Суммирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1234828 6 Е 749 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕТЕПЬСТВУ Н АВТОРСКОМ(57) Изоцифровойлью изоб сти Це -енина поВ.И.Лениоронов,быстродействия. Для достижения поставленной цели в устройство введеныпервый и второй блоки развертки,первая и вторая группы элементовЗАПРЕТ, блоки коммутации, группа элементов И, шины признака операций исоответствующие указанным блокамсвязи, Введение новых элементов исвязей позволило реализовать один из тво СССР 1976. о СССР 1979.ельс выполнения оптимальных алгоритмо операции суммирования г,р-кодах. 1 з.п, ф-л в избыточных 2 ил.(21) 380028 1/24-24 (22) 09.10.84 (46) 30.05,86, Бюп. (71) Харьковский ор технический институ (72) Н,А. Збродов, В.Н. Изотов и М,Г. (53) 681.325.5(088. (56) Авторское свид 11 559237, кл. С 06Авторское свидет Р 824200, кл. С 06 11 2 0дена Лт им.В.Г. ВРохман8)етельсР 7/50 1 ИРУ 1 ОЩЕЕ УСТР 011 СТВО бретение относится к обл вычислительной техники, ретения является повьппеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств папараллельного суммирования чисел,представленных в избыточных системахсчисления.Цель изобретения - повышение быстродействия,На фиг. 1 изображена Функциональная схема устройства; на фиг. 2Функциональная схема блока развертки.Устройство содержит вход 1 признака операции в двоичных кодах,вход 2 признака операции в (г,р)-кодах при одинаковых знаках операндов,вход 3 признака операции в (г,р)-кодах при разных знаках операндов, входы 4 первого операнда, входы 5 второго операнда, блоки 6 и 7 развертки,блок 8 нормализации, блок 9 параллельного суммирования, группу элементов ИЛИ 10, блок 11 контроля, блок12 определения окончания суммирования, блоки 13-15 коммутации, вход 16признака операции в двоичных кодахили в (г,р)-кодах при одинаковых знаках операндов, группу элементовИЛИ 17, группу элементов И 18, группы элементов ЗАПРЕТ 19 и 20, выходы1 и 22 результата, выход 23 признака окончания суммирования, выход 24признака ошибки.Блоки 6 и 7 развертки содержаттриггеры 25 с первого по и-й (и -разрядность операндов), элементыИ 26 с первого по и-й, элементыИЛИ 27 с первого по и-й, (и+1) элементов ИЛИ 28, информационные входы 29, выходы 30, управляющие вхоцы 31 и 32,Принцип работы суммирующего устройства заключается в следующем.Одному и тому же числу в избыточных (г, р) системах счисления г,р)СС) соответствует несколь ко Форм его записи.Например, в (2,1) СС весовые коэффициенты равны 24,13,7,4, 2, 1, 1, и число 20 может быть представлено как 0110000 или 0101110, или 0101011, Двоичную комбинацию в (г,р) СС называют нормальной, если в ней отсутствуют запрещенные группы единиц и нулей, а процесс приведения двоичной комбинации к нормальной Форме - нормализацией. При нормализации все двоичные комбинации видаА=О 11 должны быть свернуты 34828 2в эквивалентные им комбинацииА=1 00. Эта операция осуществляется блоком 8 нормализации и обозначается а-Т". Обратную операцию -замену двоичной комбинации видаА=О 1 00 эквивалентной скомбинацией А=О 0 1 1 называется операциейразвертки. Эта операция осуществляется блоками б и 7 развертки и обо значается знаком "сС- Т". При суммировании операндов, представленныхв (г,р) СС, с одинаковыми знакамина выходе группы элементов ИЛИ 10получаем частичную сумму С как ре зультат логического сложения операндов Аи ВРС = (А+В,)(АлВ ) = А мВ20 где А - нормализованный первый операнд;В - развернутый второй операнд,Рпоступающий из блока б развертки.25 На выходах разрядных переносовблока 9 параллельного суммированияполучаем остаток (слово переносов)как результат логического умножения30 Э=А лВАпгор 11 тм сложения двух операндовАи В можно сформулировать следующим образом.1. Выполнить поразрядное логическое сложение А ч В =С, и поразрядноелогическое умножение А л ВР=0 получив при этом результат сложения С,и остаток 01,2, Привести С, к нормальной форме(С, С 1,) и выполнить все возможныеоперации развертки над Р 1 (П - П ).1 1 Р3, Определить С =С ч 0 и Э =г 1 1 Р 2лС 1 -1 Р "4 Повторять пункты 2-4 для текущих С и Р до тех пор, пока остатокне окажется равным нулю.