Устройство для суммирования в избыточной системе счисления

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01290 Ь 11 4 С 06 Р 7 72 Й КОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИСУДАРСТ 8 ЕНН ДЕЛАМ ИЗОБ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О ВИДЕТЕЛЬСТВ ТОРСК О.В.Евстиг(71) Московский институт инженегражданской авиации2) В.Г,Евстигнеев и(54) УСТРОЙСТВОВ ИЗБЫТОЧНОЙ СИСТ(57) Изобретениелительной техникепользовано при повычислительных матродействия. Цель.8)детельство СССРГ 7/49, 1979.тельство СССР Р 7/49, 1984. ДЛЯ СУММИРОВАНИЯМЕ СЧИСЛЕНИЯ тносится к вычиси может быть истроении цифровых шин высокого бысизобретения - повышение быстродействия, Устройство содержит и сумматоров по модулю, каждый из которых содержит первый и второй дешифраторы двоичного кода в код один из Р. ( = 1,п), матричный сумматор по модулю, формирователь сигналов переноса первую групРпу из трех шифраторов по основанию Р , первый блок из ш групп по пять шифраторов по основаниям с Р по2 Р , второй блок из Е групп по девять шифраторов по основаниям с Р по Р ,первый мультиплек сор, первую группу из ш мультиплексоров, вторую группу из 1 мультиплексоров, блок местного управления и соответствующие связи. Это позволяет повысить быстродействие сумматора. 5 ил.1 129031Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении цифровых вычислительных машин высокого быстродействия5Цель изобретения - увеличениебыстродействия устройства.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для суммирования в избыточной системе счисления; 1 Она фиг, 2 - структурная схема шифраторов группы 12; на фиг. 3струкгурная схема шифраторов однойгруппы из ш групп шифраторов 13-1,15, 13-ш; на фиг. 4 - структурнаясхема шифраторов одной группы изгрупп шифраторов 14-1 14-Е;на фиг. 5 - Функциональная схемаблока местного управления,1 20 35Операция суммирования в избыточной г-й системе счисления выполняется по правилам У; ) - г гУстройство (фиг. 1) содержит первый и второй дешифраторы двоичного кода в код один из "Р " 1, и 2 сумматора по модулю Рпервый и второй дешифраторы "двоичного кода в код один из Р " 3 и 4 3-го сумматора (З = 1,в) по модулю Р., первой группы, первый и второй дешифраторы "двоичного кода в код один из Р " 5 и 6 1-го сумматора (1 т+ 1- 1, Ь) по модулю Р . второй группы, матричный сумматор 7 и по модулю Р матричный сумматор 8 по модулю Р , , матричный сумматор+9 по модулю Р , формирователь 10 сигналов переноса, блок 11 местного управления, первую группу шифраторов 12, группу шифраторов 1 З,группы из ш групп шифраторов 14, первый мультиплексор 15, мультиплексор 16 первой группы, мультиплексор 17 второй группы, входы 18 и 19 первого и второго операндов, выход 20 суммы устройства. Блоки местного управления содержат первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый элементы И 24 - 32, первый, второй, третий, четвертый пятый, шестой элементы ИЛИ 33 - 38, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой входы 39-44 блока местного управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый выходы 45-61 блока местного управления.В основу работы устройства положено следующее.В качестве основания избыточной системы счисления принята величина г " Р/ - 4, где Р =1 Р.; Р.4 основания СОК; М - количество оснований СОК, Это означает, что цифры г-й избыточной системы счисленияг/2, г/2-12 2 О 1 2, г 72-1, г/2кодируются кодом СОК по Ч основаниям в искусственной форме представления, когда в качестве нуля принята величина Р/2/. Положительные и отрицательные г-е цифры кодируются при этом в виде Р/ +Х Х = Р/ +1 ХШифраторы группы, шифраторы одной группы из ш групп шифраторов, шифраторы одной группы из К групп шифраторов (соответственно фиг. 2, фиг. 3, Фиг, 4) содержат первую,вторую и третью группы элементов ИЛИ 21.1, 21.2, 21.3, первую, вторую, третью, четвертую и пятую группы элементов ИЛИ 22.1, 22.2, 22,3, 22.4, 22.5, первую, вторую, третью, чегвертую, пятую, шестую, седьмую, восьмую и девятую группы элементов ИЛИ 23.1, 23.2, 23,3, 23,4, 23,5, 23.6, 23.7, 23.8, 23.9. 