Пристрій для алгебраїчного додавання чисел

Пристрій для алгебраїчного додавання чисел, який містить три регістри зсуву, суматор, вузол підсумовування за модулем два, який містить два елементи АБО, і вузол запису знака результату, який містить елемент АБО і два елементи І, причому входи розрядів першого регістра зсуву і суматора з'єднані з входами першого операнда пристрою, входи розрядів другого регістра зсуву з'єднані з входами другого операнда пристрою, входи керування зсувом першого і другого регістрів зсуву підключені до відповідного входу синхронізації пристрою, виходи першого і другого регістрів зсуву підключені до відповідних входів вузла підсумовування за модулем два, в якому вихід першого елемента АБО підключений до інформаційного входу третього регістра зсуву, а вихід друго го елемента АБО підключений до інформаційного входу суматора, виходи знакових розрядів першого і другого регістрів зсуву підключені до перших входів відповідних елементів І вузла запису знака, другі входи яких з'єднані з відповідними виходами вузла A 2 (19) 1 3 71203 4 розрядного суматора-віднімача, а другий вхід - до три регістри зсуву, суматор, вузол підсумовування шини дозволу переносу, п'ятий вхід блока корекції за модулем два і вузол запису знака результату, підключений до першого керуючого входу приякий містить елемент АБО і два елементи І, пристрою, вихід блока корекції підключений також до чому входи розрядів першого регістра зсуву першого входу елемента АБО, ви хід якого з'єднані з входами першого операнда пристрою, з'єднаний з другим і третім старшими розрядами входи розрядів другого регістра зсуву з'єднані з регістра зсуву другого доданка, другий вхід елевходами другого операнда пристрою, входи керумента АБО з'єднаний з виходом другого елемента вання зсувом першого і другого регістрів зсуву І, перший вхід якого підключений до виходу перпідключені до входу синхронізації пристрою, вихошого елемента І, а другий вхід - до другого керуюди першого і другого регістрів зсуву підключені до чого входу пристрою. відповідних входів вузла підсумовування за модуДаний пристрій має недостатню швидкодію, лем два, крім того, вузол підсумовування за модуобумовлену тим, що одержання результату додалем два містить три елементи І, два елементи вання-віднімання виконується за два цикли, приАБО і елемент НІ, входи розрядів суматора чому за перший цикл виконується додаванняпідключені до входів першого операнда пристрою, віднімання двійкових чисел, а за другий цикл - коперший і другий входи першого елемента І вузла рекція отриманого перед цим результату. підсумовування за модулем два з’єднані Відомий пристрій для алгебраїчного додаванвідповідно з першим і другим входами вузла ня чисел (Карцев М.А. Ари фметика цифровых підсумовування за модулем два, а вихід машин. М., «Наука», 1969, с.294, рис.3-16), що підключений до входу елемента НІ вузла містить два регістри зсуву, вузол підсумовування підсумовування за модулем два, вихід якого за модулем два і вузли запису знака результату, підключений до перших входів другого і третього причому входи розрядів першого регістра зсуву елементів І вузла підсумовування за модулем два, з'єднані з входами першого операнда пристрою, другі входи яких з'єднані відповідно з першим і входи розрядів другого регістра зсуву з'єднані з другим входами першого елемента І вузла входами другого операнда пристрою, входи керупідсумовування за модулем два, а ви ходи вання зсувом першого і другого регістрів зсуву підключені до входів першого елемента АБО вузла підключені до входу синхронізації пристрою, вихід підсумовування за модулем два, вихід якого першого регістра зсуву з'єднаний з першими вхопідключений до інформаційного входу третього дами першого, другого і третього елементів І, на регістра зсуву, входи другого елемента АБО вузла другі входи яких надходять керуючі сигнали видачі підсумовування за модулем два з'єднані з виходазнака, прямого і зворотного кодів першого операнми першого і третього елементів І вузла да відповідно, вихід першого елемента І є ви ходом підсумовування за модулем два, а вихід знака першого операнда, вихід третього елемента підключений до інформаційного входу суматора, І через інвертор і вихід другого елемента І з'єднані виходи знакових розрядів першого і другого з входами першого