RU2840388C1 - Binary subtractor - Google Patents
Binary subtractor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2840388C1 RU2840388C1 RU2024135216A RU2024135216A RU2840388C1 RU 2840388 C1 RU2840388 C1 RU 2840388C1 RU 2024135216 A RU2024135216 A RU 2024135216A RU 2024135216 A RU2024135216 A RU 2024135216A RU 2840388 C1 RU2840388 C1 RU 2840388C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- exclusive
- binary
- output
- inputs
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.The invention relates to computer technology and can be used for constructing automation equipment, functional units of control systems, etc.
Известен двоичный вычитатель [1], который содержит логические элементы и формирует двоичный код разности двух трехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и бит, определяющий ее знак.A binary subtractor is known [1], which contains logical elements and forms a binary code of the difference of two three-digit binary numbers specified by binary signals, and a bit that determines its sign.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного двоичного вычитателя, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка четырехразрядных двоичных чисел. The reason that prevents the achievement of the technical result specified below when using the known binary subtractor is the limited functionality due to the fact that the processing of four-digit binary numbers is not allowed.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип двоичный вычитатель [2], который содержит одиннадцать элементов исключающее ИЛИ, шесть элементов И и формирует двоичный код разности двух четырехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и бит, определяющий ее знак. При этом схемная глубина прототипа равна 9.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of its features is the binary subtractor [2], adopted as a prototype, which contains eleven elements of exclusive OR, six elements of AND and forms a binary code of the difference of two four-digit binary numbers specified by binary signals, and a bit determining its sign. In this case, the circuit depth of the prototype is 9.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы прототипа равна 46.The reason preventing the achievement of the technical result specified below when using the prototype is the complexity of the circuit, due to the fact that the Quine price of the prototype circuit is 46.
Техническим результатом изобретения является упрощение схемы двоичного вычитателя за счет уменьшения ее цены по Квайну при сохранении функциональных возможностей прототипа и не большая чем у прототипа схемная глубина.The technical result of the invention is a simplification of the binary subtractor circuit by reducing its Quine price while maintaining the functional capabilities of the prototype and a circuit depth no greater than that of the prototype.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в двоичном вычитателе, содержащем одиннадцать элементов исключающее ИЛИ и шесть элементов И, k-й (), ()-й входы и первый выход двоичного вычитателя, первый и второй входы m-го () элемента и соединены соответственно с первым, вторым входами k-го элемента исключающее ИЛИ и первым входом первого элемента И, выходом и первым входом m-го элемента исключающее ИЛИ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два элемента ИЛИ, первый, второй входы пятого элемента исключающее ИЛИ, первый, второй входы и выход i-го () элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами девятого, третьего, первым, вторым входами ()-го и первым входом ()-го элементов исключающее ИЛИ, первый вход ()-го и выход ()-го элементов исключающее ИЛИ, второй вход шестого и выход ()-го элементов И соединены соответственно с выходом ()-го элемента И и вторым входом i-го элемента ИЛИ, выходом пятого элемента И и вторым входом ()-го элемента исключающее ИЛИ, первый вход одиннадцатого элемента исключающее ИЛИ соединен с выходом шестого элемента И, а вторые входы шестого, одиннадцатого и выход седьмого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с выходами восьмого, десятого элементов исключающее ИЛИ и вторым выходом двоичного вычитателя, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с выходами пятого, шестого и одиннадцатого элементов исключающее ИЛИ.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a binary subtractor containing eleven exclusive OR elements and six AND elements, the k -th ( ), ( )-th inputs and the first output of the binary subtractor, the first and second inputs of the m -th ( ) element and are connected respectively to the first, second inputs of the k -th element of exclusive OR and the first input of the first element of AND, the output and the first input of the m -th element of exclusive OR, the peculiarity is that two OR elements are additionally introduced into it, the first, second inputs of the fifth element of exclusive OR, the first, second inputs and the output of the i -th ( ) OR elements are connected respectively to the outputs of the ninth, third, first, second inputs ( )-th and the first entrance ( )-th elements exclusive OR, first input ( )-th and exit ( )-th elements exclusive OR, the second input of the sixth and the output ( )-th AND elements are connected respectively to the output ( )-th AND element and the second input of the i -th OR element, the output of the fifth AND element and the second input ( )-th element of the exclusive OR, the first input of the eleventh element of the exclusive OR is connected to the output of the sixth element of the AND, and the second inputs of the sixth, eleventh and the output of the seventh elements of the exclusive OR are connected, respectively, to the outputs of the eighth, tenth elements of the exclusive OR and the second output of the binary subtractor, the third, fourth and fifth outputs of which are connected, respectively, to the outputs of the fifth, sixth and eleventh elements of the exclusive OR.
