Устройство для сложения

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубики ()968809 (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22)Заявлено 06.05.81 (21) 3287717/18-24

4 с присоелинением заявки № (5l)M. Кл.

G 06 F 7/50

9вуднуетненнЫ1 квинтет

МСР нв данаи неебрвтенн6 и втнрытнЯ (23) Приоритет

Опубликовано 23.10.82. бюллетень № 39 (53) УДК 681.325 . (088.8

Дата опубликования OllHcRHNQ 23 . 10 .82 (72) Автор изобретения

В.Л. Баранов (71) Заявитель, ои 1.СР"" - ;1БЛ i4- >:

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украин (54) УСТРОЙСТВО Щ1Я СЛОЖЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в арифметических устройст- вах ЭВМ.

Известно устройство для сложения, содержащее два регистра сдвига, триггер, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ и два элемента задержки (11, Недостатком устройства является сложность конструкции.

Известно также устройство для сложения, содержащее два регистра сдвига, триггер, два элемента И, два элемента ИЛИ и элемент задержки (2).

Недостатком известного устройства

-.является низкое быстродействие .

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства для сложения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для сложения, содержащее регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, три элемента И, эле2 мент задержки и RS-триггер, причем вход синхронизации регистра сдвига соединен с выходом генератора импульсов, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом старшего разряда регистра сдвига, первый вход перво. го элемента ИЛИ соединен. с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого подключен к прямому выходу RS-триггера, содержит также элемент И-НЕ, второй элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем выход младшего разряда регистра сдвига соединен с первым входом элемента

И-НЕ и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом элемента

И-HE и подключен к входу устройство ва, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента

И, первый вход которого подключен к инверсному выходу RS-триггера, а второй вход - к выходу третьего эле3 968809 4 мента И и к входу элемента НЕ, вы- . ход которого соединен с вторым вхо дом первого элемента И, выход элемента И-HE соединен с первым входом третьего элемента И и с инверсным

S-входом RS-триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего элемента И и с первым инверсным Й-входом RS-триггера, третий вход элемента И-НЕ соединен с шиной сброса устройства, с третьим входом третьего элемента И и с вторым инверсным й-входом RS-триггера.

На чертеже представлена структур- Ц ная схема устройства для сложения.

Устройство содержит регистр l сдвигу, элементы ИЛИ 2 и 3, элементы И 4, 5 и 6, элемент И-HE 7, элемент

НЕ В, элемент 9 задержки, RS-триггер зо

10, генератор импульсов, 11, вход-. ную шину 12 и вину сброса 13. RSтриггер 1О состоит из двух элементов И-НЕ 14 и 15.

Работает устройство для сложения следующим образом.

В исходном состоянии на шине сбро" са 13 действует сигнал логического нуля, который устанавливает триггер

1g в нулевое состояние и закрывает элементы 6 и 7. С прямого выхода триггера 10 через элемент 9 сигнал логического нуля поступит на один из входов элемента 5 .и далее через элемент 2 на вход старшего разряда регистра 1, .который за и тактов, где

М-разрядность регистра 1, заполняется нулями.

Последовательный двоичный код первого числа, поступающи" по входной шине 12, проходит через элемент

ИЛИ 3 и элемент И 6 на входы элементов 4 и 8. Элемент 6 в течение и тактов открыт сигналом логической единицы выхода элемента И-НЕ 7, так как íà его второй вход с выхода регистра сдвига 1 сдвигается нулевой код исходного состояния. Триггер

10 сохранит в это время нулевое состояние, при котором на входах элементов 4 и 5 действуют соответственно сигнал логической единицы инверсного выхода триггера 10 и сигнал логического нуля прямого выхода триггера 10. В результате, последователь.ный двоичный код первого числа проходит через элементы 4 и 2 и по тактовым импульсам генератора 11 записывается в регистр сдвига 1, начиная с мпадших разрядов, Последовательный двоичный код второго числа, поступаЮщий в следующие

Н тактов по входной шине 12, суммируется с последовательным двоичным кодом первого числа, который сдвигается из регистра 1 следующим образом. Если начиная с младших разрядов в одноименных разрядах первого и второго числа не содержатся одно:временно код логической единицы, то на входах элемента 7 отсутствует сов1 падение сигналов, а на его выходе действует сигнал логической едини,цы, который поддерживает элемент 6 в открытом состоянии. В этом случае на выходе элемента 3 формируется по" следовательный двоичный код дизъюнкции двоичных кодов первого и второго чисел, который через элементы 6, 4, 5, и 2 записывается в регистр сдвига 1. Так будет продолжаться до совпадения на входах элемента 7 еди2s ничных кодов одноименных разрядов пер вого и второго чисел.