елемента АБО, ви хід якого регістрів зсуву підключені до перших входів з'єднаний з першим входом вузла підсумовування відповідних елементів І вузла запису знака, другі за модулем два, ви хід другого регістра зсуву входи яких з'єднані з виходами відповідно другого і з'єднаний з першими входами четвертого і п'ятого третього елементів І вузла підсумовування за моелементів І, на другі входи яких надходять керуючі дулем два, входи елемента АБО вузла запису знасигнали видачі знака і прямого коду другого опека підключені до виходів першого і другого елеранда, вихід четвертого елемента І є виходом знаментів І вузла запису знака, а вихід підключений ка другого операнда, а вихід п'ятого елемента І до входу знакового розряду третього регістра зсуз'єднаний з другим входом вузла підсумовування ву, вхід керування зсувом з'єднаний з входом синза модулем два, третій вхід якого з'єднаний з вихронізації пристрою, вхід керування суматора ходом другого елемента АБО, на перший вхід якопідключений до входу син хронізації пристрою. го надходить сигнал переповнення, а другий вхід Недоліком даного пристрою є недостатня через лінію затримки з'єднаний з виходом сигналу швидкодія регістрів зсуву за умови використання переповнення вузла підсумовування за модулем відомих інтегральних мікросхем, які призначені два, інформаційний вихід якого з'єднаний з пердля обробки двійкових кодів, а не одиничних норшим входом елемента вузла запису знака резульмальних кодів. тату, на другий вхід якого надходить знак резульВ основу винаходу поставлена задача ствотату, а ви хід якого з'єднаний з інформаційним рення пристрою для алгебраїчного додавання чивходом першого регістра зсуву, перший вхід шоссел, в якому за рахунок введення у регістри і сутого елемента І з'єднаний з виходом сигналу пематор оптоелектронних елементів та оптичних реповнення вузла підсумовування за модулем зв'язків між ними досягається можливість скородва, на його другий вхід надходить керуючий сигчення часу оброблення інформації. нал видачі сигналу переповнення, а вихід є вихоПоставлена задача вирішується тим, що в дом сигналу переповнення першого розряду репристрій для алгебраїчного додавання чисел, який зультату. містить три регістри зсуву, суматор, вузол підсуНедоліком відомого пристрою є необхідність мовування за модулем два, який містить два елекорегування результату при виконанні операції менти АБО, і вузол запису знака результату, який віднімання, що призводить до зниження швидкодії. містить елемент АБО і два елементи І, причому Найбільш близьким до запропонованого є входи розрядів першого регістра зсуву і суматора пристрій для алгебраїчного додавання чисел (а.с. з'єднані з входами першого операнда пристрою, СРСР 1136148, кл. G06F7/50, 1985р.), що містить входи розрядів другого регістра зсуву з'єднані з 5 71203 6 входами другого операнда пристрою, входи керупідключені до відповідного входу елемента АБО-НІ вання зсувом першого і другого регістрів зсуву 7. Входи елемента АБО 11 вузла 5 підсумовування підключені до відповідного входу син хронізації за модулем два з'єднані з виходами елементів пристрою, виходи першого і другого регістрів зсуву АБО-НІ 7 і 9, а його вихід є виходом 15 вузла 5 підключені до відповідних входів вузла підсумовупідсумовування за модулем два. Входи елемента вання за модулем два, в якому вихід першого АБО 12 вузла 5 підсумовування за модулем два елемента АБО підключений до інформаційного з'єднані з виходами елементів АБО-НІ 8 і 9, а ви хід входу третього регістра зсуву, а вихід другого є виходом 16 вузла 5 підсумовування за модулем елемента АБО підключений до інформаційного два, ви ходи елементів АБО-НІ 8 і 9 є ви ходами 17 і входу суматора, ви ходи знакових розрядів першо18 вузла 5 підсумовування за модулем два. Вузол го і другого регістрів зсуву підключені до перших 6 запису знака містить два елементи І 19,1 20 і входів відповідних елементів І вузла запису знака, елемент АБО 21, а його входи 22 і 23 підключені другі входи яких з'єднані з відповідними виходами до виходів знакових розрядів регістрів зсуву 1 і 2 вузла підсумовування за модулем два, входи елевідповідно. Входи елемента І 19 вузла 6 запису мента АБО вузла запису знака підключені до визнака з'єднані з входом 22 вузла 6 запису знака і ходів першого і др угого елементів І вузла запису