Арифметическое устройство с контролем и коррекцией ошибок

 

387362

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. 6 06f 7/38

G 061 11/10

Заявлено 10.1V.197i0 (№ 1426289/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 21.VI,1973. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 28,IX.1973

Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325.5 (<088.8) Автор изобретения

М. А. Полунин

Заявитель

АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С КОНТРОЛЕМ

И КОРРЕКЦИЕЙ ОШИБОК

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известно арифметическое устройство (АУ) с контролем, содержащее регистр первого опе1эанда, прямой выход которого подключен к первому входу первого вентиля, второй вход которого соединен с первой входной клеммой, h выход — с первым входом сумматора и с первым входом блока сверток. Инверсный выход регистра первого операнда подключен к первому входу второго вентиля, управляющий вхо, i которого соединен со второй входной клеммой, а выход — с первыми входами блока сверток и сумматора. Ко второму входу последнего подключены выходы третьего и четвертого вентилей и второй вход блока сверток, а выход сумматора соединен с первым входом пятого вентиля, второй вход которого подключен к третьей входной клемме, а выход — к первому входу регистра результата, первый выход которого соединен с первым входом шестого вентиля, а второй вход подключен к четвертой входной клемме, выход— к первому входу регистра второго операнда, второй вход которого соединен с выходом седьмого вентиля. К первому входу последнего псхдключон пещерный выход репистра результата, а второй вход соединен с пятой входной клеммой, первый выход регистра второго операнда подключен к входу сдвигового регйстра множителя, а второй выход — к первому входу третьего вентиля, второй вход которого соединен с шестой входной клеммой, третий выход регистра второго операнда под5 ключен к первому входу четвертого вентиля, второй вход которого соединен с седьмой входной клеммой. Однако при помощи этого устройства,невозмоя<но скорректировать ошибку при отказе любого элемента, I0 Цель изобретения — обнаружение,и кop рекция ошибок при выполнении операций в

АУ.и сокращение необходимого для этого оборудования. Для этого устройство содержит дополнительный сумматор, вентили, схему

15 кодирования, схему сравнения .и олок формирования признаков ошибок, к первому входу которого подключен выход сдвигового регистра множителя, ко второму — первый выход регистра второго операнда, а к третьему

20 выходы блока сверток, третий вход которого соединен с выходами восьмого и девятого вентилей и с первым входом дополнительного сумматора, ко второму входу которого подключен четвертый вход блока сверток и вы25 ходы десятого и одиннадцатого вентилей, а к третьему входу — третий вход первого сумматора и первый выход блока формирования признаков ошибок, второй выход которого соединен с выходной клеммой, а третий — со

30 вторым входом регистра результата и третьим

387362

15 входом регистра второго операнда, к четвертому входу которого подключен выход двенадцатого вентиля, один из входов которого соединен с восьмой входной клеммой, а другой — со вторым выходом .регистра результатов, к третьему входу которого подключен выход схемы кодирования, первый вход которой соединен с выходом первого сумматора, а второй с выходом дополнительного сумматора и первым входом тринадцатого вентиля, Второй вход KoToporo подключен к деВятой вхо июй клемме, а выход — к четвертому входу регистра результата и к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом пятого вентиля, а выход — с четвертым входом блока формирования признаков ошибок, первые входы Восьмого .и девятого вентилей соединены с инверсным и прямым выходами регистра первого операнда, а вторые входы с первой и второй входными клеммами, соответственно, первые входы десятого и одиннадцатого вснтплсй соединены с инверсным,и прямым выходами регистра второго операнда, а вторые входы — с шестой и седьмой входными клеммами, соответственно.

На чертеже представлена предлагаемая блок-схема арифметического устройства с контролем и коррекцией ошибок.