На чертеже представлена схема предлагаемого двоичного вычитателя.The drawing shows the circuit diagram of the proposed binary subtractor.
Двоичный вычитатель содержит элементы исключающее ИЛИ 11,…,111, элементы И 21,…,26 и элементы ИЛИ 31, 32, причем первый вход элемента 111, первый вход и выход элемента 1 m () соединены соответственно с выходом элемента 26, вторым и первым входами элемента 2 m , первый, второй входы элемента 15, первый, второй входы и выход элемента 3 i () подключены соответственно к выходам элементов 19, 13, первому, второму входам элемента 1 i +6 и первому входу элемента 1 i +8, первый вход элемента 1 i +6 и выход элемента 12 × i , второй вход элемента 26 и выход элементов 22 × i соединены соответственно с выходом элемента 22 × i -1 и вторым входом элемента 3 i , выходом элемента 25 и вторым входом элемента 1 i +8, а вторые входы элементов 16, 111 и выходы элементов 11, 17, 15, 16, 111 подключены соответственно к выходам элементов 18, 110 и первому, второму, третьему, четвертому, пятому выходам двоичного вычитателя, k-й () и ()-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 1 k .The binary subtractor contains the elements exclusive OR 1 1 ,…,1 11 , the elements AND 2 1 ,…,2 6 and the elements OR 3 1 , 3 2 , where the first input of the element is 1 11 , the first input and output of the element are 1 m ( ) are connected respectively to the output of element 2 6 , the second and first inputs of element 2 m , the first, second inputs of element 1 5 , the first, second inputs and output of element 3 i ( ) are connected respectively to the outputs of elements 1 9 , 1 3 , the first, second inputs of element 1 i +6 and the first input of element 1 i +8 , the first input of element 1 i +6 and the output of element 1 2 × i , the second input of element 2 6 and the output of elements 2 2 × i are connected respectively to the output of element 2 2 × i -1 and the second input of element 3 i , the output of element 2 5 and the second input of element 1 i +8 , and the second inputs of elements 1 6 , 1 11 and the outputs of elements 1 1 , 1 7 , 1 5 , 1 6 , 1 11 are connected respectively to the outputs of elements 1 8 , 1 10 and the first, second, third, fourth, fifth outputs of the binary subtractor, the k -th ( ) And ( )-th inputs of which are connected respectively to the first and second inputs of element 1 k .
Работа предлагаемого двоичного вычитателя осуществляется следующим образом. На его первый, шестой, третий, восьмой и пятый, второй, седьмой, четвертый входы подаются соответственно двоичные сигналы и , которые задают подлежащие обработке четырехразрядные двоичные числа , , причем и определяют значения старших и младших разрядов соответственно. Поскольку наборы 00 и 11 значений сигналов (), являются равноценными для элементов 1 k , 2 k , достаточно рассмотреть функционирование предлагаемого вычитателя для следующих наборов значений этих сигналов: 00, 01, 10. В представленной ниже таблице приведены значения выходных сигналов предлагаемого вычитателя, полученные с учетом работы его элементов для всех возможных комбинаций указанных наборов. The proposed binary subtractor operates as follows. Binary signals are fed to its first, sixth, third, eighth and fifth, second, seventh, fourth inputs, respectively. And , which specify the four-digit binary numbers to be processed , , and And define the values of the senior and junior digits respectively. Since the sets 00 and 11 of signal values ( ), are equivalent for elements 1 k , 2 k , it is sufficient to consider the operation of the proposed subtractor for the following sets of values of these signals: 00, 01, 10. The table below shows the values of the output signals of the proposed subtractor, obtained taking into account the operation of its elements for all possible combinations of the specified sets.
