[go: up one dir, main page]

RU2849027C1 - Binary subtractor - Google Patents

Binary subtractor

Info

Publication number
RU2849027C1
RU2849027C1 RU2025104040A RU2025104040A RU2849027C1 RU 2849027 C1 RU2849027 C1 RU 2849027C1 RU 2025104040 A RU2025104040 A RU 2025104040A RU 2025104040 A RU2025104040 A RU 2025104040A RU 2849027 C1 RU2849027 C1 RU 2849027C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
binary
inputs
exclusive
output
Prior art date
Application number
RU2025104040A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Андреев
Руслан Викторович Шкирдов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2849027C1 publication Critical patent/RU2849027C1/en

Links

Abstract

FIELD: computing technology.
SUBSTANCE: invention can be used to construct automation devices, functional control system units, etc. The binary subtractor contains seven exclusive OR elements (11,…,17), three AND elements (21, 22, 23), an OR element (3) and three majority elements (41, 42, 43). These elements and a new circuit for connecting them enable the processing of three-digit binary numbers.
EFFECT: technical result - expansion of functional capabilities by ensuring the formation of a binary code representing the difference between three three-digit binary numbers specified by binary signals, and the formation of a bit determining its sign.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.The invention relates to computing 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 трех двухразрядных 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 for the difference of three two-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 трех трехразрядных 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 three three-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 четыре элемента исключающее ИЛИ, элемент И, элемент ИЛИ, два мажоритарных элемента и формирует двоичный код разности трех двухразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и бит, определяющий ее знак.The closest device for the same purpose to the claimed invention in terms of its set of features is the binary subtractor [2], adopted as a prototype, which contains four exclusive OR elements, an AND element, an OR element, two majority elements and forms a binary code for the difference of three two-digit binary numbers specified by binary signals, and a bit that determines its sign.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка трех трехразрядных двоичных чисел.The reason that prevents the achievement of the technical result specified below when using the prototype includes limited functionality due to the fact that the processing of three three-digit binary numbers is not allowed.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения формирования двоичного кода разности трех трехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и формирования бита, определяющего ее знак.The technical result of the invention is the expansion of functional capabilities by ensuring the formation of a binary code for the difference of three three-digit binary numbers specified by binary signals, and the formation of a bit that determines its sign.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в двоичном вычитателе, содержащем четыре элемента исключающее ИЛИ, элемент И, элемент ИЛИ и два мажоритарных элемента, выход и второй, третий входы i-го (), первый и второй входы четвертого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым, третьим входами i-го мажоритарного элемента, первым и вторым входами элемента ИЛИ, а выход первого и первый, второй, третий входы i-го элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с первым выходом и ()-ым, ()-ым, ()-м входами двоичного вычитателя, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены три элемента исключающее ИЛИ, два элемента И и третий мажоритарный элемент, первый и второй входы j-го () элемента И, первый вход ()-го и третий вход четвертого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с выходом и первым входом ()-го элемента исключающее ИЛИ, выходом i-го мажоритарного элемента и объединенными третьим входом элемента ИЛИ, выходом третьего мажоритарного элемента, вторые входы пятого, шестого, седьмого и первый, второй входы четвертого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с выходами второго, третьего, шестого элементов исключающее ИЛИ и выходами третьего, второго элементов И, выход и второй, третий входы третьего, первый вход и выход седьмого элементов исключающее ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым, третьим входами третьего мажоритарного элемента, выходом первого элемента И и третьим, пятым выходами двоичного вычитателя, второй, четвертый выходы и ()-й вход которого соединены соответственно с выходами пятого, четвертого и j-м входом третьего элементов исключающее ИЛИ.The said technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a binary subtractor containing four elements exclusive OR, an AND element, an OR element and two majority elements, the output and the second, third inputs of the i -th ( ), the first and second inputs of the fourth exclusive OR elements are connected respectively to the first, second, third inputs of the i -th majority element, the first and second inputs of the OR element, and the output of the first and first, second, third inputs of the i -th exclusive OR elements are connected respectively to the first output and ( )-th, ( )-th, ( )-th inputs of the binary subtractor, the peculiarity is that three exclusive OR elements, two AND elements and a third majority element are additionally introduced into it, the first and second inputs of the j -th ( ) of the AND element, the first input ( )-th and third input of the fourth elements of the exclusive OR are connected respectively to the output and first input ( )-th element of the exclusive OR, the output of the i -th majority element and the combined third input of the OR element, the output of the third majority element, the second inputs of the fifth, sixth, seventh and the first, second inputs of the fourth elements of the exclusive OR are connected respectively to the outputs of the second, third, sixth elements of the exclusive OR and the outputs of the third, second AND elements, the output and the second, third inputs of the third, first input and output of the seventh elements of the exclusive OR, the output of the OR element are connected respectively to the first and second, third inputs of the third majority element, the output of the first AND element and the third, fifth outputs of the binary subtractor, the second, fourth outputs and ( )-th input of which is connected respectively to the outputs of the fifth, fourth and j -th input of the third element 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,…,17, элементы И 21, 22, 23, элемент ИЛИ 3 и мажоритарные элементы 41, 42, 43, причем выход и второй, третий входы элемента 1 j (), первый и второй входы элемента 2 j соединены соответственно с первым и вторым, третьим входами элемента 4 j , выходом и первым входом элемента 1 j +4, выход элемента 43 и j-й вход элемента 14 подключены соответственно к третьему входу элемента 14 и j-му входу элемента 3, выходы элементов 41, 42, 21, 23 и вторые входы элементов 15, 16, 17, 14 соединены соответственно с первыми входами элементов 15, 16, 17, 14 и выходами элементов 12, 13, 16, 22, а первый, второй, третий входы элемента 1 j и выходы элементов 11, 15, 17, 14, 3 подключены соответственно к ()-му, ()-му, ()-му входам и первому, второму, третьему, четвертому, пятому выходам двоичного вычитателя.The binary subtractor contains the elements exclusive OR 1 1 ,…,1 7 , the elements AND 2 1 , 2 2 , 2 3 , the element OR 3 and the majority elements 4 1 , 4 2 , 4 3 , where the output and the second, third inputs of the element 1 j ( ), the first and second inputs of element 2 j are connected respectively to the first and second, third inputs of element 4 j , the output and the first input of element 1 j +4 , the output of element 4 3 and the j -th input of element 1 4 are connected respectively to the third input of element 1 4 and the j -th input of element 3, the outputs of elements 4 1 , 4 2 , 2 1 , 2 3 and the second inputs of elements 1 5 , 1 6 , 1 7 , 1 4 are connected respectively to the first inputs of elements 1 5 , 1 6 , 1 7 , 1 4 and the outputs of elements 1 2 , 1 3 , 1 6 , 2 2 , and the first, second, third inputs of element 1 j and the outputs of elements 1 1 , 1 5 , 1 7 , 1 4 , 3 are connected respectively to ( )-mu, ( )-mu, ( )-th inputs and the first, second, third, fourth, fifth outputs of the binary subtractor.