виходом 17 вузла 5 підсумовування за модулем знака, а вихід підключений до входу знакового два, а входи елемента І 20 з'єднані з входом 23 розряду третього регістра зсуву, вхід керування вузла 6 запису знака і виходом 18 вузла 5 підсузаписом суматора підключений до відповідного мовування за модулем два. Виходи елементів І 19 входу син хронізації пристрою, введені вхід керуі І 20 з'єднані з входами елемента АБО 21, ви хід вання записом першого і другого регістрів зсуву, якого є виходом 24 вузла 6 запису знака і з'єднавхід керування записом третього регістра зсуву, ний з входом знакового розряду регістра зсуву 4. настановний вхід пристрою, вхід сигналу зсуву Вхід 25 є входом першого операнда А й підключепершого і другого регістрів зсуву, які підключені до ний до відповідного входу регістра зсуву 1 і сумавідповідних входів синхронізації пристрою, і шина тора 3, вхід 26 є входом другого операнда В і підживлення пристрою, причому у вузол підсумовуключений до відповідного входу регістра зсуву 2, вання за модулем два введено три елементи АБОвхід керування 27 з'єднаний з входами керування НІ, входи першого елемента АБО-НІ з'єднані з пезсувом регістрів зсуву 1 і 2, вхід керування 28 з'єдршим і другим входами вузла підсумовування за наний з входами керування записом регістрів зсумодулем два, вихід першого елемента АБО-НІ ву 1 і 2. Вхід 29 є настановним входом пристрою і підключений до перших входів другого і третього підключений до відповідних входів регістрів зсуву елементів АБО-НІ вузла підсумовування за моду1, 2, 4 і суматора 3, вхід керування 30 підключений лем два, другі входи яких з'єднані відповідно з до входу керування записом суматора 3, виходи першим і другим входами вузла підсумовування за 31 і 32 є відповідно інформаційними виходами модулем два, а виходи підключені до входів перрегістрів 1 і 2 , вихід 33 суматора 3 є виходом суми шого елемента АБО вузла підсумовування за мопристрою, а вихід 34 регістра 4 є виходом різниці дулем два, входи др угого елемента АБО вузла пристрою. Крім того, ви хід 31 регістра 1 і ви хід 32 підсумовування за модулем два з'єднані з виходарегістра 2 з'єднані відповідно з входами 13 і 14 ми першого і третього елементів АБО-НІ вузла вузла 5 підсумовування за модулем два, вхід кепідсумовування за модулем два, крім того, настарування 35 підключений до входу керування запиновний вхід і шина живлення пристрою підключені сом регістра зсуву 4, вхід 36 є входом сигналу зсудо трьох регістрів зсуву і суматора, а інформаційні ву і підключений до відповідних входів регістрів виходи суматора і третього регістра зсуву є відпозсуву 1 і 2, шина живлення 37 підключена до трьох відно виходами суми та різниці пристрою. регістрів зсуву 1, 2, 4 і суматора 3. На фіг.1 представлена структурна схема приРегістр зсуву 1 без знакового розряду (фіг.2) строю для алгебраїчного додавання чисел, містить п розрядних комірок 381,..., 38n , комірку 39 на фіг.2 представлена принципова схема початкового стану, D-тригер 40, вузол 41 перемирегістра зсуву. кання напрямку лічби з чотирма виходами, першу Пристрій для алгебраїчного додавання чисел шину 42 непарних імпульсів, першу шину 43 пар(фіг.1) містить два регістри зсуву 1 і 2 операндів А і них імпульсів, другу шину 44 непарних імпульсів, В відповідно, суматор 3, регістр зсуву 4 різниці другу шину 45 парних імпульсів, третю шин у 46 операндів, вузол 5 підсумовування за модулем непарних імпульсів, третю шину 47 парних імпульдва і вузол 6 запису знака результату. Вузол 5 сів, перший 48 і другий 49 входи вузла 41 перемипідсумовування за модулем два містить три елекання напрямку лічби, який містить RS - тригер 50, менти АБО-НІ 7, 8, 9, причому вихід 10 елемента вхід 51 прямої лічби, вхід 52 зворотної лічби, перАБО-НІ 7 є виходом ознаки співпадання кодів в ший - четвертий елементи І 53,..., І 56. Крім того, регістрах зсуву 1 і 2, і два елементи АБО 11 і 12. регістр зсуву 1 містить елементи І 57,1 58, генераВходи елемента АБО-НІ 7 вузла 5 підсумовування тор тактових імпульсів 59, елемент АБО 60 і заза модулем два з'єднані з його входами 13 і 14, гальну шину 61. вихід 15 якого з'єднаний з інформаційним входом Відповідно розрядні комірки 381,...,38n і комірка суматора 3, вихід 16 з'єднаний з інформаційним 39 початкового стану містять транзистор 62, джевходом