Согласно представленной таблице имеем , где – четырехразрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами ( и определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно), причем если число D является положительным либо , то , если отрицательным, то и оно представлено в дополнительном коде. According to the table presented we have , Where – a four-digit binary number specified by binary signals ( And determine the values of the senior and junior digits, respectively), and if the number D is positive or , That , if negative, then and it is presented in additional code.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый двоичный вычитатель имеет схемную глубину, равную 9, и формирует двоичный код разности двух четырехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и бит, определяющий ее знак. При этом схема предлагаемого двоичного вычитателя проще, чем у прототипа, поскольку ее цена по Квайну равна 38.The above information allows us to conclude that the proposed binary subtractor has a circuit depth equal to 9 and forms a binary code of the difference of two four-digit binary numbers specified by binary signals and a bit determining its sign. At the same time, the circuit of the proposed binary subtractor is simpler than that of the prototype, since its Quine price is 38.
Источники информации:Sources of information:
1. Патент РФ 2629453, кл. G06F7/50, 2017 г.1. Russian Federation Patent 2629453, class G06F7/50, 2017.
2. Патент РФ 2789722, кл. G06F7/50, 2023 г.2. Russian Federation Patent 2789722, class G06F7/50, 2023.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2840388C1 true RU2840388C1 (en) | 2025-05-22 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190339944A1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Eric B. Olsen | Reverse conversion apparatus for residue numbers |
| RU2709653C1 (en) * | 2019-03-11 | 2019-12-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Binary subtractor |
| RU2789731C1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Binary subtractor |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190339944A1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Eric B. Olsen | Reverse conversion apparatus for residue numbers |
| RU2709653C1 (en) * | 2019-03-11 | 2019-12-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Binary subtractor |
| RU2789731C1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Binary subtractor |
| RU2789722C1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Binary subtractor |
| RU2829014C1 (en) * | 2024-05-17 | 2024-10-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Binary subtractor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2840388C1 (en) | Binary subtractor | |
| RU2700554C1 (en) | Majority module | |
| RU2847963C1 (en) | Binary calculator | |
| RU2849027C1 (en) | Binary subtractor | |
| US3381117A (en) | Minimal pin multipurpose logic circuits | |
| RU2789722C1 (en) | Binary subtractor | |
| RU2829014C1 (en) | Binary subtractor | |
| US3249746A (en) | Data processing apparatus | |
| RU2708793C1 (en) | Modulo three adder | |
| RU2789723C1 (en) | Device for selecting the smaller of two binary numbers | |
| RU2842869C1 (en) | Comparator of binary numbers | |
| RU2762548C1 (en) | Adder-multiplier modulo three | |
| RU2835073C1 (en) | Arbitrary modulus accumulating adder | |
| RU2713862C1 (en) | MULTIPLIER MODULO q | |
| RU2789731C1 (en) | Binary subtractor | |
| RU2770798C1 (en) | MODULO q SUBTRACTOR | |
| RU2702970C1 (en) | ADDER MODULO q | |
| RU2809213C1 (en) | Majority module | |
| RU2778675C1 (en) | Adder modulo three | |
| RU2843505C1 (en) | Binary number selector | |
| RU2764707C1 (en) | Modulo seven arithmetic unit | |
| RU2770799C1 (en) | Binary number dividing apparatus | |
| RU2761103C1 (en) | Parallel unit counter | |
| US3698632A (en) | Fluidic adder-subtracter utilizing threshold logic | |
| RU2758184C1 (en) | Binary adder |