При суммировании операндов с разными знаками на выходах группы элементов ЗАПРЕТ 19 формируется результат У 1 как логические Функции отрицаУ =А ==ФВР=А л В,55 на выходах группы элементов ЗАПРЕТ 20 Формируется результат У , равный(результатсложения) С -1 Алгоритм сложения двух операндов А и В с разными знаками формируется следующим образом.1, Над исходными операндами А и В выполнить логические операции развертки получив при этом А А В В .Р Р2. Выполнить над операндами АР и ВР логические операции запрета А,=АРВР, В=ВР Ь Ар.10З.Повторять пункты 1 и 2 для промежуточных результатов до тех пор, пока один из них не окажется равным нулю.Работа устройства в классической системе счисления (в двоичных кодах - КСС) осуществляется по извест. - ному алгоритму Мерсера. При этом участвует блок 8 нормализации с блоком 14 коммутации, блок 6 развертки 20 с блоком 13 коммутации, блок 9 параллельного суммирования. На входы 1 и 16 подается единичный сигнал. В этом случае блок 6 развертки и блок 8 нормализации выполняют функции обыч ных регистров хранения и передачи значений операндов.При суммировании операндов, представленных в (г,р) СС, с одинаковыми знаками в работе участвуют блок 8 нормализации с блоком 14 коммутации, блок 6 развертки с блоком 13 комму 28 4тации, группа элементов ИЛИ 10,блок 9 параллельного суммирования,блок 11 контроля, блок 12 определения окончания суммирования, На входы2 и 16 подается единичный сигнал.(Поясним работу суммирующего устройства на следующем примере.Положим для определенности г=2, р=1, А= -12, В= -17, Весовые коэффициенты для этого случая будут равны ,=24,13,7,4,2,1,1. Перед началом суммирования исходные операнды А= 1.0011010= - 12 и В=1.0101000= - 17 помещаются соотвест - венно в блоке 8 нормализации и в блоке 6 развертки по асинхронным входам 4 и 5. В первом промежуточном цикле суммирования с выхода .группы элементов ИЛИ 10 получаем С=АнВ =1.0111111,. с первого выходов блока 9 параллельного суммирования получаем В,А=А л В,=1.0100000, причем С, записывается через блок 14 коммутации в блок 8 нормализации, а 0 записывается через блок 13 коммутации в блок 6 развертки. После этого начинается следующий промежуточный цикл суммирования. Обозначив знаковый разряд символом +, результаты работы устройства сведем в табл, 1.1234828 А АВ 1.01000000,Вр А АР=0.00010000 Таблица 2 А в О. 0 0 А,дАр Ьвр В,дВр ьА 0 1 дО. 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 А,1 р АдАр Ь В,1, В,дВ, Ь А,1, 0 О д 0 0 О 1. О 0 А 1 0 1 0 0 0о 1 О 1 1 1 1 О1 1 0 0 д О. в.,р 0 0 0 0 О О А дАдр ав В 5 дВгр а Ар 0 1. О О 1 0 0-21 При текущем Э=О на выходе блока12 формируется единичный сигнал .Единичное значение логическойфункции возбуждения Ж на выходе .блока 11 контроля будет Рассмотрим работу устройства при суммировании операндов с разными знаками и представленными в (т,р)-коде. В этом случае в работе участвуют блоки б и 7 развертки, группы элементов ЗАПРЕТ 19 и 20, блок 12 окончания суммирования, группа элементов ИЛИ 17, группа элементов И 18, блок 11 контроля.Пусть г=3, р=1, А= -51 =1.01101110, В=30=0.01000010, Для этого случая56 т 29 15842 1 1Перед началом суммирования исходные операнды В н А заносятся в блок 6 развертки по асинхронному входу блока 13 коммутации с входа 5 и в блок 7 развертки через блок 15 коммутации с входа 4. На вход 3 подается единичный сигнал. В первом промежуточном цикле суммирования на выходе блока 6 развертки получаем кодд м 56 29 А = - 51 " 1. , 0 1 В 30 О. 0В =0.0011110 1, на выходе блока 7развертки - код А=01101101. Послевыполнения логической операции отри 5 цания импликации на выходах группыэлементов ЗАПРЕТ 20 имеем код 1 О а на выходах группы элементов ЗАПРЕТ 19 Эти коды записываются соответственно в блоки 6 и 7 развертки. При (А р В )=0 на выходе блока 12 формиРруется сигнал окончания суммирования. Полученный результат (в данном примере результат формируется на выходах группы элементов ЗАПРЕТ 20) через группу элементов ИЛИ 17 поступает на входы группы элементов И и по единичному сигналу на выходе блока 12 передается на выход 22 устройства. Алгоритм работы устройства на всех промежуточных циклах суммирования чисел с разными знаками представлен в табл, 2. 