Устройство для сложения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ, содержащее накаплива101ций сумматор и h блоков вычитания ( п количество суммируемых чисел), причем установочные входы блоков вычитания соединены с входами соответствующих суммируемых чисел устройства, выходы накапливающего сумматора соединены с выходами устройства, а его управляющий вход подключен к входу синхронизации устройства и к входам синхронизации блоков вычитания, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия, в устройство введены умножитель и блок выделения наименьшего ненулевого числа, выход которого соединен с входом первого операнда умножителя и с входами вычитаемого блоков вычитания, выходы разности которых подключены к входам уменьшаемого тех же блоков и к входам блока выделения наименьшего ненулевого числа , вькоды признака ненулевой разности блоков вычитания подключены к (Л входам второго операнда умножителя, выходы которого подключены к информационным входам накапливающего сумматора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,80„„1101817 А

3Ио 6 06 Г 7/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ (21) 3574773/ 18-24 (22) 25.02.83 (46) 07.07.84. Бюл. № 25 (72) В.П.Кожемяко, Л.И.Тимченко, Т.В.Головань и Н.Е.Фурдияк (71) Винницкий политехнический институт (53) 681.325.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 416690, кл. G 06 F 7/50, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 588543, кл. G 06 C 7/50, 1976 (прототип) ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ, содержащее накапливающий сумматор и блоков вычитания (— количество суммируемых чисел), прячем установоч-, ные входы блоков вычитания соединены с входами соответствующих суммируемых чисел устройства, выходы накапливающего сумматора соединены с выходами устройства, а его управляющий вход подключен к входу синхронизации устройства и к входам синхронизации блоков вычитания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстроцействия, в устройство введены умножитель и блок выделения наименьшего ненулевого числа, выход которого соединен с входом первого операнда умножителя и с входами вычитаемого блоков вычитания, выходы разности которых подключены к входам уменьшаемого тех же блоков и к входам блока выделения наименьшего ненулевого числа, выходы признака ненулевой разнос- Pg ти блоков вычитания подключены к входам второго операнда умножителя, выходы которого подключены к информационным входам накапливающего сумматора.

1 11018

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в операционных схемах процессоров.

Известно устройства для сложения чисел„ содержащее два счетчика, переключатель, два дешифратора нуля, генератор импульсов, четыре элемента И и накапливающий сумматор, причем выход генератора импульсов подключен 10 к первым входам элементов И„ вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходами соответствующих дешифратаров нуля, входы которых соединены с выходами разрядов соответст- 15 венно первого и второго счетчиков, входы которых соединены с выходами соответственна первого и второго элементов И, вторые входы третьего и четвертого элементов И саединены с выходами переключателя, входы которого соединены с выходами дешифратаров нуля, выходы третьего и четвертага элементов И подключены к счетным входам первого и второго разрядов накап--2 ливающега сумматора, выходы которого являются выходами устройства Г1), Такое устройства может служить для одновременного суммирования не более трех двоичных чисел. 30

Наиболее близким к изобретению является устройство для сложения, содержащее и вычитающих счетчиков (и количество суммируемых чисел), и деЗс шифраторов нуля, П элементов И„ причем совокупность каждого вычитающего счетчика, дешифратора нуля и элемента И представляет собой блок вычитания, генератор импульсов, накаплива1о4О щий сумматор и преобразователь кода количества единиц в число, входы которого соединены с выходами дешифратора нуля, а выходы - с информационными входами накапливающего сум45 матора, тактовый вход которого соецинен с выкадам генератора импульсов и .первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих дешифратарав нуля, входы которых соединены с выходами

50 разрядов соответствующих вычитающих счетчиков, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И, выходы накапливающего сумматора соединены с выходами устройства 1 2 .

Недостатком известного устройства является недостаточное быстродейст17 2 вие, связанное с последовательным уменьшением предварительно записанных в счетчики суммируемых чисел в каждом такте работы на единицу.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Для достижения поставленной цели в устройство для сложения, содержащее накапливающий сумматор и и блоков вычитания (и -количество суммируемых чисел), причем установочные входы блоков вычитания соединены с входами соответствующих суммируемых чисел устройства, выходы накапливающего сумматора соединены с выходами устройства, а его управляющий вход подключен к входу синхронизации устройства и к входам синхронизации блоков вычитания, введены умножитель и блок выделения наименьшего ненулевого числа, выход которого соединен с входом первого операнда умножителя и с входами вычитаемога блоков вычитания, выходы разности которых подключены к входам уменьшаемого тех же блоков и к входам блока выделения наименьшего ненулевого числа, выходы гризнака ненулевой разности блоков вычитания подключены к входам операнда умножителя, выходы которого подключены к информационным входам накапливающего сумматора., На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для сложения, Устройство содержит блок I выделения наименьшего ненулевого числа, и блоков 2 вычитания, умножитель 3, накапливающий сумматор 4, соединенный выходами с выходами 5 устройства, вход 6 синхронизации, входы 7 суммируемых чисел. Блок 1 осуществляет сравнение поступающих на его входы

8 п различнык чисел и выдает на выходе 9 наименьшее из них. Каждый из блоков 2 осуществляет вычитание из числа, поступающего на установочный вход 10 или на вход 11 уменьшаемого (вхад 10 соединен с соответствующим входом 7 устройства, значение суммируемаго числа подается на него лишь в первом такте работы устройства, ва всех остальных тактах на нем присутствует значение "0", напротив, на входе 11 присутствует значение "0" в первом такте работы устройства), числа на входе 12 вычитаемого и выдает на выходе 13 разности значение разности этих чисел, а на выходе 14

1101817 признака ненулевой разности фиксирует совпадение этих чисел. Выходы 13 блоков 2 подключены к входам 11 тех же блоков 2 и к входам 8 блока

Умножитель 3 осуществляет перемножение числа, поступающего на его вход

15 первого операнда с выхода блока 1, на унитарный код (код количества единиц), образованный на его входах

16 второго операнда сигналами, поступающими с выходов 14 блоков 2.

