Арифметическое устройство по модулю семь

Изобретение относится к арифметическому устройству по модулю семь. Технический результат заключается в обеспечении возможности выполнения нескольких видов арифметических операций по модулю семь. Устройство содержит двенадцать элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем вторые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого, девятого, десятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами второго, третьего, пятого и четвертого, шестого, одиннадцатого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а первый вход седьмого, второй вход k-го и выход (6+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, (3+k)-м входом и k-м выходом арифметического устройства по модулю семь, при этом в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и восемь элементов ЗАПРЕТ, первый, второй входы одиннадцатого и первый, второй входы i-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого, третьего и неинвертирующим, инвертирующим входами i-го элементов ЗАПРЕТ, первый, второй входы седьмого и первый, второй входы восьмого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с инвертирующим, неинвертирующим входами седьмого и неинвертирующим, инвертирующим входами восьмого элементов ЗАПРЕТ, первые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого, девятого, десятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами первого, второго, четвертого и седьмого, восьмого, шестого элементов ЗАПРЕТ, а выход десятого, первый вход k-го, первый и второй входы (11+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с вторым входом седьмого, выходом (11+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, настроечным и k-м входами арифметического устройства по модулю семь. 1 ил.

 

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

Известны арифметические устройства по модулю семь (см., например, авт. св. СССР 1603371, кл. G06F 7/49, 1990 г.), которые могут быть использованы для реализации операции (X+Y) mod 7, где Х,Y∈{000,…,110} есть трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных арифметических устройств по модулю семь, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация операции (X-Y) mod 7.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип арифметическое устройство по модулю семь (патент РФ 2702970, кл. G06F 7/72, 2019 г.), которое содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и реализует операцию (X+Y) mod 7, где Х,Y∈{000,…,110} есть трехразрядные 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 (X-Y) mod 7.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации с помощью константной настройки любой из операций (X+Y) mod 7, (Х-Y) mod 7, где X,Y∈{000,…,110} есть трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в арифметическом устройстве по модулю семь, содержащем двенадцать элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого, девятого, десятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами второго, третьего, пятого и четвертого, шестого, одиннадцатого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а первый вход седьмого, второй вход k-го и выход (6+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, (3+k)-м входом и k-м выходом арифметического устройства по модулю семь, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и восемь элементов ЗАПРЕТ, первый, второй входы одиннадцатого и первый, второй входы i-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого, третьего и неинвертирующим, инвертирующим входами i-го элементов ЗАПРЕТ, первый, второй входы седьмого и первый, второй входы восьмого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с инвертирующим, неинвертирующим входами седьмого и неинвертирующим, инвертирующим входами восьмого элементов ЗАПРЕТ, первые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого, девятого, десятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами первого, второго, четвертого и седьмого, восьмого, шестого элементов ЗАПРЕТ, а выход десятого, первый вход k-го, первый и второй входы (11+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с вторым входом седьмого, выходом (11+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, настроечным и k-м входами арифметического устройства по модулю семь.

На чертеже представлена схема предлагаемого арифметического устройства по модулю семь.

Арифметическое устройство по модулю семь содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1₁,…,1₁₄ и элементы ЗАПРЕТ 2₁,…,2₈, причем первый, второй входы элемента 1_i и первый, второй входы элемента 1₁₁ соединены соответственно с неинвертирующим, инвертирующим входами элемента 2_i и выходами элементов 2₅, 2₃, первый, второй входы элемента 1₇ и первый, второй входы элемента 1₈ соединены соответственно с инвертирующим, неинвертирующим входами элемента 2₇ и неинвертирующим, инвертирующим входами элемента 2₈, первые входы элементов 1_k 1₄, 1₅, 1₆, 1₈, 1₁₀ и вторые входы элементов 1₄, 1₅, 1₆, 1₈, 1₉, 1₁₀ соединены соответственно с выходами элементов 1_11+k, 2₁, 2₂,, 2₄, 2₇, 2₈, 2₆ и 1₂, 1₃, 1₅, 1₄, 1₆, 1₁₁, а первый, второй входы элемента 1₇, второй вход элемента l_k и выход элемента 1_6+k соединены соответственно с выходами элементов 1₁, 1₁₀, (3+k)-ым входом и k-ым выходом арифметического устройства по модулю семь, подключенного настроечным и k-ым входами соответственно к первому и второму входам элемента 1_11+k.

Работа предлагаемого арифметического устройства по модулю семь осуществляется следующим образом. На его настроечном входе фиксируется сигнал w∈{0,1} константной настройки, который определяет вид реализуемой операции. На его первый, второй, третий и четвертый, пятый, шестой входы подаются соответственно двоичные сигналы y₀,y₁,y₂∈{0,1} и x₀,x₁,x₂∈{0,1}, которые задают подлежащие обработке трехразрядные двоичные числа Y=y₂y₁y₀, Х=х₂х₁x₀, причем х₂,у₂ и x₀,y₀ определяют значения старших и младших разрядов соответственно, X,Y∈{000,…,110}. В представленной ниже таблице приведены значения выходных сигналов z₀,z₁,z₂ предлагаемого устройства, полученные с учетом работы его элементов для всех возможных наборов значений сигналов w,x₀,x_l,x₂,y₀,y₁,y₂.

Если w=0 либо w=1, то согласно представленной таблице имеем Z=(X-Y) mod 7 либо Z=(Х+Y) mod 7, где Z=z₂z₁z₀ - трехразрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами z₀,z_l,z₂∈{0,1} (z₂ и z₀ определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое арифметическое устройство по модулю семь обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как с помощью константной настройки реализует любую из операций (X+Y) mod 7, (X-Y) mod 7, где Х,Y∈{000,…,110} есть трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

Арифметическое устройство по модулю семь, содержащее двенадцать элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем вторые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого, девятого, десятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами второго, третьего, пятого и четвертого, шестого, одиннадцатого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а первый вход седьмого, второй вход k-го и выход (6+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, (3+k)-м входом и k-м выходом арифметического устройства по модулю семь, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и восемь элементов ЗАПРЕТ, первый, второй входы одиннадцатого и первый, второй входы i-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого, третьего и неинвертирующим, инвертирующим входами i-го элементов ЗАПРЕТ, первый, второй входы седьмого и первый, второй входы восьмого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с инвертирующим, неинвертирующим входами седьмого и неинвертирующим, инвертирующим входами восьмого элементов ЗАПРЕТ, первые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого, девятого, десятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами первого, второго, четвертого и седьмого, восьмого, шестого элементов ЗАПРЕТ, а выход десятого, первый вход k-го, первый и второй входы (11+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с вторым входом седьмого, выходом (11+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, настроечным и k-м входами арифметического устройства по модулю семь.