа 5 при этом подключены к входам соответствующего узла коррекций, выходы которых подключены к входам соответствующего разряда 1-разрядного двоичного сумматора 10, а выход переноса сумматора 10 подключен к входу переноса первого разряда этого сумматора, к первым входам элементов И 11 и через элемент НЕ 13 - к первым входам элементов И 12.Вторые входы элементов И 11 и 12 подключены к выходу соответствующего разряда сумматора 10, а выходы к выходам блока анализа 5.Выходы переноса узлов коррекции 14 и 15 блока анализа.5 1-го разряда 1 устройства подключены к входу переноса первого разряда соответственно первого и второго двоичных сумматоров 3 и 4 следующего (1+1)-го разряда 2 устройства. При суммировании чисел в избыточной системЕ счисления с основанием р=2" входы блока анализа 5 непосредственно соединены с соответствующими входами разрядного сумматора 10. Устройство работает следующим образом.При поступлении входных аргументов по МфК шинам 6 и 7 в двоичных Сумматорах 3 и 4 образуется двоичный код суммы соответственно отрицательных и положительных цифр соответствующего разряда М входных аргументов, который суммируется с двоичным кодом состояния, поступающего со старших разрядов двоичных сумматоров 3 и 4 предыдущего (1-1)-го разряда устройства, и на выходах двоичных сумматоров 3 и 4 образуются соответственно отрицательная и положительная щ-разрядные двоичные суммы 5,; и 5; .763896 Иладаиеразрядов отрицательной Я и положительной 5, сумм с выходов к младших разрядов двоичных сумматоров 3 и 4 поступают в блок анализа 5, в котором двоичные разрядные положительное аф и отрицательное а, числа преобразуются в М-разрядное число Е, в избыточной системе счисления. При суммировании чисел в избыточной системе счисления с основанием =2 числа а; иМа не могут быть больше (р), поэтому преобразование сводится к суммированию числа а с числом а в обратном коде и анализу полученной суммы. 1При суммировании чисел в избыточной системе счисления с основанием 4 с-с 3 сс с рс 2 числа а;, и ас, может быть боль ше (р), поэтому блок анализа 5 1-го разряда 1 устройства должен вырабатывать сумму чисел ас и а иь перенос в старший (Ф 1)-й разряд 2 устройства. Узел коррекции 14, на выходах которого подается число а, вырабатывает отрицательный перенос Ь; и отрицательную сумму с2Ь =Оис=а, при ар Ь; =1 и с=а;+р при а,ър Узел коррекции 15, на входы которого подается число а;, вырабатывает положительный перейос Ьи положительную сумму с: 20 30 Разрядустройства с АА а ( В 01 00 00 010 000 10 00 10 00 2 01 00 00 00 00 11 10 00 00 00 10 00 010 010 10 10 00 00 0 00 01 001 100 01 00 01 00 1 00 00 100 001 00 01 00 01 1 ОО 00 001 000 01 00 01 00 1 00 10 01 00 10 00 ОО 00 2 3 4 5 2 3 О 1 2 1 2 1 0120 11102 50Таким образом, данное устройствопозволяет производить сложение Кчисел в избыточной системе счисленияс основанием Ррс 2", при этом каждыйразряд числа в избыточной системесчисления передается по 2 шинам,формула изобретения1. Устройство для сложения К чисел в избыточной системе счисления,содержащее в каждом из и раэря- бОдов первый и второй двоичные сумматоры, первые группы входов которыхсоединены соответственно с отрицательными и положительными шинамисоответствующего разряда входных б 5 Проверим результат сложения Ь; =О и с=а; при а,;р Ь+ =1 и с,=э; -р при асър Сумматор 10 имеет М разрядов, на входы которых поступают двоичные числа с, (или а; ) и с, (или а; ) .На выходах сумматора 10 образуется сумма 7, которая поступает на входы соответствующих элементов И 11 и 12, на другие входы которых поступает сигнал с выхода переноса сумматора 10. На входы элементов И 11 поступает прямой сигнал переноса, а на входы элементов И 12 инверсный сигнал через элемент НЕ 13. Соответственно на выходах элементов И 11 формируются положительные значения результата сложения Е;, которые поступают на положительные выходные шины 6 устройства в виде-разрядного двоичного числа, а на выходах элементов И 12 формируются отрицательные значения результата сложения 2, которые поступают на отрицательные выходные шины 9 устройства в обратном коде. Чтобы получить прямой код отрицательных значений результата, необходимо добавитьэлементов НЕ (не показаны).Пример сложения трех чиселА, В-"1 и С=0120, представленных цифрами 3, 2, 1, О, 1, 2, и 3 приведены в таблице (при 1=2 и р=4) . ойерандов, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, заключающегося в возможности суммирования чисел в избыточной системе счисленияс основанием р=2 , каждый из и раэрядов устройства содержит блок анализа, 2 М входов которого соединеныс выходами 1 младших разрядов двоичных сумматоров (1 од р(1 с 1 одр+1где р - основание системы счисления), выходы остальных (К-К) разрядов первого и второго двоичныхсумматоров 1-го разряда устройстваподключены к вторым группам входовсоответственно первого и второгодвоичных сумматоров следующего (1++1)-го разряда устройства, а к положительных и к отрицательных выходовблока анализа подключены к отрицательным и положительным шинам результата устройства соответственно.2. Устройство по п. 1, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что блок анализа содержит 1-разрядный двоичный сумматор, первую группу элементов И, вторую группу элементов И и элемент НЕ, причем входы М-разрядного двоичного сумматора соединены с соответствующими входами блока анализа, выход переноса 1-разрядного двоичного сумматора подключен к входу переноса первого разряда этого сумматора, к первым входам элементов И первой группы и через элемент НЕ- к первым входам элементов И второй группы, вторые входы элементов И каждой группы подключены к выходу соответствующего разряда сумматора, а выходы элементов И первой и второй групп подключены соответственно к положительным и отрицательным выходам блока анализа.3. Устройство по пп. 1, 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, заключающегося в возможности суммирования чисел в избыточной системе счисления с,основаК.1нием 2 ср с 2, блок анализа дополни"тельно содержит первый и второй уз- .лы коррекции, входы которых подключены к соответствующим входам блокаанализа, выходы суммы соединены с соответствующими входами -разрядногодвоичного сумматора, а выходы переноса первого и второго узлов коррекции блока анализа 1-го разряда устройства подключены к входу переносапервого разряда соответственно первого и второго двоичных сумматоров следующего (1+1)-го разряда устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство. СССР9 484513, кл. С 06 Г 7/38, 1975.2. Папернов А.А. Логические основы ЦВТ. М., фСов. радио", 1972,20 с. 187.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2537875, кл. 6 06 Р 7/385,1977 (прототип).Составитель Н.Слюсареская ТехредЖ.Кастелевич Редактор Т.ОЗаказ 6284 ент , г. ужгород, ул. Проектн 42 Тираж 751 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб ПП Пат