Устройство для сложения и вычитания с самоконтролем

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматического контроля и диагностики„ Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматор, два регистра, сумматор по модулю К, формирователь дополнения вычетов, формирователь вычетов, блок сравнения. Устройство позволяет контролировать операции сложения-вычитания над произвольными числами с произвольными знаками. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (Р1) С 06 F 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 ,(2 1) 4377704/24 (22) 11.02.88 . (46) 15.04.91. Бюл„М 14 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Л.Калмыкова (72) В.F..Çoëoòoâñêèé и Р„В.Коробков (53) 681.3(088.8) (56) Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ, М.: Иир, 1972, с. 144, рис. 8.1„.

Смолов Б.М. и др. Специализированные ЦВМ, M,: Высшая школа, t981, с. 227, рис. 8„6, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ С САМОКОНТРОЛЕМ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системы автоматического контроля и диагностики.

Цель изобретения — расширение области применения за счет контголя операции сложения-вычитания над произвольными числами.

На фиг„ 1 изображена функциональная схема устройства для сложения и вычитания с самоконтролем; на фиг. 2 — схема формирователя дополнения вычетов по модулю три; на фиг. 3 — схема сумматора по модулю три; на фиг. 4 — схема формирователя вычетов по модулю три„

Устройство содержит группу информационных входов I вход 2 контрольных разрядов, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, сумматор 4, регистр 5, вход 6 задания режима работы устрой ства, формирователь 7 дополнения вы2 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматическогo контроля и диагностики.

Цель изобретения — расширение области применения. Устройство содержит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматор, два регистра, сумматор по модулю К, формирователь дополнения вычетов, формирователь вычетов, блок сравнения. Устройство позволяет контролировать операции сложения-вычитания над произвольными числами с произвольными знаками. 4 ил. четов по модулю К, сумматор 8 по мо- С дулю К, регистр 9, формирователь 10 вычетов по модулю К, регистр 11, блок I2 сравнения, синхровходы 13 и выхо- ), ды 14-16.

Формирователь дополнения вычетов ) по модулю К для R=3 имеет входы 17 и

18, элементы И-ИЛИ 19 и 20 и выходы

21 и 22.

Сумматор по модулю для R=3 содержит элементы И-ИЛИ 23-26, входы 27-31 и выходы 32 и 33.

Формирователь вычетов по модулю К для R=3 (одна ячейка) содержит элементы И-ИЛИ 34 и 35, входы 36-39 и выходы

40 и 41„

На вход 1 поочередно поступают операнды Х и У, Их вычеты подаются на вход 2. Через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 3 операнды поступают на входы

;первого слагаемого сумматора 4. Сум-!

;матор 4 в совокупности с регистром 5

1642469 образуют обычный параллельный комбинационно-накапливающий сумматор. Если на вход 6 подается сигнал "0", текущее слагаемое проходит на входы сумматора 4 с входа 1 без изменения знака. Вход 6 соединен с входом младшего разряда сумматора 4 (вход P ) и вторым входом элементов ИСКЛК"тАЮЩЕЕ

ИЛИ 3. Поэтому, если на вход 6 подан сигнал "1, дополнительный код числа,,поданного на вход 1, поступает на входы сумматора 4 с обратным знаком.

Вычеты операндов с входа 2 подаются на входы формирователя 7 дополнения вычетов. Формирователь 7 управляется по входу 6: если на входе 6 — "0", он пропускает вьгчет без изменения, если на входе 6 — "1", он формирует дополнение вычета Доп, Выч, X=R ,Выч. Х, где В. — модуль, по которому

1осуществляется контроль; Вьтч. Х вЂ” вы чет по модулю R от операнда Х.