45Следовательно операция суммирования выполняется в два такта: в первом такте вычисляется поразрядная сумма и, и формируется вектор 50 переноса, во втором такте Формируется окончательное значение поразрядной суммы Б;. Обозначим Е = Х; + У;, тогда для величины Б в зависимости от значений г. , приходящих с младшего г-го разряда, и значений г Формируемых данным г-м разрядом, можно записать таблицу,%. э с+г+1 Е+1 Е - г+1 С=+1 формирователь 10 сигналов переноса может быть выполнен так, как впрототипе.Устройство работает следующим образом,Исходные операнды в избыточнойг-й системе счисления, представленные кодом СОК по Ч= в+1+1 основаниям в искусственной форме, поступают на дешифраторы (1-6-1 т.) двоично-го кода в код один из Р ( = 1,в++1+1), с выходов которых поступаютна входы соответствующих 3-ых матричных сумматоров по модулю Р (7-9-К). Результат сложения вида (Х; ++ У)(тпой Р ) = С (шой с Р) выходовсумматоров в коде один иэ Р " поступает на соответствующие входы формирователя 10 сигналов переноса и навходы соответствующих шифраторовкода " 1 из Р в двоичный код" (1214), с выходов которых в виде Е,Е+1, С - 1, Е+2, С, Е+г,Е-г,1+г - 1, 1+г+1, -г,6 Из таблицы видно, что блок 11 местного управления должен формировать девять управляющих сигналов, а сумматор по каждому иэ оснований СОК должен формировать девять различ ных значений суммы, одно из которых с помощью соответствующего управляющего сигнала с блока 11 местного управления будет передано на выход устройства. Однако получающаяся при этом избыточность аппаратуры (9 раз) может быть уменьшена соответствующим выбором оснований СОК.Блок 11 местного управления (фиг, 5) формирует управляющие сигналы на мультиплексоры в соответствии с таблицей. Девять элементов И с 24 по 32 на два входа формируют девять сигналов (девять клеток в таблице), которые либо поступают на выход (группа с 53 по 61), либо с помощью элементов ИЛИ (группа 33-35) и группа 36-38) объединяются, образуя группы 48-52 и 45-47.90314 4 г + 2 поступает на информационные входы соответствующих мультиплексоров (15- 17-1). Одновременно с шифраторами работают формирователь 10 сигналов переноса и блок 11 местного управления. Первый (10) формирует сигналы переноса Т. в старший г-й1разряд (-1, О, +1), а второй (11) на основе собственных сигналов переносас блока 10 и сигналов переноса т.;, с младшего г-го разряда формирует на своих выходах сигналы, управляющие выдачей на выходы мультиплексоров, (15-17-1) соответствующих результатов (см. табл.). 5 10 15 Формула изобретения Устройство для суммирования в избыточной системе счисления, содержащее группу из в матричных сумматоров по модулю Р, (3 =1,в,Р..ф , н основания системы остаточных классов ш - количество оснований системы остаточных классов для которых г 20 25 а 1 (вой Р.), где г ( Р/р,Р=ч:ГР., г - основания избыточной систе "мы счисления, Ч= в - количество оснований системы остаточных классов,= 1, Е, где К - количествооснований системы остаточных классов для которых г Ф 1 (вой Р ) иг(вод Р.), т пар дешифраторов кода "один из Р, " первой группы,411формирователь сигналов переноса, шгрупп шифраторов кода "один изР, , в двоичных код" по три шифра тора в каждой группе, причем перваяи вторая группы входов матричныхсумматоров группы соединены соответственно с группами выходов первого и второго дешифраторов кода "один 45 из Р соответствующей пары дешифраторов кода "один из Р. " пер".44 1вой группы, первый, второй, третийвыходы формирователя переноса являются соответственно выходами отрица тельного, нулевого и положительногопереноса устройства, а информационные входы формирователя сигналовпереноса первого по ш-й соединенысоответственно с выходами матричных 55 сумматоров по модулю Рс первого по ш-й, входы первых и вторых дешифраторов кода "один из Р, " каждой пары дешифраторов кода "одиниз Р., " первой группы соединены с+1)-й соответственно первого и второго операндов устройства по основаниюР отличающеесятем, что, с целью увеличения быстродействия, в устройство введеныв каждую группу из щ шифраторовкода "один из Р " по два шифратора кода "один из Р ", первый ивторой дешифраторы двоичного кодав код "один из Р" (где Р - основания системы остаточных классов длякоторых г д 0 (щод Р,), матричныйсумматор по модулю Р группа изтрех шифраторов кода "один из Р ", 15первый мультиплексор, блок местногоуправления, первая