Арифметическое устройство по модулю три

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является обеспечение реализации с помощью константной настройки любой из операций (А+В) mod 3, (А-В) mod 3, где А, В ∈ {00,01,10} есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами. Раскрыто арифметическое устройство по модулю три, содержащее три элемента И, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента ИЛИ, при этом в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента ИЛИ, причем первый, второй входы первого и первый, второй входы второго элементов ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами второго, первого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первыми входами четвертого, третьего элементов ИЛИ, первый, второй входы j-го и первый, второй входы третьего элементов И соединены соответственно с выходами j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого элемента ИЛИ и выходами первого, второго элементов ИЛИ, второй вход (j+2)-го элемента ИЛИ и первый, второй входы (j+2)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом j-го элемента И и выходами (j+2)-го элемента ИЛИ, третьего элемента И, а первый вход (j+2)-го элемента ИЛИ и второй вход j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с j-м и (j+2)-м информационными входами арифметического устройства по модулю три, настроечный вход и j-й выход которого соединены соответственно с первым входом j-го и выходом (j+2)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны арифметические устройства по модулю три (см., например, авт. св. СССР 1764050, кл. G06F 7/49, 1992 г.), которые реализуют операцию (А+B) mod 3, где А, В ∈ {00,01,10} есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных арифметических устройств по модулю три, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация операции (А-В) mod 3.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип арифметическое устройство по модулю три (авт. св. СССР 1381488, кл. G06F 7/49, 1988 г.), которое содержит элементы И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ИЛИ и реализует операцию (А+В) mod 3, где А, В ∈ {00,01,10} есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация операции (А-В) mod 3.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации с помощью константной настройки любой из операций (А+В) mod 3, (А-В) mod 3, где

А, В ∈ {00,01,10} есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в арифметическом устройстве по модулю три, содержащем три элемента И, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента ИЛИ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента ИЛИ, причем первый, второй входы первого и первый, второй входы второго элементов ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами второго, первого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первыми входами четвертого, третьего элементов ИЛИ, первый, второй входы j-го и первый, второй входы третьего элементов И соединены соответственно с выходами j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого элемента ИЛИ и выходами первого, второго элементов ИЛИ, второй вход (j+2)-го элемента ИЛИ и первый, второй входы (j+2)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом j-го элемента И и выходами (j+2)-го элемента ИЛИ, третьего элемента И, а первый вход (j+2)-го элемента ИЛИ и второй вход j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с j-м и (j+2)-м информационными входами арифметического устройства по модулю три, настроечный вход и j-й выход которого соединены соответственно с первым входом j-го и выходом (j+2)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На чертеже представлена схема предлагаемого арифметического устройства по модулю три.

Арифметическое устройство по модулю три содержит элементы И 1₁, …, 1₃, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2₁, …, 2₄ и элементы ИЛИ 3₁, …, 3₄, причем первый, второй входы элемента 3₁ и первый, второй входы элемента 3₂ соединены соответственно с вторыми входами элементов 2₂, 2₁ и первыми входами элементов 3₄, 3₃, первый, второй входы элемента 1_j и первый, второй входы элемента 1₃ соединены соответственно с выходами элементов 2_j, 3₁ и 3₁, 3₂, второй вход элемента 3_j+2 и первый, второй входы элемента 2_j+2 соединены соответственно с выходами элементов 1_j и 3_j+2, 1₃, а первый вход элемента 3_j+2 и второй вход элемента 2_j соединены соответственно с j-ым и (j+2)-ым информационными входами арифметического устройства по модулю три, настроечный вход и j-й выход которого соединены соответственно с первым входом элемента 2_j и выходом элемента 2_j+2.

Работа предлагаемого арифметического устройства по модулю три осуществляется следующим образом. На его настроечном входе фиксируется сигнал z ∈ {0,1} константной настройки, который определяет вид реализуемой операции. На его первый, второй и третий, четвертый информационные входы подаются соответственно двоичные сигналы a₀, a₁ ∈ {0,l} и b₀,b₁ ∈ {0,1}, которые задают подлежащие обработке двухразрядные двоичные числа А=а₁а₀, В=b₁b₀, причем а₁,b₁ и а₀,b₀ определяют значения старших и младших разрядов соответственно, А, В ∈ {00,01,10}. В представленной ниже таблице приведены значения выходных сигналов y₀, y₁ предлагаемого устройства, полученные с учетом работы его элементов для всех возможных наборов значений сигналов z, a₀, a₁, b₀, b₁.

Если z=0 либо z=1, то согласно представленной таблицы имеем Y=(А+В) mod 3 либо Y=(А-В) mod 3, где Y=у₁у₀ - двухразрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами у₁,у₀ ∈ {0,1} (у₁ и у₀ определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое арифметическое устройство по модулю три обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как с помощью константной настройки реализует любую из операций (A+B) mod 3, (A-B) mod 3, где А, В ∈ {00,01,10} есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

Арифметическое устройство по модулю три, содержащее три элемента И, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента ИЛИ, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента ИЛИ, причем первый, второй входы первого и первый, второй входы второго элементов ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами второго, первого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первыми входами четвертого, третьего элементов ИЛИ, первый, второй входы j-го и первый, второй входы третьего элементов И соединены соответственно с выходами j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого элемента ИЛИ и выходами первого, второго элементов ИЛИ, второй вход (j+2)-го элемента ИЛИ и первый, второй входы (j+2)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом j-го элемента И и выходами (j+2)-го элемента ИЛИ, третьего элемента И, а первый вход (j+2)-го элемента ИЛИ и второй вход j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с j-м и (j+2)-м информационными входами арифметического устройства по модулю три, настроечный вход и j-й выход которого соединены соответственно с первым входом j-го и выходом (j+2)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.