Блок-схема содержит регистр 1 первого операнда, шины 2 инверсных значений кода первого операнда, шины 8 прямых значений кода первого операнда, входну|о клемму 4, на которую подается сигнал прямой передачи первого операнда, вентиль 5 для инверсной передачи операнда в сумматоры, вентиль б для прямой передачи операнда в сумматоры, входную клемму 7, на которую подается сигнал инверсной передачи первого операнда, вентиль 8 для инверсной передачи операнда в сумматоры, вентиль 9 для прямой передачи операнда в сумматор, вход 10 сумматора инверсных значений кодов первого операнда, вход 11 сумматора .инверсных значений кода второго операнда, вход 12 сумматора прямых значений кода первого операнда, вход 18 сумматора прямых значений кода второго операнда, дополнительный сумматор 14 инверсных значений кодов операндов, сумматор 15 прямых значений кодов операндов, схему кодирования 16, входную клемму 17, на которую подается сигнал записи инверсного значения результата, вентиль 18, вентиль 19, входную клемму 22, на которую подается сигнал заппс» прямого значения результата, схему сравнения 21, блок 22 формирования признаков ошибок, шину 28 установки в «1» третьего входа младшего разряда сумматоров, шину

24 передачи контрольных кодов операндов в блок формирования признаков ошибок, шину

25 сигнала совпадения результатов, шину 26 для передачи в блок формирования признаков ошибки значений, теряемых при сдвиге вправо младших разрядов чисел, шину 27 для передачи в блок формирования признаков ошиб20 л5

60 кп значений, теряемых прп сдвиге вправо разрядов множителя, шину 28 передачи контрольного кода в регистр результата, регистр результата 29, шину 80 установки регистров результата :и второго операнда в исходное состояние, выходную клемму 81, входную клемму 82, на которую подаегся шина-сигнал передачи инверсного значения из регистра результатов в регистр второго операнда, вентили для передачи инверсного значения результата 88 и прямого значения результата 84, входную клемму 85, lla которую подается сигнал передачи прямого значения,из регистра результатов в регистр второго операнда, вентиль 86 передачи .из регистра результатов в регистр второго операнда, со сдвигом вправо

Ela один разряд, входну о клемму 87, .на которую подается сигнал передачи из регистра результатов в регистр второго операнда со сдвигом вправо,на один разряд, .регистр 88 второго операнда, входную, клемму 89, на которую подается сигнал прямои передачи .второго операнда в сумматоры, вентиль 40 для инверсной передачи второго операнда в сумматоры, шины 41 инверсных зпачений кода второго операнда, шины 42 прямых значений кода второго операнда, вентиль 43 для прямой передачи операнда в сумматоры,,входную клемму 44, на которую подается сигнал инверсной передачи второго операнда в сумматоры, вентиль 45 для инверсной передачи второго операнда в сумматоры, вентиль 46 для прямой передачи второго операнда в сумматоры, сдвиговый регистр 47 множителя, 48, 49, 50, 51 — схемы сверток для формирования контрольных кодов, подаваемых на входы сумматоров прямых и инверсных значений кодов операндов, блок сверток 52.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Один из операндов, являющий. ся результатом предыдущей операции, нахо. дится вместе со своим контрольным кодом в регистре результата 29, второй операнд — В регистре 1. После начала арифметической операции устройство управления выдает сигнал Ila входную клемму 4,или 7. Вентили 5 и б или 8 и 9 открываются и первый операнд тоступает на вход 12 сумматора прямых значений кодов 15 и на вход 10 сумматора инверсных значений кодов 14. Второй операнд из регистра результатов 29 через вентили 88 и 84, управляемые сигналами из устройства управления, подаваемыми,на входные клеммы 82,и 85, поступает в регистр второго операнда 88. Затем второй операнд через вентили 40 и 48 или 45 и 46, управляемые сигналами из устройства управления, подаваемыми на входные клеммы 89 илп 44, поступает на вход 18 сумматора прямых значений кодов 15 и вход Il сумматора инверсных значений кодов. Одновременно в блоке 52 па схемах сверток 48 — 51 получают контрольпые коды прямых и инверсных значений операндов. По шинам 24 их передают в блок формирования признаков ошибок, где производится анализ

387362 соответствия их контрольныч признакам, которые сопровождают операнды. Полученные на выходах сумматоров 14 .и 15 результаты операции через вентили прямых 19 и:инверсных 18 значений результата, управляемые сигналами из устройства управления сигналами, подаваемыми на клеммы 17 и 20, подаются на схему сравнения 21 и на запись в регистр результатов 29. Со схемы срагнспия -!

