close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3707

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3707
(13)
C1
(51)
(12)
6
G 06F 7/49
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ ПО МОДУЛЮ СЕМЬ
(21) Номер заявки: a 19980687
(22) 1998.07.20
(46) 2000.12.30
(71) Заявитель: Белорусский
государственный
университет (BY)
(72) Авторы: Авгуль Л.Б., Супрун В.П. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский
государственный университет (BY)
BY 3707 C1
(57)
Устройство для сложения по модулю семь, содержащее девять элементов И и шесть элементов сложения по
модулю два, i-й (i = 1, 2) вход j-го (j = 1, 2, 3) из которых соединен с i-м входом j-го элемента И и входом j-го разряда i-го операнда, выход (j + 3)-го элемента сложения по модулю два соединен с выходом j-го разряда результата,
выход первого элемента сложения по модулю два соединен с первым входом четвертого элемента И, первым входом четвертого элемента сложения по модулю два, первым входом пятого элемента И и первым входом шестого
элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а третий вход соединен с выходом
второго элемента сложения по модулю два, первым входом пятого элемента сложения по модулю два, первым
BY 3707 C1
ходом седьмого элемента И и первым входом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с выходом
первого элемента И, а третий вход соединен с выходом третьего элемента сложения по модулю два, первым входом шестого элемента сложения по модулю два, первым входом девятого элемента И и вторым входом четвертого
элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, отличающееся тем, что дополнительно введены элементы И с десятого по двадцать четвертый и три мажоритарных элемента с порогом два, i-й вход jго из которых соединен с входом j-го разряда i-го операнда, вход j-го разряда третьего операнда соединен с третьим входом j-го элемента сложения по модулю два, третьим входом j-го мажоритарного элемента с порогом два и
третьим входом j-го элемента И, выход первого элемента сложения по модулю два соединен с первым входом десятого элемента И, вторым входом седьмого элемента И и первым входом одиннадцатого элемента И, выход второго элемента сложения по модулю два соединен со вторым входом девятого элемента И, первым входом двенадцатого элемента И и первым входом тринадцатого элемента И, выход третьего элемента сложения по модулю два
соединен со вторым входом пятого элемента И, первым входом четырнадцатого элемента И и первым входом пятнадцатого элемента И, выход первого мажоритарного элемента с порогом два соединен со вторым входом шестого
элемента сложения по модулю два, третьим входом девятого элемента И, вторым входом четырнадцатого элемента И, вторым входом пятнадцатого элемента И, первым входом шестнадцатого элемента И, первым входом семнадцатого элемента И и первым входом восемнадцатого элемента И, выход второго мажоритарного элемента с порогом два соединен со вторым входом четвертого элемента сложения по модулю два, третьим входом пятого
элемента И, вторым входом десятого элемента И, вторым входом одиннадцатого элемента И, вторым входом восемнадцатого элемента И, первым входом девятнадцатого элемента И и первым входом двадцатого элемента И,
выход третьего мажоритарного элемента с порогом два соединен со вторым входом пятого элемента сложения по
модулю два, третьим входом седьмого элемента И, вторым входом двенадцатого элемента И, вторым входом тринадцатого элемента И, вторым входом семнадцатого элемента И, вторым входом девятнадцатого элемента И и
первым входом двадцать первого элемента И, выход первого элемента И соединен с третьим входом тринадцатого
элемента И, третьим входом девятнадцатого элемента И, вторым входом двадцатого элемента И, первым входом
двадцать второго элемента И и первым входом двадцать третьего элемента И, выход второго элемента И соединен
с третьим входом пятнадцатого элемента И, третьим входом семнадцатого элемента И, вторым входом двадцать
первого элемента И, вторым входом двадцать второго элемента И и первым входом двадцать четвертого элемента
И, выход третьего элемента И соединен с третьим входом десятого элемента И, третьим входом восемнадцатого
элемента И, вторым входом шестнадцатого элемента И, вторым входом двадцать третьего элемента И и вторым
входом двадцать четвертого элемента И, входы с третьего по девятый четвертого элемента сложения по модулю
два соединены соответственно с выходами четвертого, девятого, десятого, двенадцатого, шестнадцатого, девятнадцатого и двадцать второго элементов И, входы с третьего по девятый пятого элемента сложения по модулю два
соединены соответственно с выходами пятого, шестого, тринадцатого, четырнадцатого, семнадцатого, двадцатого
и двадцать четвертого элементов И, входы с третьего по девятый шестого элемента сложения по модулю два соединены соответственно с выходами седьмого, восьмого, одиннадцатого, пятнадцатого, восемнадцатого, двадцать
первого и двадцать третьего элементов И.
