Устройство для формирования остатка по модулю пять

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОСТАТКА ПО МОДУЛЮ ПЯТЬ(72) Автор Авгуль Леонид Болеславович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр ДЭЛС(57) Устройство для формирования остатка по модулю пять, содержащее сумматор унитарных кодов по модулю пять, отличающееся тем, что содержит первый, второй, третий и четвертый блоки вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять, при этом -й, где 1,,4, 5, 6, , а разрядность входного слова 4, вход -го, где 1, 4 , блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с(44)-м разрядом входного слова, выход равно нулю -го блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с -м входом группы входов 14034 1 2011.02.28 равно нулю сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равнопервого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с первым входом группы входов равносумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно единице второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен со вторым входом группы входов равно двум сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно двум второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен со вторым входом группы входов равно четырем сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно трем второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен со вторым входом группы входов равно единице сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно четырем второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен со вторым входом группы входов равно трем сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно единице третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с третьим входом группы входов равно четырем сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно двум третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с третьим входом группы входов равно трем сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно трем третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с третьим входом группы входов равно двум сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно четырем третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с третьим входом группы входов равно единице сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно единице четвертого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с четвертым входом группы входов равно четырем сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно двум четвертого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с четвертым входом группы входов равно трем сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно трем четвертого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с четвертым входом группы входов равно двум сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно четырем четвертого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с четвертым входом группы входов равно единице сумматора унитарных кодов по модулю пять, выход равно 1, где 1, 5 , сумматора унитарных кодов по модулю пять соединен с -м выходом устройства. 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 формирования остатка по модулю пять с накоплением, содержащее , где 1, 2, 3,4 - разрядность входного слова, блоков модулярного сложения унитарного кода с двоичной тетрадой, каждый из которых содержит четыре группы элементов 2-2 И-2 ИЛИ, по пять элементов в каждой, и четыре элемента НЕ 1. Недостатком устройства является низкое быстродействие, определяемое большой глубиной схемы. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для формирования остатка по модулю пять, содержащее четыре блока вычисления фундаментальных симметрических булевых функций, двенадцать элементов ИЛИ, два сумматора по модулю пять и вычитатель по модулю пять 2. Недостатком известного устройства является высокая конструктивная сложность. Изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции устройства для формирования остатка по модулю пять. 2 14034 1 2011.02.28 Названный технический результат достигается путем использования в схеме устройства блоков вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять. Устройство для формирования остатка по модулю пять содержит сумматор унитарных кодов по модулю пять. В отличие от прототипа, устройство содержит первый, второй, третий и четвертый блоки вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять. При этом -й, где 1,, где 4, 5, 6, , где 4 - разрядность входного слова,вход -го, где 1, 4 , блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с (44)-м разрядом входного слова. Выход равно нулю -го блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с -м входом группы входов равно нулю сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равнопервого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с первым входом группы входов равносумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно единице второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен со вторым входом группы входов равно двум сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно двум второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен со вторым входом группы входов равно четырем сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно трем второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен со вторым входом группы входов равно единице сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно четырем второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен со вторым входом группы входов равно трем сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно единице третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с третьим входом группы входов равно четырем сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно двум третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с третьим входом группы входов равно трем сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно трем третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с третьим входом группы входов равно двум сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно четырем третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с третьим входом группы входов равно единице сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно единице четвертого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с четвертым входом группы входов равно четырем сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно двум четвертого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с четвертым входом группы входов равно трем сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно трем четвертого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с четвертым входом группы входов равно двум сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно четырем четвертого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять соединен с четвертым входом группы входов равно единице сумматора унитарных кодов по модулю пять. Выход равно 1, где 1, 5 , сумматора унитарных кодов по модулю пять соединен с -м выходом устройства. На фигуре представлена схема устройства для формирования остатка по модулю пять. Устройство содержит четыре блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять 1-4, сумматор унитарных кодов по модулю пять 5,входов 61-6 разрядов входного слова с номерами 43 (1,4, 5, 6,4 - разрядность входного слова),входов 71-7 разрядов входного слова с номерами 42,входов 81-8 разрядов входного слова с номерами 41,входов 91-9 разрядов входного слова с номерами 4,выходы равно нулю 10, равно единице 11, равно двум 12, равно трем 13 и равно четырем 14. 3 14034 1 2011.02.28 Поясним принцип работы предлагаемого устройства. Устройство вычисляет остаток по модулю пять -разрядного двоичного слова 2-12-2 х-12 х 21,0, 1,1,, представленный в виде пятиразрядного унитарного двоичного кода 5(0, 1, , 4).(1) При этом 11 тогда и только тогда, когда 5,0,1,2,3,4. Без потери общности полагаем, что 4,4, 5, 6,Представим (1) в виде При этом элементы унитарного двоичного кода 0,1 и 1 тогда и только когда 5,1, 4,0, 4. Принимая во внимание (3)-(6), преобразуем (2) к виду(1234)5,1 1 где 115(0 , 1 , 1 , 1 , 1 )( 1 , 1 , 1 , 1 , 1 ) 2 3 4 0 1 2 3 4 Элементы унитарных двоичных кодов с 0,1 и с 1 тогда и только тогда, когда,1, 4,0, 4. Предлагаемое устройство для формирования остатка по модулю пять работает в соответствии с (3)-(7). Блоки вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять 1, 2, 3 и 4 вычисляют модулярные суммы соответственно 1, 2, 3 и 4, представляемые в виде пяти разрядных унитарных двоичных кодов (0 , 1 ,2 ,3 ,4 ),1, 4 . Сумматор унитарных кодов по модулю пять 5 выполняет сложение по модулю пять четырех унитарных кодов 1, 2, 3 и 4 согласно (7). 2 4 2 4 При этом кортеж двоичных переменных ( 1 ,0 ,3 ,0 )( 1 ,0 ,3 ,0 ) поступает входы 0 0 0 0 2 3 4 4 равно нулю сумматора 5, кортеж ( 1 , 1 , 1 , 1 )( 1 ,2 ,3 ,3 ) - на входы равно единице 1 2 4 1 14034 1 2011.02.28 4 сумматора 5, кортеж ( 1 ,2 ,3 ,4 )( 1 ,2 ,3 , 1 ) - на входы равно двум сумматора 5,2 4 3 2 2 2 2 2 4 2 кортеж ( 1 ,3 ,3 ,3 )( 1 , 1 ,3 ,4 ) - на входы равно трем сумматора 5, кортеж 3 2 4 3 3 2 3( 1 ,2 ,3 ,4 )( 1 ,3 , 1 ,4 ) - на входы равно четырем сумматора 5. 4 2 4 4 4 4 Устройство для формирования остатка по модулю пять работает следующим образом. На входы 61, 62 6 подаются двоичные разряды 1, 5, , -3 входного слова 2-12-2-12 х 21, на входы 71, 727 - разряды х 2, х 6, , х-2, на входы 81,82, , 8 - разряды 3, 7, , -1, на входы 91, 92 9 - разряды 4, 8, , . На выходах 10, 11 14 формируются соответственно разряды 0, 1 4 результата 5(0, 1 4) свертки по модулю пять входного слова . Проиллюстрируем работу устройства на примере свертки по модулю пять двоичного слова 3231 х 2 х 111010001111001011001011101101101 (32,8). Очевидно, что на входы первого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять 1 поступает вектор переменных (х 1, 5 29)(10111011) на входы второго блока 2 - вектор (2, 6 30)(01100100) на входы третьего блока 3 - вектор (3,7, , 31)(11101101) на входы четвертого блока 4 - вектор (4, 8, , 32)(10010101). На выходах первого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций по модулю пять 1 формируется кортеж (10, 11 14)(01000) на выходах второго блока 2 - кортеж (20, 21 24)(00010) на выходах третьего блока 3 - кортеж (30, 3134)(01000) на выходах четвертого блока 4 - кортеж (40, 4144)(00001). Тогда на входы равно нулю сумматора унитарных кодов по модулю пять 5 поступает 2 4 2 4 кортеж ( 1 ,0 ,3 ,0 )( 1 ,0 ,3 ,0 )(0000) на входы равно единице сумматора 5 - кортеж 0 0 0 0 2 3 4 4( 1 , 1 , 1 , 1 )( 1 ,2 ,3 ,3 )(1100) на входы равно двум сумматора 5 - кортеж 1 2 4 1 4( 1 ,2 ,3 ,4 ) ( 1 ,2 ,3 , 1 )(0001) на входы равно трем сумматора 5 - кортеж 2 4 3 2 2 2 2 2 4 2( 1 ,3 ,3 ,3 )( 1 , 1 ,3 ,4 )(0000) на входы равно четырем сумматора 5 - кортеж 3 2 4 3 3 3( 1 ,2 ,3 ,4 )( 1 ,3 , 1 ,4 )(0010). 4 3 2 4 4 4 4 На выходах сумматора унитарных кодов по модулю пять 5 формируется пятиразрядный унитарный код (0, 14) результата свертки по модулю пять входного слова 5 2 4 2 3 45(0, 1, , 4)(0( 1030 )1( 1111 )2( 1234 )0 0 1 2 2 2 2 1 2 3 4 1 2 3 43(3333 )4(4444 ) )5(0(0000)1(1100)2(0001)3(0000) 4(00105(0,0,0,1,0). Таким образом, для рассматриваемого примера на выходах 10, 11, 12 и 14 устройства будет присутствовать сигнал логического нуля, а на выходе 13 - сигнал логической единицы. Это соответствует остатку по модулю пять, равному трем 51101000111100101100101110110110153. В десятичной системе счисления 2313223031 2213521484653. Следовательно, 5352148465353. Достоинствами устройства для формирования остатка по модулю пять являются простая конструкция и высокое быстродействие. Источники информации 1. Патент РБ 11754, МПК 06 7/00,03 М 7/00, 2009. 2. Патент РФ 2045771, МПК 06 11/00, 1995 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5