Устройство для сложения и вычитания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80119 4 В 4 С 06 Р 7/50 БРЕТЕН ЕЛЬСТВУ та операндов и узел формирования знака с результата, причем первая группаинформационных входов сумматора-вы читателя соединена с входами перво- . д го операнда устройства, выходы сумматора-вычитателя соединены с выходами устройства, узел анализа соотношения операндов знаков содержит д три элемента НЕ, первый, второй, тре- д тий и четвертый элементы И, первый и элемент ИЛИ, узел формирования зна- ч ка результата содержит элемент НЕ,. три элемента И и элемент ИЛИ, приэтом выходы первого и второго элементов НЕ узла анализа соотношения знаков операндов соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И узла анализа соотно- д щения знаков операндов, выходкоторого соединен с первымвходом первого элемента ИЛИузла анализа соотношения ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С(71) Винницкий политехнический инсти тут(56) Букреев И.Н. и др. Микроэлектронныесхемы цифровых устройств. М,: Советское радио, 1975, с.339- 341, рис.8.15, 8.16.Авторское свидетельство СССР У 842798, кл.С 06 Р 7/50, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДПЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ, содержащее сумматор-вычитатель и блок управления, включающий узел анализа соотношения знаков знаков операндов, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И .узла анализа соотношения знаков операндов, а выход соединен с первым входом первого элемента И узла формирования знака результата, выход элемента НЕ узла формирования знака результата подключен к первому входу второго элемента И узла формирования знака результата., выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ узла формирования знака результа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит регистр, в блок управления введен узел формирования сигналов синхронизации, содержащий генератор тактовых импульсов, двиговый регистр, элемент НЕ, элент И, элемент ИЛИ, в узел аналиа соотношения знаков операндов ввеены пятый и шестой элементы И, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем информационные входы регистра соединены с входами второго операна устройства, выходы регистра соеинены с первой и второй группами нформационных входов сумматора-выитателя, выход знакового разряда которого соединен с входом первого элемента НЕ и первыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И узла анализа соотноше- ния знаков операндов, выход знакового разряда регистра соединен с вхоом второго элемента НЕ, первым входом второго элемента И и вторыми входами четвертого и шестого элементов И узла анализа соотношения знаков операндов, вход кода опера1193664 ции устройства соединен с входомтретьего элемента НЕ, третьими входами первого и четвертого элементов И и вторым входом пятого элемента И узла анализа соотношения знаков операндов, второй и третий входы второго элемента И узла ана-,лиза соотношения знаков операндовсоединены с выходами первого и третьего элементов НЕ узла анализа соотношения знаков операндов соответственно, второй и третий входы третьегоэлемента И узла анализа соотношения знаков операндов соединены свыходами второго и третьего элементов НК узла анализа соотношениязнаков операндов соответственно,третьи входы пятого и шестого элементов И узла анализа соотношениязнаков операндов соединены с выходами второго и третьего элементов НКузла анализа соотношения знаковоперандов соответственно, выходытретьего и четвертого элементов Иузла анализа соотношения знаковоперандов соединены с входамк второго элемента ИЛИ узла анализа соотношения знаков операндов, выходыпятого и шестого элементов И узлаанализа соотношения знаков операндов соединены с входами третьегоэлемента ИЛИ узла соотношения знаков операндов, выходы первого и второго элементов ИЛИ узла соотношения знаков операндов соединены с входами четвертого элемента ИЛИ узла.анализа соотношениязнаков операндов, выход которогоподключен к входу признака записиинформации сумматора-вычитателя,выход заема старшего разряда которого соединен с входом элемента НЕи вторым входом первого элемента Иузла формирования знака результата,выход элемента НК узла формированиязнака результата соединен с первымвходом третьего элемента И узла формирования знака результата, выходы.