группа из щ мультиплексоров, 1 пар дешифратсров кода "один из Р " (где Роснования системы остаточных классов), группа из 1 с матричных сумматоров по модулю Р , , 1 групп,шиФраторов кода "один из Р" подевять шифраторов в каждой, втораягруппа иэ К мультиплексоров, причемвходы первого и нторого дешифраторовкода "один из Р " соединены с входа 1ми первых разрядов соответственнопервого и второго операндов устройства по основанию Р выходы первого З 0и второго дешифраторов кода "одиниз Р 11 соединены соответственно с1первой и второй группами входон матричного сумматора по модулю Р выход которого соединен с (щ+1)-м 35входом формирователя сигналов переноса и с входами шифраторов кода"один из Р, , выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого мультиплексора, 40выход которого является выходом результата устройства по модулю Гвыходы щ матричных сумматоров помодулю Р соединены с входами3+111 11шифраторов кода один из Р соответствующиз групп, выходы которыхсоединены с информационными входами соответствующих мультийлексоровпервой группы, выходы которых являются выходами, результата по модулю 50Р , входы разрядов с (щ+2)-го по(щ1)-й соответственно первогои второго операндов устройства соединены соответственно с входами первых и вторых дешифраторов кода "один 55из Р " соответствующей пары вто 1"111+1рой группы, группы выходов которыхсоединены соответственно с первой,4 6второй группой входов одноименных матричных сумматоров по модулю11 выходы которых соединены соответственно с входами формирователя сигнала переноса с (щ+2)-го по (щ+1+1) -й и с входами шифраторов кода 11 один из Р11 соответствующих групп, выходы которых соединены с информационными входами соответ. стнующих,мультиплексоров второй группы, выходы которых являются выходами результата устройства по модулю Р ,; у блок местного управления содержит девять элементов И, шесть элементов ИЛИ, причем первый информационный вход блока соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, второй информационный вход блока соединен с первыми входами четвертого, пятого и шестого элеМентов И, третий инФормационный вход блока соединен с первыми входами седьмого, восьмого7 девятогс элементов И, четвертый, пятый, шестой информационные нходы блока местного управления являются входами соответственно отрицательного, нулевого и положительного переноса из младшего г-го разрядаеРустройства, четвертый информационный вход блока местного управления соединен с вторыми входами третьего, четвертого и восьмого элементов И, пятый информационный вход блока местного управления соединен с вторыми входами второго, пятого и девятого элементов И, шестой информационный вход блока местного управления соединен с вторыми входами первого и седьмого элементов И, выход восьмого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ,второй вход которого соедйнен с выходом четвертого элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом девятого элеме:нта И и с первым входом треть. его элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И и первым входом четнертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И:н с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом шестого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И и третьФиа 2 им входом третьего элемента ИЛИ,третий вход первого элемента ИЛИсоединен с выходом третьего элемента И, выход седьмого элемента И соединен с третьими входами пятого и 5 .шестого элементов ИЛИ, выходы первого, пятогоф третьего элементовИЛИ блока местного управления соединены соответственно с входами разрешения выдачи ЕГ1, Е -1 первого мультиплексора, выходы шестого,четвертого, второго элементов ИЛИ,первого и восьмого элементов И соединены соответственно с входамиразрешения выдачи ЕЕ +1, Г - 1,15Е + 2, Р - 2 мультиплексоров первой группы выходы пятого, шестого,четвертого, второго, девятого, третьего, первого, восьмого, седьмогоэлементов И соединены соответственно с входами разрешения выдачи ЕЕ+1- 1, Е-г, Е+г, Е+ г - 1,Е+ г + 1, Е+ г - 2, Е+ г + 2 мультиплексоров второй группы, выходыотрицательного, нулевого и положительного переноса устройства соедииены соответственно с первым, вторым, третьим информационнымивходаМи блока местного управ