Устройство для деления

(54) УСт.=ОЯ(ТВД )-р т 1 р, -,Е.; (57) Изобретение относится к тельной технке изовано в; ниверсальныдх и спе)д ванных ЗВМ для выполнения ого ления чисел. П,ель О изобретения сокрагцение аппаратурных затрат. во содер)кт вычислительные узл группу узлов 3) - 3-, формирования в старший разряд зычислительн группу узло., 4 - 4, формирован частного и группу узлов 2, - 2, ф ния функциР генерации и транзита 7 так ислительфметика.ОЗО СОЯЗ СОВЕТС 1-1 ИХсоцидлистицеснихРеспуьлин осуддрстнянный номитетпс изОБРетенияч и ОтиРцти)1 лпри грит сссг ОБРЕТЕНИР(вз) гъВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО ГСсд ь,М 1282117, кл. С) Оо Р 7/52, 1985Карцев М. К. Ьпик В. А. ВычНь)Е СИСТЕМЫ И СИНХрОННая ар 5Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в быстродействующих арифметических устройствах для выполнения операции деления чисел.Цель изобретения сокращение аппаратурных затрат.На фиг. 1 приведена обобщенная структурная схема устройства; на фиг. 2 структурная схема устройства, вариант реализации (8 разрядов делимого делится на 4 разряда делителя и образуется 5 разрядов частного); на фиг. 3 - функциональная схема вычислительной ячейки вычислительного узла; на фиг. 4 - функциональная схема знаковой ячейки вычислительного узла; на фиг. 5 -- функциональная схема ячейки узла формирования функций генерации и транзита переноса; ка фиг. 6 - функциональная схема узла формирования переноса в старший разряд вычислителя; на фиг. 7 - функциональная схема узла формирования цифры частного.Устройство для деления (фиг. 1) содержит вычислительные узлы 1 г 1, узлы 2, - -2 формирования функций генерации и ."ранзита переноса, узлы Зг 3 формирования переноса в старший разряд вычислительногого узла, узлы 4 - 4 формирования цифры частного, вход 5 делителя устройства, вход 6 логического нуля, вход 7 делимого устройства, выход 8 частного устройства, первый и второй выходы 910 остатка устройства, вход .1 логической единицы устройства, выходы 12, --2, сумм старших разрядов и выходы 13, -Зт переносов в старший разряд вычислительных узлов 1 - -1 т, выходы 14 - 4 сумм и выходы 15 - 15, переносов вычислительных узлов 1 1, выходы 16 - 16, первой и 17 - 17 я второй группы узлов 2- - 2 т формирования функций генерации и транзита переноса, выходы 188,узлов 3, - 3, формирования переноса в старший разряд вычислительных узлов, выходы 19; - 19,формирования цифры частного.В схеме реализации варианта устройства (фиг, 2) вычислительные узлы 1 -1, построены в виде совокупности вычислительных ячеек 20 и знаковых ячеек 21, а узлы формирования 22, функций генерации и транзита переносав виде совокупности ячеек 22.Вычислительная ячейка 20 (фиг. 3) содержит элементы 23 неравнозначности, элементы И 24, инвертор 25, элемент ИЛ 26, вход 27 (ок же является выходом 34 ячейки) разряда делителя, входы 28 и 29 разрядов функций генерации и транзита переноса соответственно, управляющий вход 30 (на этот вход подается значение соответствующей цифры частного), который является и выходом 3 ячейки, выход 32 суммы, выход 33 переноса ячейки 20 и выход 34 ячейки. Знаковая ячейка 21 (фиг. 4) содержитинвертор 35, элемент И 36, элемент 37 не- равнозначности, вход 38 разряда функции генерации и вход 39 функции транзита переноса, управляющий вход 19 (на этот вход подается значение соответствующей цифры частного), который является и выходом 40 ячейки.Ячейка 22 (фиг. 5) содержит элементИ 41 и элемент ИЛИ 42, вход 43 сум О мы и вход 44 переноса, выход 45функции генерации переноса и выход 46 функции транзита перекоса.Узел 3 формирования переноса в старший разряд (фиг. 6) содержит элемент 5 ИЛИ 47 и элементы И 48 - 50, входы51. - 57 разрядов функций генерации и транзита перекосов.