Арифметическое устройство в системе остаточных классов

 

АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ, содержащее два дешифратора, сумматор по модулю два, три регистра, три блока памяти, три группы элементов ИЛИ, четыре элемента запрета, двенадцать элементов И, шесть групп элементов И, четырнадцать элементов ИЛИ, причем входы первого и второго операндов устройства соединены соответственно с входами первого и второго регистров , выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дешифраторов, i-е и j-е выходы которых (i. 1,2,..., (р-1/2, j (р+1)/2,...,(р-1), где р - модуль основания системьг счисления) подключены соответственно к входам ментов ИЛИ с первого по четвертый, 1-й и (р-)-й выходы первого и второго дешифратсфов подключены к первому и второму входам 1-го элемента ИЛИ соответственно первой и второй групп, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И нечетных и четных групп, выходы которых соединены соответственно с первой и второй группами адресных входов первого, второго и третьего блоков памяти, i-е и у-е выходы первого и второго блоков памяти подключены соответственно к входам пятого и шестого элементов ИЛИ, i-e и j-e выходы третьего блока памяти подключены соответственно к входам седьмого и восьмого элементов ИЛИ, -е и (p-i)-e выходы первого , второго и третьего блоков памяти объединены и подключены к первому и второму входам -х элементов ИЛИ третьей группы, выходы которых подключены к i-M входам третьего регистра , выход которого является выходом устройства, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первых элементов И и элемента запрета, вы- . (Л ход шестого элемента ИЛИ соединен с первыми входами вторьсх элементов И и элемента запрета, вторые входы первого, второго элементов И и управлякицие входы первого и второго элементов запрета соединены с выходом девятого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход восьмого элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятого и IND ю шестого элементов И, вторые входы третьего, шестого и четвертого, пятого элементов И соединены соответственно с единичньм и нулевым выходами сумматора по модулю два, выходы первого элемента запрета, второго, четвертого и шестого элементов И-с входами десятого элемедтра ИЛИ, выходы второго элемента запрета, первого, третьего и пятого элементов И соединены соответственно с входами одиннадцатого элемента ИЛИ, вход третьего элемента запрета соединен с первым

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ц

РЕСПУБЛИН

aGD G 06 F 7/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛВСТВУ

1 (21) 3579270/18-24 (22) 11.. 4.83 (46) 07.08.84. Бюл. № 29 (72) Ю.В,пшеничный, В.А.Краснобаев, E.È.Бороденко, В.И.Стеценко и Л.Д.Карпова (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 549805, кл. С 06 F 7/72, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3271232/18-24,, 1981 (прототип) . (54)(57) АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ, содержащее два дешифратора, сумматор по модулю два, три регистра, три блока памяти, три группы элементов ИЛИ, четыре элемента запрета, двенадцать элементов И, шесть групп элементов И, четырнадцать элементов ИЛИ, причем входы первого и второго операндов устройства соединены соответственно с входами первого и второго регистров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дешифраторов, i -e и j -е выкоды которых (i =1,2,..., (р-1) 2, (р+1)!2,...,(р-1), где р - модуль основания системы счисления) подключены соответственно к входам эле -" ментов ИЛИ с первого по четвертый, 1-й и (р-i)-й выходы первого и второго дешифратсфов подключены к первому и второму входам <-го элемента ИЛИ соответственно первой и второй групп, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И нечетных и четных групп, выходы которых соединены соответственно с первой и второй группамн адресных входов первого, второго и..Я0„„1107122 А третьего блоков памяти, i -е и 1-е выходы первого и второго блоков памяти .подключены соответственно к .входам пятого и шестого элементов ИЛИ, i-е и j"е выходы третьего блока памяти подключены соответственно к входам седьмого и восьмого элементов ИЛИ, 1-е и (р-1) е выходы первого, второго и третьего блоков памяти объединены и подключены к первому и второму входам < --х элементов ИЛИ третьей группы, выходы которых подключены к i-ì входам третьего регистра, выход которого является выходом устройства, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первык элементов И и элемента запрета, выход шестого элемента ИЛИ соединен с первыми входами вторых элементов И и элемента запрета, вторые входы первого, второго элементов И и управляющие входы первого и второго элементов запрета соединены с выходом девятого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход восьмого элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, вторые входы третьего, шестого и четвертого, пятого элементов И соединены соответственно с единичным и нулевым выходами сумматора по модулю два, выходы первого элемента запрета, второго, четвертого и шестого элементов И вЂ” с входами десятого элемента ИЛИ, выходы второго элемента запрета, первого, третьего и пятого элементов И соединены соответственно с входами одиннадцатого элемента ИЛИ, вход третьего элемента запрета соединен с первым