Работа предлагаемого двоичного вычитателя осуществляется следующим образом. На его ()-й (), ()-й, ()-й входы подаются соответственно двоичные сигналы , которые задают подлежащие обработке трехразрядные двоичные числа , , , причем и определяют значения старших и младших разрядов соответственно. Поскольку наборы (, , ), (, , ), (, , ) значений сигналов равнозначны для группы элементов 1 j , 4 j и поскольку для этой группы являются равнозначными наборы (, , ), (, , ), (, , ), достаточно рассмотреть функционирование предлагаемого двоичного вычитателя при воздействии на группу элементов 1 j , 4 j следующих наборов: (, , ), (, , ), (, , ), (, , ). В представленной ниже таблице приведены все возможные комбинации таких наборов для сигналов ,, и соответствующие этим комбинациям значения выходных сигналов предлагаемого двоичного вычитателя, полученные с учетом работы его элементов.The operation of the proposed binary subtractor is carried out as follows. On its ( )-th ( ), ( )-th, ( )-th inputs are supplied with binary signals respectively , which specify the three-digit binary numbers to be processed , , , moreover And determine the values of the most significant and least significant digits, respectively. Since the sets ( , , ), ( , , ), ( , , ) signal values are equivalent for the group of elements 1 j , 4 j and since for this group the sets ( , , ), ( , , ), ( , , ), it is sufficient to consider the functioning of the proposed binary subtractor when the group of elements 1 j , 4 j is affected by the following sets: ( , , ), ( , , ), ( , , ), ( , , ). The table below shows all possible combinations of such sets for signals. , , and the output signal values corresponding to these combinations of the proposed binary subtractor, obtained taking into account the operation of its elements.