Узел 4 формирования цифры частного(фиг. ) содержит элемент 58 неравкозкачности и элемент 59 равнозначности.20 Рассмотрим функциочальное назачекиеи реализацию основных узлов и блоков устройства для деления.Каждый из узлов 1 - -1, предназначендля вычисления в соответствии с алгоритмом деления без восстановления остатков соответствующего остатка в виде двух чисел: первого числа, составленногопоразрядных с мм, и второгосоставленного из поразрядных переносов (сумма этих двух чисел равна это у остат ку) . Входной информацией для каждооиз узлов 1 - 1 является три числа. Первое число - делитель, второе и третье представляют собой совоку:1 ность разрядов функций соотвстстве ко генерации и транзита переноса соо гветствующего остатка 35 (для первого вы 1 ислительного узла второечисло является нулем, а третье число делимым) с присоединенными младшими разрядами, поступаьощими с входов 6 и 7.Фактически в каждом из узлов 1,1 - 1 т из значения остатка, представленного совокуп ностью разрядов функции гекерации и транзита переноса, вычитается или прибавляется значение делителя и образуется двухрядный код нового остатка. Особенностью первого вычислительного узла 1 является то, что ь а его входы второй и третьеи групп может подаваться значение остатка с первого 9 и второго 10 выходов устройства в виде совокупности разрядов функций генерации и транзита переноса при многократном использовании устройства в про цесса ььполнения операции деления. Одной из возмоиных реализаций вычислительных узлов 1- - 1, является их построение в виде совокупности вычислительных 20 и знаковой 21 ячеек (фиг. 24), между которыми отсутствуют переносы.55 Узлы 2, - 2 фор пирования для каждого разряда определяют значения функций генерации и транзита переноса по значениям разрядной суммы и поступивше 1594527го в данный разряд переноса. Они могут быть реализованы в виде совокупности ячеек 22 (фиг. 2 и 5).Узел 3; по значениям функций генерации и транзита переноса, вырабатываемых узлом 2;вычисляет значение переноса в старший разряд узла 1;, Функция, реализуемая узлом Зь определяется выражением. Р=61+Т;02+ Т 1 Т 2 бз+. +Т Т 2 где би Т - функции соответственно генерации и транзита переноса к-го разряда 1-го остатка (к= 1,2, З,Р; р - количество разрядов делителя). Для одной из возможных реализаций устройства (фиг. 2) узлы 31 - 3 переноса в старший разряд вычислителя могут быть построены так, как это показано на фиг. 6.Узел 4; по значениям старшей разрядной суммы с выхода 12 узла 1;1 и переноса в этот старший разряд с выхода 13 узла 1;, а также по значению переноса в старший разряд этого узла; выработанного узлом 3;, определяет сответствующую цифру частного (фиг. 71.Работа на примере реализации устройства, изображенного на фиг. 2.На вход 5 делителя устройства подается значение четрех разрядов делителя с, с 2, сз, с,ь на вход 6 устройства поступают нули, а на вход 7 устройства значения восьми разрядов делимого а 0, аь а 2, аз, а 4, аь, аб, а 7, аз. В тех случаях, когда информация, образуемая на выходах 9 и 10 в виде совокупности разрядов функций генерации и транзита переноса, снова подается на входы устройства для дальнейшей обработки (через соответствующие промежуточные регистры) на этом же устройстве, на вход 6 нуля устройства подаются разряды функций генерации переноса, а на вход 7 делимого - разряды функций транзита переноса. Первый узел 1 производит вычитание из значений старших четырех разрядов делимого значения четырех разрядов делителя (знак делимого и разряд с входа 6 устройства, поступающие на знаковую ячейку 21, имеют нулевые значения). Настройка этого узла на вычитание (т. е. прибавление к значению старших разрядов делимого дополнительного кода делителя) осуществляется логической единицей, поступающей с входа 11 устройства, которая инвертирует все разряды делителя и подается на вход 44 переноса самой младшей ячейки 22 первого узла 2 ь Первый узел 21 формирует функции генерации 6 и транзита Т переноса по значениям сумм и переносов четырех вычислительных ячеек 20 первого узла 1 ь На выходе 18 первого узла 31 вырабатывается перенос Р в старший разряд узла 1 согласно выражению: Р=61+Т62+ТТ 2 бз+ТТ 2 Тзб.