Устройство для сдвига

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»j805416

{63) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 20.12.78 (2>) 2697840/18-24 с присоединением заявки ЙоС5!)М. Кла

G 11 С 19/00

Государственный комитет

СССР

«о делам изобретений н открытий

{23) Приоритет

Опубликовано 15.02.81.Бюллетень Ко 6 (53) УДК 681. 327. 66 (088.8) Дата опубликования описания 15. 02. 81

°, фф . Ж.".„. „ 3

Ордена Ленина институт кибернетики A,й ССР л гт (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СДВИГА. 3

Изобретение относится к вычислительной технике н может быть использовано в цифровых устройствах различного назначения.

Известно устройство сдвига чисел, содержащее основнрй и вспомогательный регистры, связанные между собой через схемы взаимной переписи таким .образом, что выходы s -х разрядов каждого регистра являются входами .(+1) разрядов.другого регистра, и на управляющие входы схем взаим йой переписи подключены кроме сигналов управления переписью тактовые сигналы. Сдвиг информации выполняется двумя сериями входных сигналов, смещенных относительно друг друга на полтакта,и таким образом, сдвиг на один разряд выполняется за полтакта f1).

Недостатком данного сдвигателя является малое быстродействие, причем с увеличением количества сдвигов время выполнения операции растет.

Известна другая схема устройства сдвига чисел, содержащая два>9-разрядных регистра, выходы первого регистра соединены с входами второго регистра, а выходы второго регистра .соединены со входами первого регистра, причем все связи между регистрами выполнены со сдвигом на К разрядов. Введен дополнительный триггер для управления сигналами записи в первый и второй регистры, а также для коммутации содержимого первого нли второго регистра на выходные шины сдвигателя (2 ).

Недостатком данной схемы является

1О малое быстродействие. Время выполнения операции сдвига зависит от ко. -личества сдвигов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

t5 устройство для сдвига чисел, которое состоит из сдвигателя, включающего в себя И-разрядный регистр и схемы И, формирователя управляющих сигналов и блока определения на20 правления и количества сдвигов в сдвигателе, содержащего реверсивный счетчик, анализатор величины сдвига и анализатор окончания сдвига.

Сдвигаемое число записывается на регистр, который обеспечивает воэможность сдвига информации на один разряд вправо или влево при подаче соответствующих импульсов с формирователя управляющих сигналов. Ко30 личество сдвигов записывается в ре808416 версивныи . Cuc тчик;; .-i .. ю величины сдвигB . c ?3 ад и э с, .:: .. 1 -.л ", -.--."..-t:= сдвига вырабатывает .-.рн:-:-.=-;с реверса сдвига, если М > ? . 7а,, как схема работает с обнулением освобождающихся при сдвиге разрядов, ;"o в зависмости от признака направления сдвига и величины сдвига возможны четыре режима оаботы схемы." сдвиг влево при ?4 1, сдвиг влево при

Й -, сдвиг вправо при М-. †" и сдвиг

» вправо при М » — . Выполнение операций сдвига при М» 1 - произвoд лтcя при заблокированных схемах И, а выполнение сдвигов при N7 ф производится

?; при наличии управления н а схеме И .

Кроме того при количестве сдвигов

И ) ф перед началом операции в зависимости от направления сдвига формирователь вырабатывает сигнал обнуления младших или старших разрядов сдвига, а после окончания операции сигнал обнуления старших или младших разрядов регистра сдвига. Анализатор окончания сдвига формирует признак конца сдвига либо при нулевом состоянии реверсивного счетчика, либо

?з случае, когда его состояние соответствует числу п

Применение в составе блока определения направления и количества сдвигов в сдвигателе анализатора величины сдвига, формирую=,его сигнал инверсии сдвига при N ) ??, позволяет

2 сократить время выполнения операции, которое не превышает тактов 3,.

Недостатком данного устройства является зависимость времени выполнения операции от количества сдвигов,. необходимость затраты для обнуления освобождающихся разрядов при М ф, а также громоздкая схема управления.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство .,ля сдвига, содержащее формирователь сиг:-;алов управления, одни из выходов которого соединены с первыми входами сдвигателя, сумматор, вход которого подключен к шине направления и количества сдвигов, выход сумматора соединен со входом формирователя сигналов управления, и числовую шину, содержит последовательно соединенные регистр приема и хранения информации и формирователь разрядных сигналов результата, выход которого соединен со вторыми входами сдвигателя, вход регистра приема и хранения информации соединен с числовой шиной, другой выход формирователя сигналов управления подключен ко второму входу формирователя разрядных сигналов результата, а также тем, что сдвигатель содержит группы элементов И-ИЛИ, причем входы элементов

И-ИЛИ первой группы соединены со

IQ

2О

Я()

5Î

66

65 входами сдвигателя, одни из вхо.ов элементов И-ИЛИ каждой г эуппь: подключены к выходам элемен:ов И-ИЛИ предыдущей группы, а другие входы к соответствующим первым входам сдвигателя, выходы элементов И-ИЛИ каждой группы соединены с одними из входов элементов И-ИЛИ последующей группы, другие входы которых подсоединены к соответствующим первым входам сдвигателя, третьи входы элементов И-ИЛИ групп соединены с соответствующими вторыми входами сдвигателя.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — выполнение сднигателя, Предлагаемое устройство содержит регистр 1 приема и хранения информации, числовую шину 2, сумматор 3, шину 4 направления и количества сдвигов, формирователь 5 сигналов управления, формирователь б разрядных сигналов результата,. сдвигатель 7, выходы 8 и 9 сдвигателя.