11О>122 входом седьмого элемента И, вход четBcpToI элемента запрета соединен с г..ервым входом восьмого элемента И, выходы третьего элемента запрета и восьмого элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами двенадцатого элемента ИЛИ, выходы четвертого элемента запрета и седьмого элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами тринадцатого элемента ИЛИ, выходы двенадцатого и тринадцатого элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми нулевым и единичным входами сумматора по модулю два и первыми входами девятого и десятого элементов И. вторые входы которых соединены с вторым единичным входом сумматора по модулю два, выходы девятого и десятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами девятого элемента ИЛИ, единичный и нулевой выходы сумматора по модулю два соединены соответственно с первыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, вторые входы которых

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известно арифметическое устройство в системе остаточных классов, содержащее дешифратор, блоки ключей, формирователи, блок определения координат, блоки кодирования (1).

Недостаток данного устройства большой объем оборудования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является арифметическое устройство в системе остаточных классов, содержащее три регистра, два дешифратора, сумматор по модулю два, три блока памяти, три группы элементов ИЛИ, шесть групп элементов И, шестнадцать элементов ИЛИ, шесть элементов запрета, четырнадцать элементов И, причем входы первого.и второго операндов устройства соединены соответственно с входами первого и второго регистров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дешифраторов, i -е и j — е выхОды которых соединены с выходами четырнадц-.:"ого элемента ИЛИ, первый выход ко :.-о соединен с вторыми входами седы:c,го и восьмого элементов И и управляющими входами третьего и четвертого элементов запрета, выходы одиннадцатого и двенадцатого элементов И и вход "Умножение" устройства соединены соответственно с вторыми входами элементов И групп с первой по шестую, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, в нем выходы десятого и одиннадцатого элементов ИЛИ соединены соответственно с нулевым((р+ 1) /

/2+ij и единичным ((р+1)/2+23 входами третьего регистра, первый и второй входы четырнадцатого элемента ИЛИ соединены соответственно с входами

"Вычитание" и "Сложение" устройства, выходы элементов ИЛИ с первого по четвертый соединены соответственно с нулевым вторым входом сумматора по модулю два, первым входом седьмого элемента И, вторым входом девятого элемента И, первым входом восьмого элемента И.

<Р 1 э где р — основание системы счисления) подключены соответственно к входам

5 элемен-ов ИЛИ с первого по четвертый, i -й и (р — i) -й выходы первого и второго дешифраторов подключены к первому и второму входам i-rо элемента ИЛИ соответственно первой и второй групп, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И нечетных и четных групп, выходы ко— торых соединены соответственно с первой и второй группой адресных входов

15 первого, второго и третьего блоков памяти, i — е и j -е выходы первого и второго блоков памяти подключены соответственно к входам пятого и шестого. элементов ИЛИ, i-e u j-e выхо20 ды третьего блока памяти подключены соответственно к входам седьмого и восьмого элементов ИЛИ,i-е и (р-i)-e выходы первого, второго и третьего блоков памяти объединены и под25 ключены к первому и второму входам

i-x HJIH третьей группы, I 107122

3 выходы которых подключены к -м входам третьего регистра, выход которого является выходом устройства, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первых элементов И и с первыми входами вторых элементов И и элемента запрета, вторые входы первого и второго элементов И.и управляющие входы первого и второго элементов запрета соединены с выходом девятого элемента ИЛИ, выход седь-!