(56)
1. BY 960443 A, 1998.
2. RU 2018925 C1, 1994.
3. SU 1603371 A1, 1990.
4. SU 1603372 A1, 1990.
Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано для
построения систем аппаратурного контроля и вычислительных устройств, реализующих алгоритмы модулярной арифметики.
Известно устройство для сложения и вычитания трех чисел по модулю 2n-1, содержащее сумматор двух чисел
по модулю 2n-1, и одноразрядных двоичных сумматоров и n полусумматоров [1].
Недостатком устройства является низкое быстродейстие, определяемое большой глубиной схемы.
Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для сложения по модулю семь (сумматор по модулю семь), содержащее шесть
элементов сложения по модулю два, три элемента ИЛИ и девять элементов И [2]. Устройство выполняет
сложение по модулю семь двух полных операндов (значения операндов и модулярной суммы принадлежат
множеству {000, 001, 010,..., 111}).
Недостатком известного устройства для сложения по модулю семь являются ограниченные функциональные возможности, так как устройство не выполняет операцию сложения по модулю семь трех полных
операндов.
Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей устройства для
сложения по модулю семь.
2
BY 3707 C1
Названный технический результат достигается путем введения в состав устройства новых логических
элементов, а также изменением связей между элементами устройства.
Устройство для сложения по модулю семь содержит девять элементов И и шесть элементов сложения по модулю
два, i-й (i=l, 2) вход j-го (j=1, 2, 3) из которых соединен с i-м входом j-го элемента И и входом j-го разряда i-го операнда, выход (j+3)-го элемента сложения по модулю два соединен с выходом j-го разряда результата, выход первого элемента сложения по модулю два соединен с первым входом четвертого элемента И, первым входом четвертого элемента сложения по модулю два, первым входом пятого элемента И и первым входом шестого элемента И, второй
вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а третий вход соединен с выходом второго элемента сложения по модулю два, первым входом пятого элемента сложения по модулю два, первым входом седьмого элемента И и
первым входом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а третий вход
соединен с выходом третьего элемента сложения по модулю два, первым входом шестого элемента сложения по модулю два, первым входом девятого элемента И и вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И.
В отличие от прототипа в устройство дополнительно введены элементы И с десятого по двадцать четвертый и
три мажоритарных элемента с порогом два, i-й вход j-го из которых соединен с входом j-го разряда i-го операнда,
вход j-го разряда третьего операнда соединен с третьим входом j-го элемента сложения по модулю два, третьим
входом j-го мажоритарного элемента с порогом два и третьим входом j-го элемента И, выход первого элемента
сложения по модулю два соединен с первым входом десятого элемента И, вторым входом седьмого элемента И и
первым входом одиннадцатого элемента И, выход второго элемента сложения по модулю два соединен со вторым
входом девятого элемента И, первым входом двенадцатого элемента И и первым входом тринадцатого элемента И,
выход третьего элемента сложения по модулю два соединен со вторым входом пятого элемента И, первым входом
четырнадцатого элемента И и первым входом пятнадцатого элемента И, выход первого мажоритарного элемента с
порогом два соединен со вторым входом шестого элемента сложения по модулю два, третьим входом девятого
элемента И, вторым входом четырнадцатого элемента И, вторым входом пятнадцатого элемента И, первым входом шестнадцатого элемента И, первым входом семнадцатого элемента И и первым входом восемнадцатого элемента И, выход второго мажоритарного элемента с порогом два соединен со вторым входом четвертого элемента
сложения по модулю два, третьим входом пятого элемента И, вторым входом десятого элемента И, вторым входом
одиннадцатого элемента И, вторым входом восемнадцатого элемента И, первым входом девятнадцатого элемента