000000 000000 000000 0000000000 011011 000000 000000 1100011000 000000 000000 001001 1111111111 011011 000000 001001 1011110111 000000 000000 011011 1111011110 011011 000000 011011 1011010110 000000 000000 100100 0000100001 011011 000000 100100 1100111001 000000 001001 000000 1111011110 011011 001001 000000 1011010110 000000 001001 001001 1110111101 011011 001001 001001 1010110101 000000 001001 011011 1110011100 011011 001001 011011 1010010100 000000 001001 100100 1111111111 011011 001001 100100 1011110111 000000 011011 000000 1110011100 011011 011011 000000 1010010100 000000 011011 001001 1101111011 011011 011011 001001 1001110011 000000 011011 011011 1101011010 011011 011011 011011 1001010010 000000 011011 100100 1110111101 011011 011011 100100 1010110101 000000 100100 000000 0001000010 011011 100100 000000 1101011010 000000 100100 001001 0000100001 011011 100100 001001 1100111001 000000 100100 011011 0000000000 011011 100100 011011 1100011000 000000 100100 100100 0001100011 011011 100100 100100 1101111011 001001 000000 000000 1110011100 100100 000000 000000 0010000100 001001 000000 001001 1101111011 100100 000000 001001 0001100011 001001 000000 011011 1101011010 100100 000000 011011 0001000010 001001 000000 100100 1110111101 100100 000000 100100 0010100101 001001 001001 000000 1101011010 100100 001001 000000 0001000010 001001 001001 001001 1100111001 100100 001001 001001 0000100001 001001 001001 011011 1100011000 100100 001001 011011 0000000000 001001 001001 100100 1101111011 100100 001001 100100 0001100011 001001 011011 000000 1100011000 100100 011011 000000 0000000000 001001 011011 001001 1011110111 100100 011011 001001 1111111111 001001 011011 011011 1011010110 100100 011011 011011 1111011110 001001 011011 100100 1100111001 100100 011011 100100 0000100001 001001 100100 000000 1111011110 100100 100100 000000 0011000110 001001 100100 001001 1110111101 100100 100100 001001 0010100101 001001 100100 011011 1110011100 100100 100100 011011 0010000100 001001 100100 100100 1111111111 100100 100100 100100 0011100111

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 обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как формирует двоичный код разности трех трехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и бит, определяющий ее знак.The above information allows us to conclude that the proposed binary subtractor has broader functional capabilities compared to the prototype, since it generates a binary code for the difference of three three-digit binary numbers specified by binary signals, and a bit that determines its sign.

Источники информации:Sources of information:

1. Патент РФ 2709653, кл. G06F7/50, 2019 г.1. Russian Federation Patent 2709653, class G06F7/50, 2019.

2. Патент РФ 2789731, кл. G06F7/50, 2023 г.2. Russian Federation Patent 2789731, class G06F7/50, 2023.

Claims (1)

