Проектирование арифметико-логического устройства для выполнения операций сложения и вычитания чисел с плавающей точкой, страница 3

После выравнивания порядков мантиссы операндов и их знаки подаются на сумматор См, причем мантисса операнда В подается в прямом или дополнительном коде в зависимости от операции (сложение или вычитание). Мантисса результата записывается в регистр РгМ, знак мантиссы в триггер знака ТгЗн. Затем производится нормализация результата.

Перед началом процесса нормализации проводится проверка мантиссы на равенство нулю, и если все разряды мантиссы будут равны нулю, то операция не проводится.

При выполнении операции нормализации сдвиг мантиссы результата влево осуществляется за счет косой передачи между регистрами РгМ и РгМ’, одновременный декремент порядка результата осуществляется в счетчике СчП. Процесс нормализации происходит до тех пор, пока старшие 4 разряда мантиссы не примут значение отличное от нуля.

После нормализации производится выдача результата и операция завершается.

 


2.2 Описание электрической функциональной схемы АЛУ для сложения и вычитания чисел с плавающей точкой

Интерфейс схемы

МА1-16 – мантисса операнда А

ПА1-7 – смещенный порядок операнда А

ЗнА – знак мантиссы операнда А

МВ1-16 – мантисса операнда В

ПВ1-7 – смещенный порядок операнда В

ЗнВ – знак мантиссы операнда В

ПрОп – прием операндов и запуск выполнения операции

КОП – код операции, 0 – сложение, 1 – вычитание

СБ – установка схемы в исходное состояние

СИ – синхроимпульсы

М1-М16 – мантисса результата

П1-П7 – порядок результата

Зн – знак результата

КонОп – признак конца операции

Основные узлы схемы

·  Регистры D15-D17 – служат для хранения входных операндов и сдвига мантисс при выравнивании порядков.

·  Регистры D20-D23 – используются для сдвига мантисс при выравнивании порядков.

·  Счетчик циклов D18 и дешифратор D19 – используются для формирования управляющих сигналов.

·  Триггер D6 – управляет подачей синхросигналов на счетчик циклов через коньюнктор D11.

·  Сумматоры D28 и D29 – служат для сравнения порядков.

·  Счетчик D30 – используется для управления процессом сдвига мантисс при выравнивании порядков.

·  Сумматоры D42-D46 – служат для сложения мантисс.

·  Счетчики D48 и D49 – служат для хранения порядка результата вычислений и декремента порядка при нормализации результата.

·  Регистры D52 и D53 – служат для хранения мантиссы результата вычислений и сдвига мантиссы при нормализации результата в паре с регистрами D63 и D64.

·  Триггер D54 – служит для хранения знака мантиссы результата вычислений.

·  Триггер D66 – хранит признак окончания операции.

Исходное состояние схемы

В исходном состоянии счетчик циклов D18 хранит значение 0000, триггер D6 в нуле, это значение подается на коньюнктор D11 и синхросигналы на счетчик циклов не подаются. На управляющее входы Е входных буферов D1-D4 со входа 2 дешифратора D19 подается ноль, а на регистры D20- D23 инверсия этого сигнала, то есть 1. В результате на входы регистров D12, D13, D15, D16 поступает информация со входов схемы.

Состояние других элементов значения не имеет.

Подача входных операндов, кода операции и запуск выполнения операции

Операнды подаются на соответствующие входы схемы, код операции подается на вход КОП и должен поддерживаться там в течение всей операции.

По сигналу ПрОп операнды записываются в соответствующие входные регистры – мантисса операнда А в D12, D13, порядок и знак операнда А в D14, мантисса операнда В в D15, D16, порядок и знак операнда В D17.

Также сигнал ПрОп подается на вход S триггера D6 и он устанавливается в единицу. Эта единица поступает на вход коньюнктора D11, также на его входы подаются сигналы с выходов элементов И-НЕ D7, D8. На один из входов D7 приходит 0 с выхода 2 дешифратора D19, а на один из входов D8 0 с выхода 6. В результате на выходах элементов D7, D8 и коньюнктор D11 начинает пропускать синхроимпульсы на вход счетчика циклов D18. Выполнение операции начинается.

Первый такт

«1» на выходе 0 дешифратора D19.

В данном такте происходит определение большего порядка, числа на которое отличаются порядки, и выполняется проверка, допустимо ли это число (не более 3). Управляющие сигналы в данном такте не выдаются.