Узел 4 формирует первую цифру част 5 ного, которая равна единице, если значение делителя меньше или равно значению старших четырех разрядов делимого,и равна нулю, если делитель больше,чем значение старших четырех разряддв делимого. Далее действия, производимые 1-музлом 2; формирования функций генерации и транзита переноса (1=1, 2, 3, 4) и(1+1)-м узлом 1; соответствуют действиям, производимым во время оцередного(1+1) -го цикла обычного деления без15 восстановления остатка: если ц;=1(0), тоделитель вычитается (прибавляется) из 1-гоостатка, образуемого в виде разрядов сумми переносов на выходах 1-го узла 1;. Узел 2;,вырабатывает значения функций генерациии транзита переноса, которые участвуютв определении последней младшей цифрычастного, а также подаются на выходы 9и0 остатка устройства,формула изоЬретеничУстройство для деления, содержащеегп вычислительных узлов, где гп - количество получаемых цифр частного, п узлов формирования функций генерации и транзита переноса, гп узлов формирования ЗО переноса в старший разряд выцислительного узла, гп узлов формирования цифр и частного, причем вход делителя устройства соединен с входами первой группы 1-го вычислительного узла (где 1=1, 2, гп), выходы суммы старшего разряда и 35 переноса в старший разряд 1-го вычислительного узла соединены соответственно с первым и вторым входами 1-го узла формирования цифры частного, выходы переносов и суммы 1-го вычислительного узла 40 соединены соответственно с входами первойи второй групп 1-го узла формирования функций генерации и транзита переноса, выходы первой и второй групп которого соединены соответственно с входами первой и второй групп 1-го узла формиро вания переноса в старший разряд вычислительного узла, выход которого соединен с третьим входом 1-го узла формирования цифры частного, вход настройки )-го вычислительного узла (1=2, 3 в) соединен с выходом (-1) -го узла формирования цифры 50 частного и с соответствующим разрядом выхода частного устройства, выход п 1-го узла формирования цифры частного соединен с выходом гп-го разряда частного устройства, входы разрядов делимого и нуля устройства соединены с входами второй и трстьеи групп первого вычислительного узла, входы младших разрядов второй и третьеч группы 1-го вычислительного узла соединены соответственно с входами соответствующих7разрядов делимого и нуля устройства, отличающееся тем, что, с целью сокраьцения аппаратурных затрат, вход настройки первого вычислительного узла соединен с входом логической единицы устройства, вхо.,ы старших разрядов второй и третьей групп -го вычислительного узла соединены 8с выходами первой и второй групп (-1)-го узла формирования функций генерации и транзита переноса соответственно, выходы первой и второй групп гп-го узла формирования функции генерации и транзита переноса соединены с первым и вторым выходами остатка устройства соответственно,Редактор Е. ПапиЗаказ 2830НИИГИ 1 осдарсги нн3035,11 роизводствепно-издат Сос;авитель Н. МаркелТехред А. КравчукТираж 564 го комитета по изобретениям Москва, Ж, а шская льский комбинат 11 атснт,оваКорректПодписиоткрытияна б., д.Ужгород,р С. Черниоем прн ГКНТ СССР45 ул. Гагарина, О