Логические элементы. Карты Карно. Триггеры. Регистры. Счетчики. Запоминающие устройства ЭВМ, страница 6

При выполнении операции вычитания уменьшаемое представляется в прямом коде, вычитаемое в обратном.

При представлении вычитаемого в дополнительном коде, в СМ (сумматоре) к его младшему разряду прибавляется 1-ца.

СФПР реализует следующие переключательные функции:

ü  - есть перенос из знакового разряда и нет переноса из старшего цифрового разряда, т.е. происходит переполнение разрядной сетки сумматора.

ü  - знаковый разряд равен 0-ю, и нет переноса из старшего цифрового разряда, на выходе положительное число.

ü  - знаковый разряд равен 1-це, нет переполнения разрядной сетки, на выходе отрицательное число.

ü  - на выходную шину выводится 00, что означает что результат рвен0-ю.

При реализации операции умножения происходит многократное сложение множимого с семой частичных произведений.

АЛУ для умножения чисел с ф.з.

Операция умножения представляет собой совокупность операций последовательного сложения.

Начало каждой операции характеризуется анализом очередной цифры множителя, если эта цифра равна 1-це, то происходит сложение РгΣЧП (регистра суммы частичных произведений) с содержимым РгМт (регистра множителя), ели данная цифра равна 0-ю, то сложение не происходит.

Каждый цикл заканчивается либо сдвигом суммы частичных произведений относительно множимого, либо сдвигом множимого относительно неподвижной суммы частичных произведений.

Существует четыре основных способа умножения чисел с ф.з.:

ü 1-й способ: Умножение начинается с младших разрядов множителя, и сдвиге суммы частичных произведений вправо, при этом регистр множимого является неподвижным.

РгМт – регистр множителя;

РгΣЧП – регистр частичных произведений;

РгМн – регистр множимого.

Отличительной особенностью данного способа является одинаковый размер всех регистров.

ü 2-й способ: Умножение начинается с младших разрядов множителя, при неподвижной сумме частичных произведений, и сдвиге регистра множимого влево.

РгΣЧП и РгМн имеют двойную длину относительно РгМт. В свою очередь РгМт содержит цепи сдвига вправо, а РгМн содержит цепи сдвига влево.

В заштрихованном секторе РгМн располагается множимое

ü 3-й способ: Умножение начинается со старшего разряда множителя при неподвижном множимом, и сдвиге суммы частичных произведений влево.

В данном случае РгΣЧП имеет двойную длину по отношению к РгМт, а также РгΣЧП и РгМн имеют цепи сдвига влево.

Каждый цикл заканчивается сдвигом суммы частичных произведений влево, при этом РгМн остается неизменным.

ü 4-й способ: Умножение начинается со старших разрядов множителя при неподвижной суммы частичных произведений и сдвигом множимого вправо. РгМн и РгΣЧП имеют двойную длину относительно РгМт, при этом РгМт содержит цепи сдвига влево, а РгМн вправо.

Четвертый метод является самым сложным, но может применяться без изменения регистровой схемы  АЛУ для деления чисел с ф.з.

Функциональная схема АЛУ для умножения чисел с ф.з. по методу 1

Уп – младший разряд регистра, который поступает на УУ

БМУ – блок местного управления

Под действием УС1 и УС2 происходит запись с выходной шины в РгХ (регистр Х) и РгY (регистр Y).

СМ (сумматор) служит для сложения множимого с суммой частичных произведений.

РгСМ (регистр семматора) соединен цепью сумматора. Производит сдвиг множителя вправо и служит для хранения старших разрядов суммы частичных произведений.

БРгСМ – буферный регистр сумматора. Служит для хранения старших разрядов сумма частичных произведений без знакового (0-го) разряда.

БРгY – буферный регистр Y служит для хранения множителя с учетом его очередного сдвига.

Сч – счетчик. Двоичный счетчик который вырабатывает тактовый импульс и служит для подсчета тактов умножения.

Входными сигналами в БМУ являются: Уп – значение младшего разряда множителя, Q – выходной сигнал двоичного счетчика, у₀ – значение знакового разряда множителя, х₀ – значение младшего разряда множимого.

Определение знака произведения в БМУ осуществляется схемой сложения по модулю два.

Результат равен 1-це, если знаковые разряды сомножителей не равны между собой (отрицательный результат). Результат равен 0-ю, если знаковые разряды равны между собой (положительный результат).

Данный результат под действием УС12 заносится в нулевой разряд РгСЧП по окончании цикла умножений.

УС1 осуществляет запись множимого в РгХ

УС2 осуществляет запись множителя в РгY

УС3 – в том случае если очередная цифра множимого равна 1-це, то данный сигнал обрабатывается, и под действием УС4 осуществляется сложение множимого с суммой частичных произведений, которая содержится в РгСМ. Если цифра равна 0-ю, то происходит сдвиг содержимого БРгСМ на один разряд вправо.

УС5 осуществляет сдвиг результата сложения и передачу его результата в РгСМ.

УС6 производит запись младших разрядов РгΣЧП в БРгСМ.

УС7 осуществляет прямую запись старших разрядов суммы частичных произведений в БРгСМ.

УС8 осуществляет передачу множителя в БРгY со сдвигом на один разряд вправо.

УС9 – множитель сдвинутый на один разряд вправо, под действием УС9 записывается в РгY

УС10 осуществляет сброс старших разрядов произведения в оперативную память.

УС11 – сброс младших разрядов произведения в оперативную память.

Вопросы для самоконтроля.

1.  Виды АЛУ и операции, выполняемые в АЛУ

2.  Способы умножения чисел в АЛУ.

3.  Функциональная схема АЛУ магистрального типа.

4.  Функциональная схема АЛУ для сложения чисел.

5.  Функциональная схема АЛУ для умножения чисел

6.  Функциональная схема АЛУ для вычитания чисел.