втарого и третьего элементов ИЛИ узИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь ла анализа соотношения знаков операндов соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И узла формирования знака результатасоответственно, выходы первого итретьего элементов И узла формирования знака результата подключенысоответственно к второму и третьемувходам элемента ИЛИ узла формирования знака результата, выход которогосоединен с информационным входом знакового разряда сумматора-вычитателя, вход запуска устройства соединен с установочным входом сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации. выход первого рязряда которого соединен с первымвходом элемента ИЛИ узла формирования сигналов синхронизации, выходкоторого соединен с входом разрешения записи сумматора-вычитателя,выход второго разряда сдвигового регистра узла формирования сигналовсинхронизации соединен с входом раэрешения записи регистра, выход третьего разряда сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации соединен с входом разрешениясчитывания регистра и с вторым входом элемента ИЛИ узла формированиясигналов синхронизации, выход четвертого разряда сдвигового регистраузла формирования сигналов синхронизации соединен с входом разрешения записи знакового разряда сумма;тора-вычитателя, выход пятого разря-,да сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации соединен с входом разрешения считывания сумматора-вычитателя и с входом элемента НЕ узла формирования сигналов синхронизации, выход которого соединен с первым входом элемента И узла формирования сигналов синхронизации, второй вход и .выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и входом сдвига сдвигового регистра узла формирования сигналов синхронизации. эовано при построении оптоэлектронных арифметических устройств для1193664 5 10 15 20 25 30 35 элемента НЕ 43.3 сложения и вычитания десятичных чисел.1 Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.На фиг.1 представлена блок-схемаустройства для сложения и вычитания;на фиг.2 - структурная схема блока.управления.Устройство для сложения и вычитания содержит сумматор-вычитатель 1,регистр 2 и блок 3 управления. Знаковые разряды сумматора-вычитате 1 и регистра 2 связаны соответственно с входами 4 и 5 блока 3 управления, на вход 6 которого подается код операции с входа кода операции устройства. Выходы 7 и 8 блока Эуправления соединены соответственно с входами разрешения записи иразрешения считывания сумматоравычитателя 1, а выходы 9 и 10 - суправляющими входами разрешениязаписи и разрешения считывания .регйстра 2. Выход заема старшего разря,да сумматора-вычитателя 1 подключенк входу 11 блока 3 управления,вход 12 которого соединен с входомзапуска, а выход 13 соединен с информационным входом знакового разряда сумматора .вычитателя 1. Входы 14 регистра 2 соединены с входами второго операнда устройства, выходы. регистра 2 соединены с информационными входами 15 и 16 первойи второй групп сумматора-вычитателя 1. Выход 17 блока 3 управленияподключен к входу разрешения записизнакового разряда сумматора-вычитателя 1, а выход 18 - к входу признака записи информации сумматора+вычитателя 1, выходы 19 которогосоединены с выходами устройства.Блок 3 управления (фиг,2 Тсодер-,жит узел 20 анализа соотношениязнаков операндов, узел 21 формирования знака результата и узел 22формирования сигналов синхронизации.В узле 20 входы 4,5 и 6 блока 3управления соединены соответственно с входами элементов НЕ 23-25.Вход 4 блока 3 управления соединенс входами элементов И 26-29,вход 5 - с входами элементов И 27,29 и 30, вход 6 - с. входами элементов И 27, 28 и 31, Выход элемента НЕ 23 соединен с входами элемен-.тов И 30 и 31, выход элемента НЕ .24 с входами элементов И 26, 28 и 31,выход элемента НЕ 25 в . с входамиэлементов И 26, 29 и 30. Выходы элементов И 30 и 31 подключены к входамэлемента ИЛИ 32, выходы элементовИ 26 и 27 - к входам элемента ИЛИ 33,выходы элементов И 28 и 29 - к входам элемента ИЛИ 34 . Входы элемента ИЛИ 35 соединены с выходами элементов ИЛИ 32 и 33, а его выход является выходом 18 блока 3 управления.В узле 2 формирования знака результата вход 11 блока 3 управлениясоединен с входом элемента НЕ 36 ивходом элемента И 37, выход элемента НЕ 36 подключен к входам элементов И 38 и 39. Другие входы элементов И 37-39 соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ 32-34,а выходы - с входами элемента ИЛИ 40,выход которого является выходом 13блока 3 управления,Узел 22 формирования сигналовсинхронизации содержит генератор 41тактовых импульсов, сдвиговый ре.