RU2849027C1 - Binary subtractor - Google Patents
Binary subtractorInfo
- 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
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 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.
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)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2849027C1 true RU2849027C1 (en) | 2025-10-22 |
Family
ID=
Citations (5)
| 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)
| 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 |