Устройство для сложения операндов с плавающей точкой с контролем

СО ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРУ 885994, кл. С 06 Р 7/38, 1979.Процессор ЕС 2366. Техническоеописание, ч. З.М., 1983, с. 21, 154(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ ОПЕРАНДОВ С ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ С КОНТРОЛЕМ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в контролируемых устройствах для сложения чисел с различнымипорядками. Целью изобретения является повьппение эффективности контроля.Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее блокисвертки по модулю три, вычитатель,сдвигатель, сумматор по модулю три,позиционный сумматор и коммутаторы,содержит мультиплексоры, сумматорыпо модулю два, сдвигатель и элементИ с соответствующими связями. 1 ил, 1 13108Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в контролируемых устройствахдля сложения чисел с различнымипорядками,51 ель изобретения - повышение эффективности контроля.На чертеже представлена схемаустройства для сложения операндов сплавающей точкой с контролем. 1 ОУстройство для сложения операндовс плавающей точкой с контролем содержит входы 1 и 2 мантисс первогои второго операндов устройства, первый и второй блоки 3 и 4 свертки по 15модулю три, вычитатель 5, входы 6и 7 контрольных кодов первого и второго операндов устройства, первыйсдвигатель 8, первый - пятый мультиплексоры 9-13, первый и второй сум Оматоры 14 и 15 по модулю два, второйсдвигатель 16, шестой мультиплексор17, сумматоры 18-21 по модулю двас третьего по шестой соответственно,элемент И 22, сумматор 23 по модулю 25три, позиционный сумматор 24, третийблок 25 свертки по модулю три, седьмой и восьмой сумматоры 26 и 27 помодулю два, первый и второй кбммутаторы 28 и 29, входы 30 и 31 порядков 30первого и второго операндов.устройства, выход 32 результата устройстваи выход 33 ошибки устройства,Устройство для сложения операндовс плавающей точкой с контролем работает следующим образом.В начальный момент времени черезвходы 1 и 2 устройства заносятсямантиссы чисел А и В соответственно,Они представлены в обратном коде и 4 рсодержат разряды с 1-го по 8-й знаковый, 1-е разряды - младшие. Через.входы 6 и 7 устройства заносятся коды остатков по модулю три чисел Аи В, являющиеся контрольными кодамиэтих чисел. Через входы 30 и 31 устройства на входы вычитателя 5 поступают коды порядков чисел В и А.Вычитатель 5 определяет разностьпорядков в дополнительном коде (вычи Отается порядок числа А), Эта разностьопределяет величину сдвига мантиссчисел А и В с целью выравнивания ихпорядков, Знак разности ЗнР определяет, какая из мантисс чисел А илиВ должна быть сдвинута, В случае ЗнР==0 дополнительный код разности совпадает с прямым кодом, а меньшим порядком обладает число А,поэтому его ман 26 2тисса должна быть сдвинута влево.Код разности (без знака) поступает на вход величины .сдвига первого сдвигателя 8, на информационный вход которого подается мантисса числа А, Первый сдвигатель 8 осуществляет сдвиг на величину, определяемую прямым кодом разности порядков (высвобождаемые позиции заполняются значениями знакового разряда).В случае ЗнР=1 меньшим порядком обладает число В, мантисса которого для сдвига влево поступает с входа 2 на информационный вход второго сдвигателя 16, Для выравнивания порядков мантиссу числа В необходимо сдвинуть на величину прямого кода разности порядков, В этом случае прямой код отличается от дополнительного и равен его инверсии, увеличенной на единицу младшего разряда, Поэтому код разности порядков (без знака) поступает с выхода вычитателя 5 на инверсный вход величины сдвига второго сдвигателя 16, а с его выхода снимается мантисса числа В,сдвинутая влево на одну позицию меньше требуемого (высвобождаемые позиции заполняются значениеми знакового разряда). Мантиссы чисел А и В до и после сдвига, снимаемые соответственно с входов 1 и 2, с выхода сдвигателя 8 поступают соответственно на первый и второй информационные входы коммутатора 28, на второй информационный вход коммутатора 29, на первый информационный вход которого поступает информация с выхода сдвигателя 16 со сдвигом влево на один разряд и распространением знака, На управляющие входы коммутаторов 28 и 29 поступает значение знака разности с выхода вычитателя 5. Полученные величины суммируются на позиционном сумматоре 24, с выхода которого мантисса результата поступает на выход 32 устройства.