Пристрій для додавання і віднімання чисел за модулем m модулярної системи числення

Пристрій для додавання і віднімання чисел за модулем m модулярної системи числення, що містить перший і другий вхідні регістри, вихідний регістр, кільцевий регістр зсуву (КРЗ), елемент заборони (ЕЗ), дешифратор, групу елементів І, шифратор, лічильник імпульсів (ЛІ), схему порівняння (СП), при цьому перший і другий інформативні входи пристрою підключено до входів відпо U 1 3 Недолік аналогу - значна кількість обладнання для реалізації арифметичних операцій додавання та віднімання. Близьким за технічною суттю (аналогом) до запропонованої корисної моделі є а.с. №1259255, БВ №35, 1986p., G 06 F 7/72, де реалізується операція модульного додавання та віднімання (А±В) mod m. Пристрій містить перший і другий вхідні регістри, вихідний регістр, дешифратор, групу ключових елементів, групу елементів І, елемент АБО, генератор імпульсів, множник частоти, лічильник, кільцевий регістр зсуву, схему порівняння, чотири елементи І, причому, перший інформаційний вхід пристрою є входом першого вхідного регістра, вихід якого є входом дешифратора, виходи якого є першими входами відповідних ключових елементів, виходи яких підключено до перших входів відповідних елементів І групи, виходи яких через елемент АБО підключено до входу вихідного регістра, вихід якого є виходом пристрою, першу керуючу шину пристрою підключено до входу генератора імпульсів, вихід якого підключено до перших входів першого і другого елементів І, вихід першого елемента І підключено до входу лічильника, вихід якого підключено до других входів ключових елементів групи та до других входів елементів І групи, а також до других входів першого і другого елементів І, вихід другого елемента І підключено до входу множника частоти, а виходи розрядів кільцевого регістра зсуву підключено до третіх входів відповідних елементів І групи, а другий інформаційний вхід пристрою підключено до входу другого вхідного регістра, вихід другого вхідного регістра підключено до другого входу схеми порівняння, а вихід множника частоти є першими входами третього і четвертого елементів І, виходи яких підключено до відповідно першого і другого входів кільцевого регістру зсуву, а до других входів третього і четвертого елементів І підключено відповідно друга і третя керуючі шини пристрою. Недолік аналогу - значна кількість обладнання для реалізації арифметичних операцій додавання та віднімання. Найближчим аналогом до запропонованої корисної моделі є корисна модель №49712 Україна, БВ №9, 2010p., G 06 F 7/70, де реалізується операція модульного додавання та віднімання (А±В) mod m. Недолік прототипу - значна кількість обладнання для реалізації арифметичних операцій додавання та віднімання. Недолік обумовлено тим, що пристрій містить інвертор за модулем m, дві групи елементів І та групу елементів АБО. В основу запропонованої корисної моделі поставлено задачу зменшення кількості обладнання для реалізації арифметичних операцій додавання та віднімання (А±В) mod m у МСЧ. Поставлене завдання вирішується тим, що пристрій для додавання і віднімання чисел за модулем m модулярної системи числення на основі кільцевого зсуву містить перший і другий вхідні регістри, вихідний регістр, дешифратор, кільцевий регістр зсуву (КРЗ), групу елементів І, схему порівняння (СП), лічильник імпульсів (ЛІ), елемент за 58949 4 борони (ЕЗ), шифратор, перший та другий елементи І. Причому, перший і другий інформативні входи пристрою підключено до входів відповідно першого та другого вхідних регістрів, вихід першого вхідного регістру підключено до входу дешифратора, виходи якого підключені до входів відповідних розрядів КРЗ. Вихід другого вхідного регістру підключено до перших входів СП, до других входів якої підключено виходи ЛІ. Виходи розрядів КРЗ через перші входи відповідних елементів І групи підключено до входів шифратора, вихід якого підключено до входу вихідного регістру, вихід якого є виходом пристрою. Керуючий вхід пристрою підключено до входу ЕЗ, вихід якого підключено до входу ЛІ і до перших входів першого та другого елементів І, до других входів яких підключено шини подачі сигналів ознак виконання арифметичних операцій відповідно "Додавання" та "Віднімання", в їх виходи підключені до керуючих входів КРЗ. Вихід СП підключено до других входів елементів І групи, а також до другого (заборонного) входу ЕЗ. Введення вказаних ознак дозволяє зменшити кількість обладнання для реалізації арифметичних операцій додавання та віднімання. Це досягається за рахунок скорочення таких складових пристрою, як інвертора за модулем m, двох груп елементів І та групи елементів АБО. На рисунку (фіг.1) представлена блок-схема корисної моделі, де 1, 2 - перший та другий інформаційні входи пристрою; 3, 4 - перший та другий вхідні регістри; 5 - дешифратор (пристрій для перетворення двійкового коду в унітарний); 6 - кільцевий регістр зсуву (КРЗ); 7 - схема порівняння (СП); 8 - лічильник імпульсів (ЛІ); 9 - група елементів І; 10 - шифратор (пристрій для перетворення унітарного коду у двійковий); 11 - вихідний регістр; 12 - вихід пристрою; 13 - керуючий вхід пристрою (шина подачі імпульсів); 14 - елемент заборони; 15, 16 - перший та другий елементи І; 17 - шина подачі сигналу ознаки "Додавання", 18 - шина подачі сигналу ознаки "Віднімання". Перший 1 і другий 2 інформативні входи пристрою підключено до входів відповідно першого 3 та другого 4 вхідних регістрів. Вихід першого 3 вхідного регістру підключено до входу дешифратора 5, виходи якого підключені до входів відповідних розрядів 6 КРЗ. Вихід другого 4 вхідного регістру підключено до перших входів СП 7, до других входів якої підключено виходи ЛІ 8. Виходи розрядів 6 КРЗ через перші входи відповідних елементів І групи 9 підключено до входів шифратора 10, вихід якого підключено до входу вихідного регістру 11, вихід 12 якого є виходом пристрою. Керуючий 13 вхід пристрою підключено до входу ЕЗ 14, вихід якого підключено до входу ЛІ 8 і до перших входів першого 15 та другого 16 елементів І, до других входів яких підключено шини подачі сигналів ознак виконання арифметичних операцій відповідно "Додавання" 17 та "Віднімання" 18, в їх виходи підключені до керуючих входів КРЗ 6. Вихід СП 7 підключено до других входів елементів І групи 9, а також до другого (заборонного) входу ЕЗ 14. Пристрій функціонує наступним чином. На перший 1 та другий 2 вхід подаються перший А та другий В операнди в двійковому коді. З виходу 5 58949 дешифратора 5 операнд А в унітарному коді поступає на вхід А-го двійкового розряду КРЗ 6. Двійкові розряди КРЗ 6 нумеруються з нульового (зліва) до (m-1)-гo (справа). Операнд А (0≤А≤m-1) з виходу дешифратора 5 "записує" одиницю в А-й двійковий розряд КРЗ 6. Другий операнд В по шині 2 в двійковому коді поступає на регістр 4, з виходу якого поступає на перші входи СП 7. З початку роботи імпульси по шині 13 через відкритий елемент 14 заборони поступають на вхід ЛІ 8 та на керуючі входи КРЗ 6, що здійснює зсув вихідного вмісту двійкових розрядів КРЗ 6 на В двійкових розрядів в негативному (за часовою стрілкою) напряму (присутній сигнал шини 17 "Додавання"), або на В двійкових розрядів в позитивному (проти часової стрілки) напряму (присутній сигнал шини 18 "Віднімання"). При наявності у ЛІ 8 значення В вихідний сигнал СП 7 закриває елемент 14 заборони і забороняє подачу імпульсів на ЛІ 8 та КРЗ 6 і одночасно відкриває елементи І 9 групи. В цьому випадку вміст КРЗ 6 через відкриті елементи І групи 9 поступає на вхід шифратора 10 з виходу якого значення (А±В) mod m результату модульної операції в МСЧ поступає на вхід вихідного регістру 11. Розглянемо приклад конкретної реалізації модульних операцій (А±В) mod m в МСЧ для m=5. В цьому випадку вихідний вміст КРЗ 6 має вигляд: Шифратор 10 має вигляд таблиці 1. Таблиця 1 Вхід шифратора 10 (m=5) 10000 01000 00100 00010 00001 Вихід шифратора 10. (Результат операції (А±В) mod 5 у двійковому коді). 000 001 010 011 100 Нехай А3=011, В4=100. Необхідно визначити (А+В) mod 5 (присутній сигнал шини 17). Перший операнд А3=011 по входу 1 через регістр 3 поступає на вхід дешифратора 5, з третього (А3=011) виходу якого сигнал поступає на третій двійковий розряд КРЗ 6, що переводить його із нульового 6 стану в одиничний (розряди КРЗ 6 нумеруються з нульового до (m-1)-гo зліва направо). Стан КРЗ визначається наступним чином: Другий операнд В4=100 за входом 2 через регістр 4 поступає на перші входи СП 7. За входом 13 імпульси через відкритий ЕЗ 14 поступають на вхід ЛІ 8 і через відкритий елемент І 15 на перший керуючий вхід зсуву КРЗ 6, що здійснює зсув двійкових розрядів КРЗ 6 на чотири (здійснюється операція додавання (3+4) mod 5, присутній сигнал шини 17) розряди в негативному напрямі. В цьому випадку вміст КРЗ 6 буде мати наступний вигляд: Якщо у ЛІ 8 буде знаходитися значення В4=100, тоді СП 7 видає сигнал "дорівнює", який закриває ЕЗ 14 та відчиняє елементи І групи 9, через які код 00100 КРЗ 6 поступає на вхід шифратора 10, з виходу якого (див. таблицю 1) значення (А+В) mod 5=(3+4) mod 5=010 поступає на вхід регістра 8. Перевірка: (3+4)=2 (mod 5). Нехай потрібно визначити результат операції (3-4) = mod 5 (присутній сигнал шини 18). В цьому випадку здійснюється зсув вмісту розрядів КРЗ 6 на чотири двійкових розряду в позитивному (проти годинної стрілки) напряму. В такому випадку маємо Таким чином значення 00001 КРЗ 6 поступає на вхід шифратора 10. З виходу якого (див. табл.1) значення (А-В) mod 5=(3-4) mod 5=100 поступає на вхід регістра 11. Перевірка: (3-4)=4 (mod 5). Таким чином, запропонована корисна модель для виконання модульних (А±В) mod m операцій у МСЧ дозволяє зменшити кількість обладнання для реалізації арифметичних операцій додавання та віднімання. Це досягається за рахунок скорочення таких складових пристрою, як інвертора за модулем m, двох груп елементів І та групи елементів АБО. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 58949 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601