Устройство для сдвига работает следующим образом.

Код числа, подлежащего сдвигу, по шине 2 принимается на регистр 1, а код количества и направления сдвигов по шйне 4 " в сумматор 3. В сдвигателе предусмотрены коммутационные связи только для сдвига влево, поэтому сдвиг числа вправо;.а М разрядов заменяется циклическим сдвигом в zeao H n- и разрядов. Фактическое количество сдвигов вычисляется в сумматоре 3. Анализируя выходы сумматора 3, формирователь 5 выра.батывает необходимые сигналы управления для сдвигателя 7, а также для формироватсля б разрядов результата,

В качестве примера рассмотрим вариант реализации устройства для сдвига 32-разрядного числа. функциональная схема такого сдвигателя приведена на фиг.2.

Сдвигатель 7 для сдвига 32-разрядного числа содержит три ступени коммутации 10 — 12. В рассматриваемом варианте реализован сдвигатель с использованием интегральных схем малой степени интеграции. Первая ступень 10 „,еализована на элементах 2 И-4 ИЛИ, при этом входы

1-го разряда соединень с выходами разрядов i, (j +8), (+16), (1+24) формирователя б, входы (л+1) разряда первой ступени 10 — c разрядами (л+1), (л +1) +8, (л+1)+16, (л+1) +24 и т.д.

Все разрядные связи выполнены таким образом, что обеспечивается циклический сдвиг. На управлявши

805416 входь элементов 2 И-4 ИЛИ первой ступени 10 заведены с формирователя

5 соответственно сигналы сдвига на

О, 8, 16 и 24 разряда.

Вторая ступень 11 реализована на элементах 2 И-2 ИЛИ. При этом входы 1-го разряда соединены с вы5 ходами разрядов 1 и + 4 первой ступени, входы (i +1) разряда второй ступени 11 — разрядами (1+1 ) и (j+1) +4 первой ступени 10 и т.д. На управляющие входы элементов 2 И-2 ИЛИ второй ступени 11 заведены соответст-. венно сигналы сдвига на О и 4 разряда.

Третья ступень 12 реализована ьа элементах 2 И-4 ИЛИ. При этом входы

-ro разряда соединены с выходами разрядов, (1 +1 ), (1+2), (1+3) второй ступени, входы (j +1) разряда третьей ступени — с разрядами (i+1) +1, (i+17+2 и(+1) +3 второй ступени 20

11 и т.д. На управляющие входы элементов 2 И-4 ИЛИ третьей ступени 12 заведены соответственно сигйалы сдви га на О, 1, 2, и 3 разряда. р и м е р 1. Сдвиг влево на 17 Я разрядов.

При этом формирователь 5 вырабатывает следующие управляющие сигналы: сдвиг на 16 для первой ступени

10, сдвиг О для второй ступени 11 и сдвиг 1 для третьей ступени 12.

Пример 2. Сдвнг вправо на

17 разрядов.

ПРи необходимости сдвинуть число на 17 разрядов вправо выполняется сдвиг на 32-17 = 15 разрядов влево.

При этом формирователь 5 вырабатывает следующие сигналы управления: для первой ступени 10 — сдвиг на 8, для второй ступени 1.1 — сдвиг на 4 и для третьей ступени 12 — сдвиг на 3. 4G

Использование предлагаемого устройства позволяет построить устройство, время выполнения сдвига в Котором не зависит от количества сдвигов, причем среднее быстродействие 45

И -разрядного устройства сдвигов .возрастает в — раза по сравнению с и известным устройством. Положительный эффект также достигается за счет упрощения схемы управления сдвигате- $p лем, так как в предлагаемом устройстве исключается необходимость выработки тактированных сигналов управления последовательно во времени.

Формула изобретения

1. Устройство для сдвига, содержащее формирователь сигналов управления, одни из выходов которого соединены с первичными входами сдвигателя, сумматор, вход которого подключен к шине направления и количества сдвигов, .выход сумматора соединен со входом формирователя сигналов управления, и числовую шину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит последовательно соединенные регистр приема и хранения информации и формирователь разрядных сигналов результата, выход которого соединен со вторыми входами сдвигателя, вход реги 8тра приема и хранения информации соединен с числовой шиной другой выход формирователя сигналов управления подключен ко второму входу формирователя разрядных сигналов результата.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е е я тем, что сдвигатель содержит группы элементов И-ИЛИ, причем входы элементов И-ИЛИ первой группы соединены сб входами сдвигателя, одни из входов элементов И-ИЛИ каждой группы подключены к выходам . элементов И-ИЛИ предыдущей группы, а другие входы — к соответствующим первым входам сдвигателя, выходы элементов И-ИЛИ каждой группы соединены с одними из входов элементов

И-ИЛИ последующей группы, другие входы которых подсоединены к соответствующим первым входам сдвигателя, третьи входы элементов И- ИЛИ групп соединены с соответствующими вторыми входами сдвигателя.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 364965, кл. 8 11 С 19/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 427388, кл. -611 С 19/00, 1975.

3.. Авторское свидетельство СССР

Р 382146, .кл. 11 С 19/00, 1972 (прототип).

805416

2 д /б tf аи.2

Составитель A. Воронин

Редактор М. Циткина ТехредA.Бабинец Корректор Е. Рошко

Заказ 10914/76 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4