На входы сумматора 8 поступают вы четы из формирователя 7 дополнения вы-25 четов и регистра 9. Сигнал с входа 6 подается на вход сумматора 8 с весом

+1. Старший перенос Р, формируемый в сумматоре 4, поступает на вход сумма-! тора 8 как Выт. 2, где и — число

At I значащих разрядов; 1 — знакомый раз- . ряд. В дальнейшем будем полагать n+i четным. Формирователь 10 формирует вы -;ет числа, записанного в регистр 5.

Сформированный вычет хранится в регистре 11. Вычеты из регистров 9 и 11 сравниваются блоком 12 сравнения.

Запись в регистры 5 и 9 осуществляется сигналом С1 с входа 13 запись в регистр 11 — сигналом С2 с входа 13. 40

С выхода 14 считывается результат операции, с выхода 15 — вычет результата, с выхода 16 — сигнал неисправности

Сумматор 8 представляет собой двух- 15 каскадное логическое устройство. Первый каскад состоит из элементов И-ИЛИ

23 и 24, второй каскад — из элементов

И-ИЛИ 25 и 26. Входы 27 (вес 2) и 28 (вес 1) сумматора соединяются с соответствующими выходами регистра 9.

Входы 29 (вес 2) и 30 (вес 1) соединены с выходами формирователя 7 дополнения вычетов. Вход 6 (вес 1) явля55 ется входом устройства. Вход 31 (вес

2) соединен с выходом Р сумматора 4.

Результирующий вычет формируется на выходах 32 (вес 2) и 33 (вес 1), соединенных с входами регистра 9. Ячейка формирователя 1U строится на двух элементах И-ИЛИ 34 и 35, имеет четыре входа 36, 37 (вес 2) и 38, 39 (вес 1), На выходах 40 и 41 формируется текущий вычет. Входы младшей ячейки формирователя 10 подключаются к четырем младшим разрядам регистра 5 (входы

39, 37, 38 и 36 — соответственно к 1, 2, 3, 4 разрядам регистра 5). Выходы 40 и 41 каждой младшей ячейки соединяются с входами 37 и 39 соседней старшей ячейки. Входы 36 и 38 каждой ячейки соединяются с выходами разрядов регистра 5 (вход 36 — с четными разрядами, входы 38 — с нечетными). Итоговый вычет считывается с выходов 40 и 41 старшей ячейки.

Устройство работает следующим образом.

Операции сложения- вычитания в устройстве выполняются в дополнительном коде по обычным алгоритмам:

2<»,=Х „+У hatt (сложение);

Z )q Х „+инверсия У д +1 (вычитание), Возникающие в старшем разряде переносы Р отбрасываются. Отсюда вытекают алгоритмы контроля операций.

Для контроля операций сложения имеем

Выч. (Z tt) =(Выч. (Х )+Вьтч. (У „)+

+P (Доп. Выч. 2 ") mod R;

Выч, (Ефр) =(Выч. Х т +Доп, Выч Уперт+

+Выч. 2 "+ +Р (Доп, Йьтч. 2 " ) mod Р где А — дополнительный код числа А; .Выч. А — вычет по модулю R числа А;

Доп.Вьгч. А — дополнение Выч. А до R или Port. Вьтч. A=R — Выч.А; (Выч.A + Выч. В +...) mod R — сумма берется по модулю R.

При К=З и четном числе разрядов алгоритмы контроля упрощаются:

Выч. (Z«„) =(Выч. (Х п+Выч. (У»т }+

+2 Рс ) mod

В „(Е „)=(В . (Х „) Дж. В .У +

+1+2 Рс ) шой 3 °

В соответствии с приветенными алгоритмами и работает устройство.