;:мого элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И,выход восьмого элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, вторые входы третьего, шестого и четвертого, пятого элементов И соединены соответственно с единичным и нулевым выходами сумма-, тора по модулю два, выходы первого элемента запрета, второго, четвертого и шестого элементов И соединены соответственно с входами десятого элемента ИЛИ, выходы второго элемента запрета, первого, третьего и пятого элементов И соединены соответственно с входами одиннадцатого элемента ИЛИ, вход третьего элемента запрета соединен с первым входом седьмого элемента И, вход четвертого элемента запрета соединен с первым входом восьмого элемента И, выходы третьего элемента запрета и восьмого элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами двенадцатого элемента ИЛИ, выходы четвертого элемента запрета и седьмого элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами тринадцатого элемента ИЛИ, выходы двенадцатого и тринадцатого элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми нулевым и единичным входами сумматора по модулю и первыми входами девятого и десятого элементов И, вторые входы которых соединены с вторым единичным входом сумматора по модулю два, выходы девятого и десятого элементов И соединены соответственно с первым и. вторым входами девятого элемента ИЛИ, единичный и нулевой выходы сумматора по модулю два соединены соответственно с первыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом четыр= надцатого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторыми входами седьмого и восьмого элементов И и управляющими входами третьего и четвертого элементов запрета, вход "Умножение" устройства, выходы одиннадJ цатого и двенадцатого элементов И сое динены соответственно с вторыми входами элементов И групп с шестой по

5 первую, входы "Сложение" и "Вычитание" устройства соединены соответственно с входами четырнадцатого элемента ИЛИ, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ

10 соединены соответственно с первым входом седьмого элемента И, нулевым вторым входом сумматора по модулю два, первым входом восьмого элемента

И и единичным входом сумматора по

15 модулю два, выходы девятого и одиннадцатого элементов ИЛИ соединены соответственно с первым входом тринадцатого элемента И, входом пятого элемента запрета и первым входом

20 четырнадцатого элемента И, входом шестого элемента запрета, вторые входы тринадцатого и четырнадцатого элементов И; управляющие входы пятого и шестого элементов запрета сое-

25 динены с входом Сложение устройст." !! ll ва, выходы тринадцатого и четырнадцатого элементов И, пятого и шестого элементов запрета подключены соответственно к первым входам пятнадцаЗ0 того и шестнадцатого элементов ИЛИ и к их вторым входам выходы пятнапцатого и шестнадцатого элементов ИЛИ соединены соответственно с ((р+ 1)/2+

+1) и ((р+1)/2+2) входами третьего

35 РегистРа (23.

Недостаток известного устройства— сложность построения. Этот недостаток обусловлен тем, что операция модульного сложения производится пос40 редством блоков памяти, определяющих результат операции модульного вычитания.

Цель изобретения — упрощение устройства.

45 Поставленная цель -достигается тем, что в арифметическом устройстве в системе остаточных классов, содержащем три регистра, два дешифратора, сумматор по модулю два, три блока

50памяти, три группы элементов ИЛИ, шесть групп элементов И, четырнадцать элементов ИЛИ, четыре элемента запрета, двенадцагь элементов И, причем входы первого и второго операндов

55устройства соединены соответственно с входами первого и второго регистров, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго дешифраторов, i-e и )-е выходы

11О71 которых (I 1, 2, . ° °, (р-1) 2, j =(р+1) /2„ (р-1), где р - модуль основания системы счисления) подключены соответственно к входам элементов ИЛИ с первого по четвертый, I --й и (P-1) -й 5 выходы первого и второго дешифраторов подключены к первому и второму входам 1 -го элемента ИЛИ соответственно первой и второй групп, выходы которых соединены соответственно с первыми 10 входами элементов И нечетных и чет- ных групп, выходы которых соединены соответственно с первой и второй группаьы адресных входов первого, вторбго и третьего блоков памяти, 15 е и j-e выходы первого и второго блоков памяти подключены соответст- венно к входам пятого и шестого элементов ИЛ 1, 1 е и 1-е выходы третьего блоКа памяти подключены соответ- 20 ственно к входам седьмого и восьмого элементов ИЛИ, i-e и (р- )-е выходы ,IIepsoI o второго и третьего блоков памяти объединены и подключены к первому и второму входам 3-х элемен- 2 тов ИЛИ третьей группы, выходы которых подключены к 1-м входам третьего регистра, выход которого является выходом устройства, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первых элементов И и элемента запрета, выход шестого элемента ИЛИ соединен с первыми входаы вторых элементов И и элемента запрета, вторые входы первогои второго элементов Ии управляющие