15 В 4 2 1 1 1 О 1 1 1 0 -51 0 0 О О 1 Од 30 1 0 1 1 О 1 1 1 10 1 0 О О 0 0 0 0 0 0 0 О 0 О 0 11 1 1 1 0 0 0 0 О 0 0 1 О 0 0 0 0 0 0 0Формула и з обр е те ния 1. Суммирующее устройство, содержащее блок нормализации, блок параллельного суммирования, блок окончания суммирования, блок определенияокончания суммирования, блок контро -ля, причем выходы разрядных переносов блока параллельного суммирования соединены с первой группой входов блока определения окончания суммирования и с первой группой входовблока контроля, вторая группа входовкоторого соединена с выходами разрядных сумм блока параллельного суммировайия, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит первый ивторой блоки развертки, первую и 20вторую группы элементов ЗАПРЕТ,первую и вторую группы элементов ИЛИ,три блока коммутации, причем первыйи второй управляющие входы первогоблока коммутации соединены с входами 25признака операции в двоичных кодахили в (г,р)-кодах при одинаковыхзнаках операндов и признака операции в (г,р)-кодах при разных знакахоперандов устройства соответственно, 30упрвляющие входы второго блока коммутации соединены с входами признакаоперации в двоичных кодах и признакаоперации в (г,р)-кодах устройства соответственно, управляющие входы 35третьего блока коммутации соединеныс входом признака операции в (г,р)кодах при разных знаках операндовустройства, выходы первого и третьегоблоков коммутации подключены к информационным входам первого и второгоблоков развертки соответственно,выходы которых соединены с второйи третьей группами входов блока определения окончания суммирования соответственно, выходы первого блокаразвертки соединены соответственнос прямыми входами элементов ЗАПРЕТпервой группы и с инверсными входамиэлементов ЗАПРЕТ второй группы, выходы второго блока развертки соединены соответственно с инверснымивходами элементов ЗАПРЕТ первойгруппы и с прямыми входами элеменгов ЗАПРЕТ второй группы, первая иВторая группы информационных входовблока нормализации соединены с выходами второго блока коммутации ивходами первого операнда устройства,первая, вторая и третья группы информационных входов первого блока коммутации соединены соответственно с выходами разрядных переносов блока параллельного сумьжрования, выходамиэлементов ЗАПРЕТ второй группы и входами второго операнда устройства,первая .и вторая группы информационных входов второго блока коммутациисоединены соответственно с выходамиразрядных сумм блока параллельногосуммирования и выходами элементовИЛИ первой группы, первые и вторыевходы элементов ИЛИ первой группысоединены соответственно с выходамиразрядных сумм и разрядных переносовблока параллельного суммирования,входы которого соединены с выходамиблока нормализации и первого блокаразвертки, первая и вторая группыИнформационных входов третьего блока коммутации соединены с выходамиэлементов ЗАПРЕТ первой группы ивходами первого операнда устройства,входы элементов ИЛИ второй группысоединены соответственно с выходамиэлементов ЗАПРЕТ первой и второйгрупп, выходы элементов ИЛИ второйгруппы соединены с первыми входамисоответствующих элементов И группы,вторые входы которых соединены свыходом блока определения окончания суммирования, управляющий входблока нормализации соединен с входомпризнака операции в (г,р)-кодах приодинаковых знаках операндов устройства, управляющие входы первогоблока развертки соединены с входамипризнаков операции в (г,р)-кодах приодинаковых и разных знаках операндов устройства, управляющий вход второго блока развертки подключен квходу признака операции в (г,р)-кодах при разных знаках операндов устройства.ф2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок развертки содержит и триггеров, и элементов И и (и+1) элементов ИЛИ (и- разрядность операндов), причем прямой выход -го триггера (=1п) соединен с соответствующим выходом блбка, входы х-го элемента ИЛИ соединены с соответствующим информационным входом блока и выходами всех предыдущих элементов И, входы -го элемента И соединены с прямым выхо1234828 входами блока, выход .-го .лемецта И соединен с нулевым входом"го триг гера,единичный вход которого соедицец с выходом соответствующего элемента ИЛИ,Составитель В, БерезкиКопча Техред М,Хаданич 1 илипецк едакт Заказ 2986/ Тираж 671 ВНИИ 11 И Государственного к по делам изобретений и 3035 Москва, Ж, Раушск.; -о триггера, инверсными выхо,гцмп всех предыдущих триггеров ицыходом ,.+1)-го элемента ИЛИ, входы которого соединены с управляющими