Двоичный вычитатель, содержащий четыре элемента исключающее ИЛИ, элемент И, элемент ИЛИ и два мажоритарных элемента, причем выход и второй, третий входы i-го (), первый и второй входы четвертого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым, третьим входами i-го мажоритарного элемента, первым и вторым входами элемента ИЛИ, а выход первого и первый, второй, третий входы i-го элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с первым выходом и ()-ым, ()-ым, ()-м входами двоичного вычитателя, отличающийся тем, что в него дополнительно введены три элемента исключающее ИЛИ, два элемента И и третий мажоритарный элемент, первый и второй входы j-го () элемента И, первый вход ()-го и третий вход четвертого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с выходом и первым входом ()-го элемента исключающее ИЛИ, выходом i-го мажоритарного элемента и объединенными третьим входом элемента ИЛИ, выходом третьего мажоритарного элемента, вторые входы пятого, шестого, седьмого и первый, второй входы четвертого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с выходами второго, третьего, шестого элементов исключающее ИЛИ и выходами третьего, второго элементов И, выход и второй, третий входы третьего, первый вход и выход седьмого элементов исключающее ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым, третьим входами третьего мажоритарного элемента, выходом первого элемента И и третьим, пятым выходами двоичного вычитателя, второй, четвертый выходы и ()-й вход которого соединены соответственно с выходами пятого, четвертого и j-м входом третьего элементов исключающее ИЛИ.A binary subtractor containing four XOR elements, an AND element, an OR element, and two majority elements, with the output and the second and third inputs of the i -th ( ), the first and second inputs of the fourth exclusive OR elements are connected respectively to the first, second, third inputs of the i -th majority element, the first and second inputs of the OR element, and the output of the first and first, second, third inputs of the i -th exclusive OR elements are connected respectively to the first output and ( )-th, ( )-th, ( )-th inputs of a binary subtractor, characterized in that three exclusive OR elements, two AND elements and a third majority element are additionally introduced into it, the first and second inputs of the j -th ( ) of the AND element, the first input ( )-th and third input of the fourth elements of the exclusive OR are connected respectively to the output and first input ( )-th element of the exclusive OR, the output of the i -th majority element and the combined third input of the OR element, the output of the third majority element, the second inputs of the fifth, sixth, seventh and the first, second inputs of the fourth elements of the exclusive OR are connected respectively to the outputs of the second, third, sixth elements of the exclusive OR and the outputs of the third, second AND elements, the output and the second, third inputs of the third, first input and output of the seventh elements of the exclusive OR, the output of the OR element are connected respectively to the first and second, third inputs of the third majority element, the output of the first AND element and the third, fifth outputs of the binary subtractor, the second, fourth outputs and ( )-th input of which is connected respectively to the outputs of the fifth, fourth and j -th input of the third element of the exclusive OR.
RU2025104040A 2025-02-24 Binary subtractor RU2849027C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2849027C1 true RU2849027C1 (en) 2025-10-22

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621375C1 (en) * 2015-12-08 2017-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary subtractor
RU2629453C1 (en) * 2016-04-19 2017-08-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary subtractor
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
RU2789722C1 (en) * 2022-03-18 2023-02-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary subtractor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621375C1 (en) * 2015-12-08 2017-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary subtractor
RU2629453C1 (en) * 2016-04-19 2017-08-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary subtractor
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
RU2789722C1 (en) * 2022-03-18 2023-02-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary subtractor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2849027C1 (en) Binary subtractor
US5189629A (en) Method of logic gate reduction in a logic gate array
EP0380092A3 (en) Priority order judging device
RU2840388C1 (en) Binary subtractor
RU2847963C1 (en) Binary calculator
RU2842869C1 (en) Comparator of binary numbers
RU2849028C1 (en) Binary number selector
RU2843084C1 (en) Comparator of binary numbers
RU2789722C1 (en) Binary subtractor
RU2789723C1 (en) Device for selecting the smaller of two binary numbers
RU2829014C1 (en) Binary subtractor
RU2708793C1 (en) Modulo three adder
RU2812760C1 (en) Threshold module
RU2789731C1 (en) Binary subtractor
RU2761103C1 (en) Parallel unit counter
RU2681693C1 (en) Binary numbers selection device
RU2762548C1 (en) Adder-multiplier modulo three
RU2809211C1 (en) Binary number comparator
RU2713862C1 (en) MULTIPLIER MODULO q
RU2242044C1 (en) Majority module
RU2787333C1 (en) Binary number comparator
RU2803610C1 (en) Majority module
RU2791462C1 (en) Binary number comparator
RU2778676C1 (en) Arithmetic unit modulo three
RU2789729C1 (en) Logic converter