9!

B 6JI0I(формирования признаков OIll i(001< 22 iso шине 25 выдается сигнал соьпадения результатов, полученных в сумматорах 14 и 15. Одновременно с этим па блоке кодирования 16 формируется контрольный признак резуль ата операции и по шипе 28 он записывается в д а контрольные разряды регистра результата 9.

Если результаты с выходов сумматоров прямых и инверсных значений кодзи совпадают, то считается, что операция выполнена правильно.

В блоке формирования признаков ошибок

22 на основании сигналов из блока сверток 16 и схемы сравнения 21 вырабатываются сигналы ошибок yi — у . Эти сигналы по шинам 81 поступают в устройство управления, в котором вырабатываются сигналы, позволяющие скорректировать ошибку.

В предлагаемом устройстве вырабатываются следующие сигналы ошибок:

1 — результаты на выходе сумматоров не совпадают и есть ошибка в одном из операндов канала прямого кода; у — результаты совпали, но обнаружена ошибка в коде первого операнда, находящемся в регистре 1;

1 — результаты не совпадают и есть ошибка в одном из операндов канала инверсного кода; у — результаты не совпадают, но ошибки в операндах отсутствуют; у — результаты совпадают, но обнаружена ошибка во втором операнде, находящемся в регистре 88 илн обнаруи(ена ошибка в регистре множителя.

При появлении этих сигналов работа ЛУ протекает следующим образом:

yi — по шине 80 принудительно устанавливается в состояние «1» регистр результата 29 и в него записывается результат, полученный в канале инверсного кода, путем подачи управляющего сигнала по ши»е 17 на вентиль 18;

1 — проводится повторное считывание первого операнда из памяти и в случае неоднократного повторения сигнала ошибки 1 вырабатывается сигнал ошиокн у — по шине 80 регистр результата 29 принудительно устанавливается в состояние «О» и в него записывается результат из канала прямого кода (ПК) путем подачи управляющего сигнала по шине 20 на вентиль 19; у — проводится проверка исправности сумматора прямых и сумматора инверс60

П,р едм ет изобретен и я

Лрифметическое устройство с контролем и коррекцией ошибок, содержащее регистр первого операнда, прямой выход которого подключен к первому входу первого вентиля, второй вход которого соединен с первой входной клеммой, а выход — с первым входом сумматора и с первым входом блока сверто, а инверсный выход регистра первого эпе .янда ных значений кодов. Результат формируется в канале с инверсным сумматором. Работа АУ происходит так >ке как при появлении сигнала ошибки у или у, уц — организуется повторный просчет некоторого участка программы.

Контроль операции сдвига влево аналогичен контролю операции сложения, поскольку

10 сдвиг влево осуществляется путем сложения числа с самим собой.

Контроль операции сдвига вправо осуществляется следующим образом, Число из регистра результатов 29 через вентили 86, управ15 ляемые сигналы из УУ по шине 87, подается со сдвигом вправо на один .разряд в регистр второго операнда 88. Сдвигаемый вправо младший разряд по шине 26 поступает в блок формирования ошибки 22, где он учитывает: я

20 при проверке передачи сдвинутого числа из регистра 88 на вход сумматоров, так как в результате сдвига соответствие контрольного кода числу в регистре 88,нарушается.

Дальнейшее прохождение информации из

25 регистра 88 через сумматоры в регистр 29 выполняется аналогично операции сложения, рассмотренной выше.