регістра зсуву 4, а виходи 17 і 18 з'єднані з рело 63 світла з першим - третім оптичними виховідповідними входами вузла 6 запису знака. дами 64-66, перший - третій фотоприймачі 67-69, Вихід 10 елемента АБО-НІ 7 вузла 5 підсумоперший - третій діоди 70-72, перший - третій входи вування за модулем два з'єднаний з першими 73-75 керування, резистор 76, а комірка 39 початвходами елементів АБО-НІ 8 і 9, другі входи яких кового стану містить додатковий резистор 77 і до 7 71203 8 датковий світлодіод 78. третього фотоприймача 69 підключений до загаПерший вхід 48 вузла 41 перемикання напряльної шини 61, в якості фотоприймачів 67-69 викомку лічби підключений до прямого виходу Dристовуються фо тодіоди. Тактовий С-вхід Dтригера 40, його другий вхід 49 підключений до тригера 40 підключений до виходу елемента І 57, інверсного виходу D-тригера 40, перший вихід вуперший вхід якого підключений до виходу елемензла 41 перемикання напрямку лічби підключений та АБО 60, другий вхід підключений до виходу гедо першої шини 42 непарних імпульсів, його друнератора тактових імпульсів 59. Третій оптичний гий - четвертий виходи підключені до першої шини вихід 66 джерела 63 світла комірки 39 початкового 43 парних імпульсів, другої шини 44 непарних імстану є ви ходом позики, який з'єднаний з третім пульсів і до другої шини 45 парних імпульсів відфотоприймачем 69 комірки 38д, другий оптичний повідно. Перша шина 42 непарних імпульсів підвихід 65 джерела 63 світла останньої розрядної ключена до перших входів 73 керування непарних комірки 38п є виходом перенесення, вивід з колекрозрядних комірок 381, 383...38n (якщо n - непарне тора транзистора 62 першої розрядної комірки 3 число), перша шина 43 парних імпульсів підключе81 підключений до виходу 31 регістра зсуву 1. Вхід на до перших входів 73 керування парних розряд51 прямої лічби підключений до виходу елемента І них комірок 382, 384...38n-1 і комірки 39 початкового 58, перший вхід якого підключений до входу 28 стану, друга шина 44 непарних імпульсів підклюкерування записом, вхід 52 зворотної лічби чена до других входів 74 керування непарних розпідключений до входу 27 керування зсувом рядних комірок 381, 383...38n, Друга шина 45 паррегістра зсуву 1, входи елемента АБО 60 з'єднані з них імпульсів підключена до других входів 74 входом 25 першого операнда і входом 36 сигналу керування парних розрядних комірок 382, 384...38n-1 зсуву регістра зсуву 1. і комірки 39 початкового стану. Всі розрядні комірПристрій (фіг.1) працює таким чином. Під час ки 381,...,38n і 39 містять у своєму складі регенерапершого такту роботи пристрою виконується запис тивний оптрон, у якому перший вивід джерела 63 першого операнда А, що надходить по входу 25 у світла підключений до шини 37 живлення, другий регістр зсуву 1 і суматор 3. За другий такт запививід підключений до колектора транзистора 62, сується другий операнд В, що надходить по входу емітер якого підключений до загальної шини 61, 26 у регістр зсуву 2. Запис операндів здійснюється база підключена до перших виводів першого в одиничному нормальному коді. Потім викотретього фотоприймачів 67 - 69 і через резистор нується оброблення вузлом 5 підсумовування за 76 до загальної шини 61. Перший оптичний вихід модулем два інверсної інформації з виходів 31 і 32 64 джерела 63 світла зв'язаний з першим фоторегістрів зсуву 1 і 2, що надходить на його входи приймачем 67 своєї комірки, другий оптичний вихід 13 і 14 у результаті одночасного зсуву вмісту обох 65 зв'язаний з другим фотоприймачем 68 наступрегістрів 1 і 2 до їхнього повного обнуления. Вузної розрядної комірки, третій вихід 66 зв'язаний з лом 5 підсумовування за модулем два визнатретім фотоприймачем 69 попередньої розрядної чається загальна частина С обох операндів, яка з комірки. Прямий вихід RS - тригера 50 підключейого виходу 15 надходить на інформаційний вхід ний до перших входів елементів І 53 і І 54, інверссуматора 3, де сумується з першим операндом А, ний вихід підключений до перших входів елементів записаним раніше. Таким чином, на суматорі 3 І 55 і І 56, перший вхід 48 вузла 41 перемикання фіксується сума двох чисел А і В, якщо виконапрямку лічби підключений до други х входів еленується співвідношення А>В, чи подвоєне значенментів І 53 і І 55, др угий вхід 49 підключений до ня операнда А, якщо А