В случае совпадения íà входах элемента 7 сигналов логической еди, ницы, на выходе этого элемента сфорЗв мируется сигнал логического нуля, который закроет элемент 6 и установит триггер 10 в единичное состояние, в котором на его инверсном выходе .сформируется сигнал логического нуля, поступающий на вход элемента

4 и вход регистра 1, а на прямом выходе - сигнал логической единицы, который задерживается на такт элементом 9. Следовательно, в данном такте на выходе элемента 9 действую ет сигнал логического нуля предыдущего состояния триггера 10 который поступает на третий вход- элемента

5. В результате первого совпадения сигналов логической единицы на sxo4 дах элемента И-НЕ 7,, на входах элементов 4 и 5 действуют сигналы ло" гического нуля и s данный разряд регистра сдвига 1 записывается нулевой код, В .следующем такте на выхо в де элемента 9 формируется сигнал логической единицы, который поступает на вход элемента 5 и далее на вход регистра 1. Если при единичном состоянии триггера 10 на входах элемента 7 действует комбинация нуля и единицы, то на входах элементов

3 и 7 будет сигнал логической единицы, который откроет элемент 6 и

5 968 через элемент 8 закроет элемент 5.

Таким .образом, в соответствующий разряд регистра 1 будет записан нулевой . код. Триггер 10 будет установлен в

11 I1

0 при появлении на .выходе элемента S

3 сигнала логического нуля за счет наличия нулевых кодов в одноименных разрядах суммируемых чисел» На вход регистра 1 поступит в этом. случае код предыдущего состояния триггера 10,1в

Таким образом, устройство суммирует два двоичных числа, одно из которых сдвигается с выхода регистра сдвига 1, а другое поразрядно поступает яо входной шине 12. Результат . суммирования запоминается. в регистре сдвига 1, так как в случае отсутствия переполнения регистра сдвига 1 триггер 10 вернется в нулевое состояние, а прекращение поступления двоич- 20 ного кода по входной шине 12 обеспечивает формирование на выходе элемента 7 сигнала логической единицы, который букет поддерживать элемент

6 в открытом состоянии. Цепь циркуля- 2З ции двоичного кода результата суммирования с выхода регистра сдвига

1 на его вход замыкается через элементы 3, 6, 4 и 2.

В случае поступления по входной Зо шине 12 последовательности двоичных кодов нескольких чисел в регистре сдвига 1 сформируется двоичный код суммы этих чисел.

Сложение двух чисел предлагаемое

S устройство выполняет за один цикл, содержащий Й тактов, где N-количество разрядов регистра сдвига 1, тогда как в известном устройстве сложение производится за два цикла или

2 тактов.

Таким образом имеет место двухкратное увеличение быстродействия уст. ройства для сложения.

809 d. формула изобретения ,Устройство для сложения, содержащее регистр сдвига, первый элемент

ИЛИ, три элемента И, элемент задерж- ки и RS-триггер, причем вход синхронизации регистра сдвига соединен с выходом генератора импульсов, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом старшего разряда регистра сдвига, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента

И, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход ко,торого подключен к прямому выходу

1Кб-триггера, о т л и ч а ю щ е « е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит элемент И-НЕ, второй элемент ИЛИ .и элемент НЕ, причем выход младшего разряда регистра сдвига соединен с первым входом элемента И-НЕ и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ и подключен к входу устройства, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к инверсному выходу

К$-триггера, а второй вход - к выходу третьего элемента И и к входу элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход элемента И-HE соединен с первым входом третьего элемента И и с инверсным S-входом RS-триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего элемента И и с первым инверсным К-входом RS-триггера, тре" тий вход элемента И-НЕ соединен с шиной сброса. устройства, с третьим входом третьего элемента И и с вторым ийверсным R-входом RS-триггера.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

h 746513, кл. G 06 F 7/50, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Й 798829, кл. G 06 F 7/50, 1978 (прототип).

968809

Составитель A.Ñòåïàíîa

Редактор А.Иандор Техред А.Ач Корректор Г.Решетник

Заказ 1 - 77 Тираж 731 Иодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий

><3035, Иосква, 4-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПИИ Патент", r, Ужгород, ул, Проектная,