35 входы первого и второго элементов за прета соединены с выходом девятого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, 40 выход восьмого элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, вторые входы третьего, шестого и четвертого, пятого элементов H соединены соответственно с еди- 45 ничным и нулевым выходами сумматора по модулю два, выходы первого элемента запрета, второго, четвертого и шес" .того элементов И - с входами десятога элемента ИЛИ, выходы второго элемента запрета, первого, третьего и пятого ,элементов И соединены соответственно с входами одиннадцатого элемента ИЛИ, вход третьего элемента запрета соединен с первым входом седьмого элемента И, вход четвертого элемента запре5 та соединен с первым входом восьмого элемента И, выходы третьего элемента запрета и восьмого элемента И соедине22 ны соответственно с первым и вторым входами двенадцатого элемента ИЛИ„ выходы четвертого элемента зат-.-;а и седьмого элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами тринадцатого элемента ИЛИ, выходы двенадцатого, тринадцатого элементов

ИЛИ соединены соответственно с первыми нулевым и единичным входами сумматора по модулю два и первыми входами девятого и десятого элементов И, вторые входы которых соединены с вторым единичным входом сумматора IIo Mo дулю два, выходы девятого и десятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами девятого элемента ИЛИ, единичный и нулевой выходы сумматора по модулю два соединены соответственно с первыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом четырнадцатого элемента ИЛИ, первый выход которого соединен с вторыми входами седьмого и восьмого элементов И и управляющими входами третьего и четвертого элементов запрета, выходы одиннадцатого и двенадцатого элементов И и вход "Умножение" устройства соединены соответственно с вторыми входами элементов И групп с первой по шестую, выходы десятого и одиннадцатого злементов ИЛИ соединены соответственно с нулевым (р+1)/2+1) и единичным ((р+1) /2+2) входами третьего регистра, первый и второй входы четырнадцатого элемента ИЛИ соединены соответственно с входами "Вычитание" и

"Сложение" устройства, выходы элементов ИЛИ с первого по четвертый соединены соответственно с нулевым вторым входом сумматора по модулю два, первым входом седьмого элемента И, вторым входом девятого элемента И, первым входом восьмого элемента И.

На чертеже представлена схема арифметического устройства в системе остаточных классов.

Арифметическое устройство в системе остаточных классов содержит первый 1 и второй 2 входы, первый 3 и второй 4 регистры, первый 5 и второй 6 дешифраторы, первую 7 и вторую 8 группы элементов ИЛИ, группы с первой по шестую 9-14 элементов И, первый 15, второй 16, третий 17 блоки памяти, элементы ИЛИ 18-25, элемент запрета 26, элемент И 27, элемент запрета 28, элемент И 29, элеТаблица 3

1 2

10 9

5 6

6 7

7 8

8 9

9 10

А=(1„,а) А А (у, а)

CI 20

А (1,5) 1 (0,-7)

2 (0,2)

3 (0,3) 25 (1,4) (1, 3) (1,2) 4 (0,4) Ф

5 (0,5) (1,1) 10

Таблица 4

2 3

10 9

0

1

9 2 . 4 6

8 3 6 9

7 4 8 1

5 6 7 8

4 7 8 9

3 8 9 10

2 9 10 0

1 100 1

9 10

10 0

1 4

5 9

9 3

5 6 5 10 4

7 11071 мент ИЛИ 30,элементы И 31-34, элемен ты ИЛИ 35 и 36, третий 37 регистр, выход 38, третью группу 39 элементов ИЛИ, элемент запрета 40, элемент

И 41, элемент запрета 42, элемент И 43, 5 элементы ИЛИ 44 и 45, сумматор 46 по модулю два, элементы И 47 и 48, элемент ИЛИ 49, входй50 и 51 соответственно "Вычитание" . н "Сложение", элементы И 52,53, вход 54 "Умножение".