Контроль описанных выше действий выполняется следующим образом. Контрольный код по модулю три содержит минимально два разряда; первый или нечетный (т.е. стоящий на нечетной позиции) и второй или нечетный (т,е. стоящий на четной позиции). Нечетный разряд имеет вес 2 или 1, а четный разряд - вес 2 или, что то же самое по модулю три, -1. Аналогичные веса по модулю три имеют и нечет 3 13108 ные, и четные разряды двоичногя числа.Таким образом, остаток от деления двоичного числа на три, т.е. его контрольный код, может быть определен как сумма единичных нечетных разрядов, взятых со знаком плюс и единичных четных разрядов со знаком "минус". В такой сумме пара рядом стоящих единичных (или имеющих одинаковые значе-,. 10 ния) разрядов взаимно компенсирует свои значения. Следовательно, контрольный код заполняемой части равен нулю при сдвиге на четное количество позиций и равен единице в против ,ном случае. Поскольку при сдвиге числа веса его разрядов изменяются, то определяемые контрольные коды первоначально вычисляются относительновесов числа до сдвига.гоЧетырехразрядный контрольный код отбрасываемых разрядов, дополненный для вариантов сдвига на нечетное количество позиций значениями знаков чисел (т.евключающий в себя контрольный код заполняемой части числа), составлен разрядами-функци ями Е,Г ,Й и 1 с весами по модулю три -1, 1, -1 и 1 соответственно.Функция Греализуется в устройстве мультиплексором 13, на информационные входы которого с нулевого по седьмой поступают соответственно первый разряд числа А, трижды первый разряд О кода с выхода первого блока 3 свертки по модулю три, трижды первый разряд Я 1 кода с выхода второго блока 4 свертки по модулю три и первый разряд числа В;81 и 82 - первый и второй разряды 40 результата свертки по модулю три шести младших разрядов числа А: 8281= =/А/6,5,4,3,2,1//шос 1 3, аналогично (РО 1 =/В/ 6,5,4,3,2, 1//шоа 3.функцияреализуется в устройст 2ве четвертым мультиплексором 12, на информационные входы которого, с нулевого по седьмой, поступают соответственно второй разряд числа А, трижды второй разряд 82 кода с выхо О ,ца первого блока 3 свертки по модулю три, трижды второй разряд Я 2 кода с выхода второго блока 4 свертки по модулю три и второй разряд числа В.На управляющие входы четвертого и пятого мультиплексоров 12 и 13 поступают три старших разряда разности порядков: ЗнР, 4 Р и ЗР, с выхода вычитателя 5. 264Функция 1 реализуется в устройстве третьим мультиплексором 11, на информационные входы которого, с нулевого по пятнадцатый, поступают со ответственно второй, третий, шестой и пять раз седьмой разряды числа А, пять раз седьмой и по одному разу шестой, третий и второй разряды числа В, На управляющие входы третьегомультиплексора 11 поступают четыре старших разряда разности порядков: ЗнР, 4 Р, ЗР и 2 Р.Функция д может быть представлена через функции Г и 1 , являющиеся ее частными случаями, которыереализуются первым и вторым мультиплексорами 9 и 10, на информационные входы которых, с нулевого потретий, поступают соответственнопервый, третий, пятый и седьмойразряды числа А и восьмой, шестой,четвертый и второй разряды числа В.На управляющие входы мультиплексоров 9 и 10 поступают разряды разности порядков ЗР и 2 Р с выхода вычитателя 5.Функцияреализуется шестыммультиплексором 17, на информационные входы которого, с нулевого поседьмой, поступают соответственнозначения функции 1 с выхода первогомультиплексора 9, девятый (знаковый)и дважды восьмой разряды числа А,дважды и один раз девятый (знаковый) разряды числа В и значение функции 1 с выхода второго мультиплексора 10. На управляющие входы шестого мультиплексора поступают разряды разности порядков ЗнР, 4 Р и 1 Р.Сдвиг числа на четное количество позиций сохраняет веса его разрядов по модулю три, сдвиг числа нанечетное количество позиций меняетзнак весов его разрядов на противоположный, что равносильно инвертированию контрольного кода. Для учетавозможного изменения знака весовразрядов чисел значения функций2 ипоступают нд первые вхоЗфды сумматоров 20-27 по модулю двасоответственно, На вторые входы этихсумматоров по модулю два поступаетразряд 1 Р с выхода вычитателя 5, чтообеспечивает при 1 Р=О трансляциюфункций на выходы сумматоров по модулю два без изменений, а при 1 Р=1(что соответствует сдвигу числа нанечетное количество позиций) - получение инверсий этих функций,1082 б 6 10 5 . 