гистр 42 и элементы НЕ 43, И 44.,ИЛИ 45, причем вход 12 блока 3 управления соединен с установочным вхо-дом сдвигового регистра 42, выходыгенератора 41 и элемента НЕ 43 соединены с входами элемента И 44, выход которого подключен к входу сдвига сдвигового регистра 42, содержащего пять рязрядов. Выходы первого и третьего разрядов сдвиговогорегистра 42 соединены с входами элемента ИЛИ 45, выход которого является выходом 7 блока 3 управления,выходы второго, третьего, четвертого и пятого разрядов сдвигового регистра 42 являются выходами 9, 10,17 и 8 блока 3 управления соответственно, кроме того, выход пятого разряда регистра 42 соединен с входом Устройство работает следующимобразом.и В иачальныи момент, времени сумматор-вычитатель 1 и регистр 2 обну лены. Запись информации в сумматорвычитатель 1 выполняется при появлении управляющего сигнала на выходе 7 блока 3 управления; этот сигнал формируется при наличии сигнала запуска на входе 12 блока 3 управления.Затем выполняется запись второго операнда в регистр 2 по управляющему сигналу, поступающему с выхода 9дам 15, при равенстве управляющего сигнала Ч нулю разрешается эапись второго слагаемого по входам 15 и запрещение его записи повходам 16.В таблице не иснользованы четырекомбинации входных величин ЗнА,ЗнВ, КОП и Р как не имеющие смысла, поскольку при сложении двухоперандов неможет быть случая,когда Р=1, так как Р являетсясигналом заема.Блок 3 управления работает следующим образом,В начальном состоянии регистр 42находится в нулевом состоянии, Припоявлении на входе 12 единичногосигнала запуска происходит записьединицы в первый разряд регистра 42,что приводит к появлению единичногоуправляющего сигнала на выходе 7,разрешающего запись первого операнда А в сумматор-вычитатель 1. С приходом следующего синхроимпульса происходит сдвиг информации на одинразряд вправо в регистре 42; что приводит к появлению единичного управляющего сигнала на выходе 9, разрешающего запись второго операнда врегистр 2. В третий такт работы происходит установка в единичное состояние третьего разряда регистра 42,4что вызывает появление единичныхуправляющих сигналов на выходах357 и 10, которые разрешают считываниеинформации из регистра 2 и записьее в сумматор-вычитатель 1. К этомувремени на выходе 18 узла 20 сформирован сигнал Ч, разрешающий40запись информации в сумматор-вычитатель 1 по одной из его групп информационных входов 15 или 16, Появление единичного сигнала на выходе четвертого разряда регистра 42 разрешает запись в знаковый разряд сумматора-вычитателя 1 знака результата,поступающего с выхода 13 блока 3 управления. За пятый такт работы происходит формирование управляющего сигнала на выходе 8, разрешающего считывание результата из сумматоравычитателя 1. Одновременно с этим происходит запрещение поступления синхроимпульсов на вход регистра 42 и, таким образом, останов работыустройства. 5 1193664 Ьблока 3 управления. Запись информации в сумматор-вычитатель 1 и регистр 2 осуществляется по входам 15и 14 соответственно. С выходовзнаковых разрядов сумматора-вычитателя 1 и регистра 2 информации ознаках операндов по входам 4 и 5подается в блок 3 управления, навход 6 которого поступает код операции. Блок 3 управления формируетв соответствии с этим сигнал на выходе 18, разрешающий запись информации из регистра 2 в сумматор-вычитатель 1 по входам 16 при наличиисигналов одновременно на выходах7 и 10 блока 3 управления, управляющих записью информации в сумматор-вычитатель 1 и считыванием информации из регистра 2. При записив сумматор-вычитатель 1 второго сла"гаемого происходит параллельное суммирование операндов, если второеслагаемое поступает по входам 15,или параллельное вычитание, еслионо поступает по входам 16, По управляющему сигналу на выходе 17 блока 3 управления в знаковый разрядсумматора-вычитателя 1 осуществляется запись знака результата, поступающего с выхода 13 блока.3 управления. Считывание результата выполняется с выходов 19 сумматора-вычитателя 1 при наличии управляющегосигнала на выходе 8 блока 3 управления.Управляющий сигнал 1 на выходе18 блока 3 н знак результата формируется с помощью узлов 20 и 21блока 3 управления в соответствиис данными таблицы, в которой представлена зависимость сигналаизнака результата Зн Р )от комбинаций знаков операндов (Зн А, Зн В ),кода выполняемой .операции (КОП) исигнала заема старшего информационного разряда сумматора-вычитателя 1 (Рк ).Для ЗНА ЗиВ ЗнК и КОПположительный знак "+" кодируется нулем("0") а отрицательныйзнак Т-" ) - единицей ("1" ). Равенство управляющего сигнала ( единице означает разрешение записи вто.- рого слагаемого .в сумматор-вычита-,тель 1 по входам 16 и запрещение 55одновременной его записи по вхо"Патент", г. Ужгород, ул. Проектна вн Филиал 1193664 Фиг.Г