Работа блоков 2 тактируется по их входам 17 синхронизации сигналами, поступающими с входа 6 синхронизации уст15 ройства, которые поступают также на управляющий вход 18 сумматора 4.

Устройство работает следующим образом.

На входы устройства 7, 72, 7

7„ подаются и суммируемых чисел.

В начале операции сложения на блоках 2,, 2,, 2,,..., 2„. от каждого исходного числа вычитается нуль, подаваемый с выхода 9 блока 1. На выходах

13 блоков 2„, 2,, 2, ... 2„ получаются разности чисел, в данном случае исходные числа, параллельно воздействующие по входам 8„, 8, 8,..., 8„ блока 1, на выходе 9 которого выде30 ляется наименьшее число из значащих исходных чисел, воздействующее на вход 15 умножителя 3 ° .При этом на выходах 14 каждого из блоков 2,, 2

23 " э 2„ в рабатывается сигнал наличия разности чисел на выходах 13. З5

Если разность чисел на выходах 13 блоков 2„, 22, 2з,..., то на их соответствующих выходах 14 вырабатывается постоянный сигнал, поступающий на соответствуюпР и вход

16„, 16, 16 . . . 16„ умножителя 3.

Фактически количество сигналов на выходах 14 блоков 2„, 2, 2,..., 2„ это соответствующая кратность чисел, сигнал которой воздействует по входу

15 умножителя 3. Полученное таким образом произведение записывается в накапливающий сумматор 4. При этом во время записи на входе 6 синхронизации имеется постоянный сигнал, поступающий на входы 17 синхронизации, запрещающий операцию вычитания в блоках 2, 22j 2з,..., 2 °

После того как запись завершена, на выходе 6 синхронизации снимается постоянный сигнал (нет его и на входах 17 блоков 2, 2, 2, ... 2„), приводящий к новому циклу вычитаний сигналов на входах 11 и 12 блоков

2„, 2,, 2, ..., 2„. Указанный процесс сложения чисел продолжается аналогичным образом.

В блоке 1, на входы которого 8, 8,, 8,,..., 8„ поступают сигналы с выходов 13 блоков 2,, 2,, 2,..., 2„, выделяется наименьшее число, соответствующий сигнал которого поступает на входы 12 блоков 2„, 2, 2,...,21.

Таким образом, в блоках 2„, 2,, 2з, 2„ по входам 11 и 12 происходит вычитание сигналов наименьшего числа и соответствующих сигналов разностей.

С выходов 13 блок.ов 2„, 2,, 2,...,2„ снимаются сигналы новых разностей, а постоянный сигнал на их выходах 14 говорит о наличии этих сигналов на выходах 13. Сигналы с выходов 14 блоков 2,, 2,, 2,,... 2„ воздействуют по входам 16„, 16,, 16,... 16 умножителя 3, а на вход 15 воздействует сигнал с выхода 9 блока 1. В сумматоре 4 начинается процесс подсуммирования к предыдущему промежуточному результату. Причем вначале операции сложения на входе 6 синхронизации вырабатывается сигнал, запрещающий операцию вычитания сигналов по входам 11 и 12 блоков 2, который. снимается, когда процесс подсуммироъ вания очередного промежуточного результата заканчивается.

Таким образом, в сумматоре 4 происходит накапливание промежуточных результатов сравнения и подается на выходы 5 окончательный результат сложения.

Схематически параллельное сложение значений чисел 11, 3, 5, 8, 15 можно отобразить следующим образом (см, таблицу).

1101817

ЗнаМения

Такты

Значения на выходах 9 блока 1

Значения нач ения а входах

0 или 11 локов 2

Значения на выходах 13 блоков 2 на выходе умножителя 3 на выходе сумматора

11,3„5,8,15

О.

11,3,5 8,15

Зх5=15

15.

8,0,2,5,12

8,0,?,5, 12

6эОю0ь3в10

6003,1О

3,0,0,0, 7

3,0,0,0,7

0,0,0,0,4

0„0,0,0,4

2х4=8

23

Зх3=9

Зх2=6

38

4х1=4

Структура схемы предлагаемого устройства является универсальной и может быть использована как при работе с цифровыми кодами, так при работе с сигналами, заданными например значениями длительности импульсов (т. е. в аналоговой форме).. 11,3,5,8,15

11,3,5,8,15

11 3,5,8,15

8,0,2,5,12

8,0,2,5,12, 6,0,0,3,10

6,0,0,3,10

3,0,0, 0,7

3,0,0,0,7

0,0,0,0,4

По сравнению с известным предлага мое устройство является более быстродействующим, так как значительно сокращено количество тактов в данном случае оно не равно численному значению максимального числа, а ограничено лишь значением количества суммируемых чисел.

1101 817

Ч

ВНИКНИ Закаэ 4767t32 тираж 699 Подлисиое

Фнлиал ППП "Патеат", r<Укгород, ул.Проектыая, 4