При выполнении операции сложения сигнал на входе 6 Р=О. На входы 1 и 2 подаются первый операнд Х», и его вычет, которые, не меняясь, проходят через блоки 3 и 7, сумматоры 4 и 8 и по сигналу С1 записываются в регистры 5 .и 9. По завершении записи

5 1б424 на входы 1 и 2 подаются второй опе— ранд У д и его вычет, Операнд У „и

Выч. У, не меняясь, поступают на входы сумматоров 4 и 8, В сумматоре

4 формируется сумма Х + h, Возникающий перенос Р поступает на входы

nt1 сумматора 8 как число Доп. Выч. 2

Сумма Z< q ио сигналу С1 записывается в регистр 5, контрольный вычет — в регистр 9„Формирователь 10 формирует вычет результата, который по сигналу

С2 записывается в регистр 11, С выходов 14 и 15 считывается сумма и ее вычет, с выхода блока 12 сравнения— сигнал неисправности.

Аналогичным образом выполняется и операция вычитания, с той лишь разницей, что Р=1, на входы сумматора 4 поступает инверсия Ур +1, на вхоры 20

n+l сумматора 8 — Доп „Выч. У „+Выч 2

Рассмотрим работу устройства при

R=3.

Пусть Х „=1,0011101 Выч, Х П=1;

У и =0,0001101 Выч. Ур =1, 25

1, 0011101 — X „, 1, 1110011 - инверсия Ур +1;

1 >0010000 Zz 1 Рс — 1 у Выч °

2р

Zz =О.

Имеем (1+2+1+2) mod 3=0; 0=0, результат вереи,, Пусть теперь из-за отказа не возник перенос в младшем разряде

1,0011101

i 1110011 35

1 0001110 — Z)q Р =1 Выч„2 др=1, Имеем (1+2+1+3) mod 3 1, 0 1.

Имел место сбой„

Предлагаемое устройство по сравне- 40 нию с устройством-прототипом, которое пригодно лишь для сложения положительных чисел и вычитания положительных чисел, причем уменьшаемое долж ;о быть больше вычитаемого, обладает существенно большими возможностями: оно позволяет контролировать операции сложения-вычитания над произвольными числами с произвольными знаками.

Формула изобретения

Устройство для сложения и вычитания с самоконтролем, содержащее сумматор, сумматор по модулю К, три регистра, 55 формирователь вычетов по модулю К и

69

6 блок сравнения, причем выходы первого и второго регистров соединены с первыми информационными входами сумматора и сумматора по модулю К соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет контроля операции сложения-вычитания над произвольными числами, в него введены группа элементов ИСКЛЮЧАЮ11(ЕЕ ИЛИ и фсрмирователь дополнения вычетов по модулю

К, причем первые входы элементов ИСК1ПОЧАЛ 1ЕЕ ИЛИ группы образуют группу информационных входов устройства, информационный вход формирователя дополнения вычетов по модулю К является входом контрольных разрядов устройства, вторые входы элементов ИСКЛ10ЧАИ111ЕГ ИЛИ группы, вход задания режима работы формирователя дополнения вычетов по модулю К и входы переноса сумматора и сумматора по модулю К объединены и подключены к входу задания режима работы устройства, выходы элементов ИСКЛНЧАИЩЕЕ ИЛИ группы соединены с соответствующими разрядами второго информационного входа сумматора, выход результата которого соединен с информационным входом первого регистра, выход которого является информационным выходом устройства и соединен с информационным входом Аормирователя вычетов по модулю К, выход которого соединен с. информационным входом третьего регистра, выход которого является выходом контрольных разрядов устройства и соединен с первым информационным входом блока сравнения, выход которого является выходом неисправности устройства, выход формирователя дополнения вычетов по модулю К соединен с вторым информационным входом сумматора по модулю

К, выход результата которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с вторым информационным входом блока сравнения, выход переноса сумматора соединен с третьим информационным входом сумматора по модулю К, тактовые входы первого и второго регистров подключены к первому тактовому входу устройства, тактовый вход третьего г регистра подключен к второму тактовому входу устройства.

16424б9

1642469

31 б

27

28

Я

Составитель В, Гречнев

Редактор А,Лежнина Техред С.Мигунова Корректор С.Шевкун

Заказ 1148 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101