При операции умножения множимое находится в регистре 1, множитель в регистре 47, 30 частное — старшая часть в регистре результатов 29, а младшая часть в регистре множителя 47. Контроль и коррекция образования суммы частичных произведений организуется, как при операции сложения и сдвиге

З5 вправо. Контроль множителя осуществляется путем сравнения контрольного кода множителя с контрольным кодом, который вырабатывается из сдвигаемых вправо разрядов множителя, поступающих по шине 27 в блок

40 формирования ошибки 22.

В предлагаемом устройстве коррекция ошибки в регистре множителя не предусматривается, поэтому при обнаружении ее блок формирования признака ошибки выдает сиг45 нал yq, по которому предполагается повторное выполнение некоторого участка программы, а значит н повторный ввод множителя и исполнение операции умножения.

Контроль логических операций производит50 ся путем сравнения результатов, полученных одновременно в двух сумматорах.

Наличие двойного сумматора и схемы совпадения результатов позволяет прн выполнении операции выявить все одиночные и

55 с ольшннство многократных ошибок.

387362 подключен к первому входу второго вентиля, управляющий вход которого соединен со второй входной клеммой, а выход — с первыми входами блока сверток и сумматора, ко второму входу которого подключены выходы третьего и четвертого вентилей и второй вход блока сверток, а выход сумматора соединен с первым входом пятого вентиля, второй вход которого подключен к третьей входной клемме, а выход — к первому входу регистра результата, первый выход которого соединен с первым входом шестого вентиля, второй вход которого подключен к четвертой входной клемме, а выход — к первому входу регистра второго операнда, второй вход которого соединен с выходом седьмого вентиля, к Heрвому входу которого подключен первый выход регистра результата, а второй вход соединен с пятой входной клеммой, первый выход регистра второго операнда подключен к входу сдвигового регистра множителя, а второй выход — к первому входу третьего вентиля, второй вход которого соединен с шестой входной клеммой, третий выход регистра второго операнда подключен к первому входу четвертого вентиля, второй вход которого соединен с седьмой входной клеммой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно содержит дополнительный сумматор, вентили, схему кодирования, схему сравнения и блок формирования признаков ошибок, к первому входу которого подключен выход сдвигового .регистра множителя, ко второму — первый выход регистра второго операнда, а к третьему — выходы блока сверток, третий вход которого соединен с выходами восьмого и девятого вентилей и с первым входом дополнительного сумматора, ко второ му входу которого подключен четвертый вход блока сверток и выходы десятого и одиннад5 цатого вентилей, а к третьему входу — третий вход первого сумматора и первый выход блока формирования признаков ошибок, второй выход которого соединен с выходной клеммой, а третий — со вторым входом ре10 гистра результата и третьим входом регистра второго операнда, к четвертому входу которого подключен выход двенадцатого вентиля, один из входов которого соединен с восьмой входной клеммой, а другой — со вторым вы15 ходом регистра результатов, к третьему входу которого подключен выход схемы кодирования, первый вход которой соединен с выходом первого сумматора, а второй с выходом дополнительного сумматора m первым входом

20 тринадцатого вентиля, второй вход которого подключен к девятой входной клемме, а выход — к четвертому входу регистра результата и к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом пято25 ro вентиля, а выход — с четвертым входом блока формирования п ризнаков ошибок, первые входы восьмого и девятого вентилей соединены с инверсным и прямым выходами регистра первого операнда, а вторые входы с

ЗО первой и второй входными клеммами соответ ственно, первые входы десятого и одиннадцатого вентилей соединены с;инверсным и прямым выходами, регистра второго операнда, а вторые входы — с шестой .и седьмой входны35 ми клеммами соответственно.

387362

Составитель С. Громова

Техред T. Курилко

Корректор С. Сатагулова

Редактор Е. Гончар

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2634/8 Изд. № 733 . Тираж 647 Подписное

Ц1Ц4ИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5