13Аналогично первый и втдрой разряды контрольного кода числа А поступают с входа 6 контрольного кодапервого операнда на первые входытретьего и четвертого сумматоров 18и 19 по модулю два, которые пропускают контрольный код на выходы безизменения или инвертируют его соответственно при нулевом и единичномзначениях разряда 1 Р, заведенного навторые входы сумматоров по модулюдва с младшего выхода вычитателя 5.Полученный код с выходов третьегои четвертого сумматоров 18 и 19 помодулю два поступает на вход сумматора 23 по модулю три, На другойего вход подается контрольный кодчисла В с входа 7 контрольного кодавторого операнда. Сумматор 23 по модулю три формирует контрольный кодсуммы чисел А и В для случая сдвигачисла А (без учета отбрасываемых изаполняющих знаковых разрядов).На входы элемента И 22 поступаютЗнР и младший 1 Р разряды разностипорядков с выхода вычитателя 5. Конъюнкция этих разрядов принимает значение нуля в случае сдвига чисел начетное количество позиций (когда веса по модулю три разрядов чисел ипо контрольным кодам не изменяются),а также при сдвиге числа А.В укаэанных случаях первый и второй сумматоры 14 и 15 по модулю два(управляемые по вторым входам конъюнкцией разрядов с выхода элемента И 22)транслируют через вторые входы кодс выходов сумматора 23 по модулютри на выходы без изменения,Выход элемента И 22 принимаетединичное значение в случае сдвигачисла В на нечетное количество по -зиций. В этом случае контрольный кодсуммы чисел А и В равен инверсии кода на выходе сумматора 23 по модулютри, что обеспечивается прохождениемкода через сумматоры 14 и 15 по модулю два,Контрольный код суммы чисел с выходов первого и второго сумматоров14 и 15 по модулю два и контрольныйкод отбрасываемых и заполняющих разрядов с выходов пятого, шестого,седьмого и восьмого сумматоров 20-27по модулю два поступают на входы.блока 25 свертки по модулю три, На другой вход блока 25 свертки по модулютри подается код суммы чисел А и Вс выхода сумматора 24 (этот код 25 30 35 40 45 50 55 имеет четное количество разрядов).При правильной работе устройствасвертка по модулю три кода суммычисел, заведенных инверсно контрольных кодов суммы чисел и отбрасываемых и заполняющих разрядов равн нулю. Инверсное соединение означает подключение нечетных разрядов контрольных кодов на место четных и наоборот, что обеспечиваетвычитание этих кодов. Выработка на выходе блока 25 свертки по модулю три кода, отличного от нулевого, указывает на неисправность устройства. Код с выхода блока 25 поступает на выход 33 устройства. Формула изобретения Устройство для сложения операндов с плавающей точкой с контролем, содержащее вычитатель, позиционный сумматор, два коммутатора, первый сдвигатель, три блока свертки по модулю три и сумматор по модулю три, причем входы мантисс первого и второго операндов устройства соединены соответственно с первым и вторым информационными входами первого коммутатора, выход которого соединен е входом первого слагаемого позиционного сумматора, выход которого. является выходом результата устройства, входы порядков первого и второго операндов которого соединены соот-ветственно с входами вычитаемого и уменьшаемого вычита 1 еля, выход знака которого соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов, выход разности вычитателя соединен с входом величины сдвига первого сдвигателя, вход контрольного кода второго операнда соединен с входом первого слагаемого сумматора по модулю три, входы младших шести разрядов мантисс первого и второго операндов устройства соединены соответственно с входами первого и второго блоков свертки по модулю три, выход позиционного сумматора соединен с первым входом третьего блока свертки по модулю три, выход которого является выходом ошибки устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффектичности контроля, оно содержит второй сдвигатель, элемент И, шесть7 13108 мультиплексоров и восемь сумматоров по модулю два, причем информационные входы первого мультиплексора соединены соответственно с входами четырех младших разрядов мантиссы первого операнда устройства, входы мантисс первого и второго операндов устройства соединены соответственно с информационными входами первого и второго сдвигателей, вход