И и первым входом двадцатого элемента И, выход третьего мажоритарного элемента с порогом два соединен со
вторым входом пятого элемента сложения по модулю два, третьим входом седьмого элемента И, вторым входом
двенадцатого элемента И, вторым входом тринадцатого элемента И, вторым входом семнадцатого элемента И,
вторым входом девятнадцатого элемента И и первым входом двадцать первого элемента И, выход первого элемента И соединен с третьим входом тринадцатого элемента И, третьим входом девятнадцатого элемента И, вторым
входом двадцатого элемента И, первым входом двадцать второго элемента И и первым входом двадцать третьего
элемента И, выход второго элемента И соединен с третьим входом пятнадцатого элемента И, третьим входом семнадцатого элемента И, вторым входом двадцать первого элемента И, вторым входом двадцать второго элемента И
и первым входом двадцать четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен с третьим входом десятого
элемента И, третьим входом восемнадцатого элемента И, вторым входом шестнадцатого элемента И, вторым входом двадцать третьего элемента И и вторым входом двадцать четвертого элемента И, входы с третьего по девятый
четвертого элемента сложения по модулю два соединены соответственно с выходами четвертого, девятого, десятого, двенадцатого, шестнадцатого, девятнадцатого и двадцать второго элементов И, входы с третьего по девятый
пятого элемента сложения по модулю два соединены соответственно с выходами пятого, шестого, тринадцатого,
четырнадцатого, семнадцатого, двадцатого и двадцать четвертого элементов И, входы с третьего по девятый шестого элемента сложения по модулю два соединены соответственно с выходами седьмого, восьмого, одиннадцатого, пятнадцатого, восемнадцатого, двадцать первого и двадцать третьего элементов И.
На чертеже (фиг. 1 ) представлена схема устройства для сложения по модулю семь.
Устройство содержит шесть элементов сложения по модулю два 1-6, три мажоритарных элемента с порогом
два 7-9, двадцать четыре элемента И 10-33, входы старших разрядов 34-36, входы средних разрядов 37-39, входы
младших разрядов 40-42 первого, второго и третьего операндов, выход старшего разряда 43, выход среднего разряда 44 и выход младшего разряда 45 результата.
Устройство выполняет сложение по модулю семь трех полных операндов
X=4x1 + 2х2 + х3, Y=4y1 + 2у2+y3 и Z=4z1 + 2z2 + z3:
R = 4r1 + 2r2 + r3 = (X+Y+ Z)mod7,
где
хi, yi zi, ∈ {0,l}; i =l, 2, 3; X, Y, Z, R ∈ {0, 1, 2,...,7}.
Устройство для сложения no модулю семь работает следующим образом.
На входы 34, 35 и 36 поступают старшие разряды х1, y1 и z1 первого, второго и третьего операндов, на
входы 37, 38 и 39 - средние разряды х2, у2 и z2 первого, второго и третьего операндов, на входы 40, 41 и 42 младшие разряды х3, у3 и z3 первого, второго и третьего операндов. На выходах 43, 44 и 45 формируются
3
BY 3707 C1
значения соответственно старшего r1, среднего r2 и младшего r3 разрядов результата операции сложения по
модулю семь трех полных операндов.
Работа устройства для сложения по модулю семь описывается приводимой ниже таблицей.
Схема устройства для сложения по модулю семь построена в соответствии со следующими соотношениями:
r1=L1⊕M2⊕L1K2L3⊕L1M2K3⊕M1L2L3⊕K1M2M3⊕K1K2⊕M1K3⊕L2M3;
r2=L2⊕M3⊕L1L2K3⊕L1M2L3⊕M1K2M3⊕K1L2M3⊕K2K3⊕K1M3⊕M1L3;
r3=L3⊕M1⊕L1L2M3⊕M1M2K3⊕M1K2L3⊕K1L2L3⊕K1K3⊕L1M2⊕K2M3.
где
Li=xi⊕yi⊕zi; Ki=xiyizi; i=1, 2, 3;
Mi=Mi(xi, уi, zi,) - функция мажоритарного элемента с порогом два.
Отметим, что функция Mi определяется следующим образом:
1, если xi+yi+zi ≥ 2;
Mi=
0, если xi+yi+zi < 2.
Достоинством устройства для сложения по модулю семь является высокое быстродействие, которое определяется глубиной схемы и равно 3τ, где τ - задержка на вентиль.
Таблица работы устройства для сложения по модулю семь
Арифметическая сумма X+Y+Z=
= 4(x1+y1+z1) + 2(x2+y2+z2) +x3+y3+z3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Модулярная сумма R = 4r1+2r2+r3 = (X + Y+ Z)mod7
r1/43
r2/44
r3/45
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
129 Кб
Теги
by3707, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа