Устройство для умножения по модулю пять

(51)06 7/49, 7/52 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ПО МОДУЛЮ ПЯТЬ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Авгуль Леонид Болеславович Курносенко Сергей Васильевич Супрун Валерий Павлович Терешко Сергей Михайлович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для умножения по модулю пять, содержащее первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходом младшего разряда результата, отличающееся тем, что содержит второй элемент ИЛИ, элемент сложения по модулю два и семь элементов равнозначности, первый вход первого из которых соединен с входом старшего разряда первого операнда, первым прямым входом второго элемента равнозначности, инверсным входом третьего элемента равнозначности, первым инверсным входом четвертого элемента равнозначности, первым инверсным входом пятого элемента равнозначности, первым прямым входом шестого элемента равнозначности и инверсным входом седьмого элемента равнозначности, первый прямой вход которого соединен с входом среднего разряда первого операнда, вторым входом первого элемента равнозначности, первым прямым входом третьего элемента равнозначности, первым прямым входом четвертого элемента равнозначности и первым прямым входом пятого элемента равнозначности, второй прямой вход 7943 1 2006.04.30 которого соединен с входом старшего разряда второго операнда, инверсным входом второго элемента равнозначности и вторым инверсным входом четвертого элемента равнозначности, второй прямой вход которого соединен с входом среднего разряда второго операнда,вторым инверсным входом пятого элемента равнозначности и вторым прямым входом седьмого элемента равнозначности, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента равнозначности, второй прямой вход которого соединен с входом младшего разряда первого операнда,вторым прямым входом второго элемента равнозначности, вторым прямым входом третьего элемента равнозначности и третьим прямым входом седьмого элемента равнозначности,вход младшего разряда второго операнда соединен с инверсным входом шестого элемента равнозначности и третьим прямым входом третьего элемента равнозначности, выход которого соединен с первым входом элемента сложения по модулю два и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом старшего разряда результата, а второй вход соединен с выходом первого элемента равнозначности и вторым входом элемента сложения по модулю два, третий вход соединен с выходом второго элемента равнозначности и третьим входом элемента сложения по модулю два, четвертый вход которого соединен с выходом четвертого элемента равнозначности, пятый вход соединен с выходом пятого элемента равнозначности, а выход соединен с выходом среднего разряда результата. 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 умножения по модулю пять, содержащее три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, семь элементов И, четыре элемента ЗАПРЕТ и мажоритарный элемент 1. Недостатком устройства является высокая конструктивная сложность. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для умножения по модулю пять, содержащее пять элементов И, три элемента ЗАПРЕТ, три мажоритарных элемента, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент ИЛИ 2. Недостатком известного устройства для умножения по модулю пять также является высокая конструктивная сложность. Изобретение направлено на решение задачи уменьшения конструктивной сложности устройства для умножения по модулю пять. Названный технический результат достигается путем использования новых логических элементов (элемента сложения по модулю два и элементов равнозначности), а также изменением межсоединений элементов в схеме устройства. Устройство для умножения по модулю пять содержит первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходом младшего разряда результата. В отличие от прототипа, устройство содержит второй элемент ИЛИ, элемент сложения по модулю два и семь элементов равнозначности. В устройстве первый вход первого элемента равнозначности соединен с входом старшего разряда первого операнда, первым прямым входом второго элемента равнозначности, инверсным входом третьего элемента равнозначности, первым инверсным входом четвертого элемента равнозначности, первым инверсным входом пятого элемента равнозначности, первым прямым входом шестого элемента равнозначности и инверсным входом седьмого элемента равнозначности. Первый прямой вход седьмого элемента равнозначности соединен с входом среднего разряда первого операнда, вторым входом первого элемента равнозначности, первым прямым входом третьего элемента равнозначности,первым прямым входом четвертого элемента равнозначности и первым прямым входом пятого элемента равнозначности. Второй прямой вход пятого элемента равнозначности соединен с входом старшего разряда второго операнда, инверсным входом второго эле 2 7943 1 2006.04.30 мента равнозначности и вторым инверсным входом четвертого элемента равнозначности. Второй прямой вход четвертого элемента равнозначности соединен с входом среднего разряда второго операнда, вторым инверсным входом пятого элемента равнозначности и вторым прямым входом седьмого элемента равнозначности. Выход седьмого элемента равнозначности соединен с первым входом первого элемента ИЛИ. Второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом шестого элемента равнозначности. Второй прямой вход шестого элемента равнозначности соединен с входом младшего разряда первого операнда, вторым прямым входом второго элемента равнозначности, вторым прямым входом третьего элемента равнозначности и третьим прямым входом седьмого элемента равнозначности. Вход младшего разряда второго операнда соединен с инверсным входом шестого элемента равнозначности и третьим прямым входом третьего элемента равнозначности. Выход третьего элемента равнозначности соединен с первым входом элемента сложения по модулю два и первым входом второго элемента ИЛИ. Выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом старшего разряда результата, а второй вход соединен с выходом первого элемента равнозначности и вторым входом элемента сложения по модулю два, третий вход соединен с выходом второго элемента равнозначности и третьим входом элемента сложения по модулю два. Четвертый вход элемента сложения по модулю два соединен с выходом четвертого элемента равнозначности, пятый вход соединен с выходом пятого элемента равнозначности, а выход соединен с выходом среднего разряда результата. На фигуре представлена схема устройства для умножения по модулю пять. Устройство для умножения по модулю пять содержит семь элементов равнозначности 1-7, два элемента ИЛИ 8 и 9, элемент сложения по модулю два 10, входы старшего, среднего и младшего разрядов первого операнда 11, 12 и 13 соответственно, входы старшего,среднего и младшего разрядов второго операнда 14, 15 и 16 соответственно, выходы старшего, среднего и младшего разрядов результата 17, 18 и 19 соответственно. Отметим, что второй 2 и шестой 6 элементы равнозначности имеют по одному инверсному и по два прямых входа, третий 3 и седьмой 7 элементы равнозначности - по одному инверсному и по три прямых входа, четвертый 4 и пятый 5 элементы равнозначности - по два инверсных и по два прямых входа. Устройство выполняет умножение по модулю пять двух полных операндов 5,где 0,5 ,0,5 ,0,5 . При этом операнды ,и результаткодируются трехразрядными двоичными кодами следующим образом. Десятичная цифра Двоичный код(1,1,0) Работа устройства для умножения по модулю пять описывается приводимой ниже таблицей. Как следует из таблицы, на некоторых наборах кортеж (1, 2, 3) двоичных разрядов результатаимеет вид (0,0,1) или (1,1,0). Это правомерно, поскольку на входах устройства действуют полные операнды, и 0555. Устройство для умножения по модулю пять построено согласно следующим соотношениям 1(1 ,2 )(1 ,3 , 1 )(1 ,2 ,3 ,3 )2(1 ,2 )(1 ,3 , 1 )(1 ,2 ,3 ,3 )(1 ,2 , 1 ,2 )(1 ,2 , 1 ,2 )3(1 ,3 ,3 )(1 ,2 ,3 ,2 ) ,7943 1 2006.04.30 где(1 ,2 )1212- функция равнозначности. Очевидно, что(1 ,1 )1111. Достоинствами устройства для умножения по модулю пять являются простая конструкция и высокое быстродействие. Таблица работы устройства для умножения по модулю пять Первый операндВторой операндРезультатДесятичная Двоичный код Десятичная Двоичный код Десятичная Двоичный код цифра цифра цифра 1/11 х 2/12 х 3/13 1/14 2/15 3/16 1/17 2/18 3/19 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 5 0 1 0 1 1 0 1 5 0 1 1 1 1 0 2 5 1 0 0 1 1 0 3 5 1 0 1 1 1 0 4 5 1 1 0 1 1 0 5 5 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 2 2 1 0 0 1 0 0 3 3 1 0 1 1 0 1 4 4 1 1 0 1 1 0 5 5 0 1 1 0 0 1 1 1 0 2 0 5 0 1 0 0 1 1 1 2 0 1 1 1 0 1 2 4 1 0 0 0 1 0 3 1 1 0 1 1 0 0 4 3 1 1 0 0 0 1 5 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 3 0 0 0 1 0 1 0 0 1 3 0 1 1 0 1 0 2 1 1 0 0 1 0 1 3 4 1 0 1 0 1 1 4 2 1 1 0 1 1 0 5 5 1 0 1 0 0 1 1 1 0 4 0 5 0 1 0 1 0 1 1 4 0 1 1 1 0 0 2 3 1 0 0 0 1 1 3 2 1 0 1 0 1 0 4 1 1 1 0 0 0 1 5 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 5 0 5 0 1 0 1 1 0 1 5 0 1 1 1 1 0 2 5 1 0 0 1 1 0 3 5 1 0 1 1 1 0 4 5 1 1 0 1 1 0 5 5(прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4