величины сдвига второго сдвигателя соединен с входом величины сдвига первого сдвигателя,выход второго сдвигателя соединен со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов с первым информационным входом второго коммутатора, выход и второй информационный вход которого соединены соответственно с входом второго слагаемого позиционного сумматора и с выходом первого сдвигателя, выходы разрядов сумматора по модулю три соединены соответственнос первыми входами первого и второго сумматоров по модулю два, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами третьего блока свертки по модулю три, выход знака вычитателя соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров по модулю два, выходы второго и третьего разрядов разности вычитателясоединены соответственно с первым и вторым управляющими входами первого, второго и третьего мультиплексоров, третий и четвертый управляющие входы третьего мультиплексора соединены соответственно с выходами четвертого разряда разности и знака 4 О вычитателя соответственно, выходы третьего и четвертого разрядов разности и знака которого соединены соответственно с управляющими входами четвертого и пятого мультиплексо 45 ров, управляющие входы шестого мультиплексора соединены соответственно с выходами первого и четвертого раз-. . рядов разности и знака вычитателя, входы разрядов контрольного кода первого операнда соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого сумматоров по модулю два, выходы которых соединены соответственно с входами разрядов второго слагае-;5 мого сумматора по модулю три, информационные входы второго мультиплексора соединены соответственно с входами восьмого, шестого, четвертого 26 8и второго разрядов мантиссы второгооперанда устройства, входы второго,третьего и шестого разрядов мантиссыпервого операнда устройства соединенысоответственно с первым, вторым и третьим информационными входами третьего мультиплексора,вход седьмого разряда мантиссы первого операнда устройствасоединен с информационными входамис четвертого по восьмой третьегомультиплексора, информационные входыс девятого по тринадцатый которогосоединены с входом седьмого разрядамантиссы второго операнда устройства, входы шестого, третьего и .второго разрядов мантиссы второго опе"ранда которого соединены соответственно с информационными входами счетырнадцатого по шестнадцатый третьего мультиплексора, первые информационные входы четвертого и пятогомультиплексоров соединены соответственно с входами второго и первого разрядов мантиссы первого операнда устройства, выходы первого ивторого разрядов первого блока свертки по модулю три соединены с вторым,третьим и четвертым информационнымивходами соответственно пятого ичетвертого мультиплексоров, пятый,шестой и седьмой информационныевходы которых соединены соответственно с выходами первого и второгоразрядов второго блока свертки помодулю три,восьмые информационныевходы четвертого и пятого мультиплексоров соединены соответственнос входами второго и первого разрядовмантиссы второго операнда устройства, выход первого мультиплексора соединен с первым информационным входомшестого мультиплексора, второй информационный вход которого соединен с входом девятого разряда мантиссы первого операнда устройства,вход восьмого разряда мантиссы первого операнда устройства соединенс третьим и четвертым информационными входами шестого мультиплексора,пятый и шестой информационные входыкоторого объединены и соединены свходом восьмого разряда мантиссывторого операнда устройства, седьмой и восьмой информационные входышестого мультиплексора соединенысоответственно с входом девятогоразряда мантиссы второго операндаустройства и с выходом второго мультиплексора, выходы шестого, третье13 НИИПИ Заказ 1893/46 аж 67 тписное изв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная го, четвертого и пятого мультиплексоров соединены соответственно спервыми входами пятого, шестого,Седьмого и восьмого сумматоров помодулю два, вторые входы которыхобъединены с вторыми входами элемента И и третьего и четвертого сумма 10826 1 Оторов по модулю два,и подключены к выходу первого разряда разности вычитателя, выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого сумматоров по модулю два соединены соответственно с четвертым, пятым, шестым и седьмым входамч третьего блока свертки по модулю три.