Арифметическое устройство в системе остаточных. классов выполняет операции над числами А=(у,а) и В(ц,в1 заданными в коде табличного умножения табл.1 (для р=11) .

Та блица 1

"у„- индекс; м — цифра.

В качестве таблицы блока 15 памяти, реализующего опеннцию модульного сложения при г 4 ув, используется табл.2 (для р=11) .

Таблица 2 ео

22 8

В качестве таблицы второго блока

16 памяти, реализующего операцию моф пользуется табл.3 (для р=11) .

1 10 2 3 4

2 9 3 4 5

3 8 4 5 6

4 7 5 6 7

5 6 6 7 8

Результат операции модульного вычиания определяется посредством блоков 15 и 16 памяти и Предварительного инвертирования второго слагаемого.

В качестве таблицы третьего блока памяти, реализующего операцию модульного умножения, используется табл.4 (для р 11) .

1 10 1 .2 3

Наличие выходного сигнала (Я =1) элемента ИЛИ 30. указывает на необхо11071

9 димость инвертирования индекса при модульном сложении или вычитании.

Работу арифметического устройства целесообразно рассмотреть в трех режимах. 5

Первый режим — определение результата операции модульного умножения (совпадает с известным устройством).

Первый и второй операнды А и В поступают по входным шинам 1 и 2 на 10 регистры 3 и 4, далее поступают на дешифраторы 5 и 6, с выхода которых они в десятичном коде поступают через группы 7 и 8 элементов ИЛИ и группы

13 и 14 элементов И при наличии управляющего сигнала на входе 54 на первые и вторые входы блока 17 памяти, выбранная цифра через элемен-. ты ИЛИ третьей группы 39 поступает в регистр 37. Кроме того, сигналы с выходов дешифраторов 5 и 6 через элементы ИЛИ 18, 19 или 20, 21 поступают на соответствующие входы сумматора

46 по модулю два. Выходной сигнал с блока 17 памяти поступает на входы элементов ИЛИ 24 или 25 и в зависимости от результата сложения в сумматоре 46 по модулю два индекс поступает через элементы ИЛИ 35 или 36 на соответствующий вход регистра 37.

Второй режим — определение результата операции модельного сложения.

Первый А и второй В операнды в двоичном коде по входным шинам t и 2 заносятся соответственно во входные регистры 3 и 4 и далее поступают на соответствующие дешифраторы 5 и 6, с выходов которых операнды ei. и р в десятичном коде через соответствую40 щие элементы ИЛИ 7 и 8 поступают на соответствукнцне элементы И групп 9-12.

22 10

11усть 1. =y, тогда сигнал нулевого выхода сумматора 46 открывает элемент И 53, выходной сигнал кото-:-;ого открывает элементы И 11 и 12. Выходной сигнал блока 16 памяти, соответствующий результату операции, через соответствующий элемент ИЛИ 39 поступает на соответствующий вход регистра 37, одновременно этот сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 22 или

23. При наличии выходного сигнала элемента ИЛИ 30 Я 1 сигнал, соответствуняций результату операции, через элементы И 27 или 29, элементы ИЛИ 35 или 36 поступает на нулевой или единичный вход регистра 37. При Q=O сигнал, соответствующий результату операции, через элементы запрета 26 или

28-, элементы ИЛИ 35 и 36 поступает

I на нулевой или единичный вход регист= ра 37.

Пусть г 4 у, тогда сигнал единичного выхода сумматора 46 открывает элемент И 52, выходной сигнал которого открывает элементы И групп 9 и 10.

В этом случае результат операции оп" ределяет блок 15 памяти.

Третий режим — определение результата операции модульного вычитания.

В этом режиме сигнал управления подается на вход 50, поступает на вход элемента ИЛИ 49 и, кроме того, инвертирует значение индекса г второго операнда.

Далее работа арифметического устройства идентична работе устройства во втором режиме.

Техническое преимущество изобретения по сравнению с прототипом состоит в сокращении на шесть элементов количества оборудования при сохранении всех функциональных возможностей.

»O7>ZZ

ИНИИПИ Заказ 5760 34 ав 699 По сное

Филиал ППП Патеат, г. Уагород,ул.йроехтнаа, 4