Устройство для формирования остатка по модулю семь с накоплением

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОСТАТКА ПО МОДУЛЮ СЕМЬ С НАКОПЛЕНИЕМ(72) Авторы Авгуль Леонид Болеславович Кряжев Виктор Иванович Курносенко Сергей Васильевич Терешко Сергей Михайлович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр ДЭЛС(57) Устройство для формирования остатка по модулю семь с накоплением, характеризующееся тем, что содержит , где 1,2,3,3 - разрядность входного слова, блоков модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой, вход младшего разряда двоичной триады -го, где 1,, из которых соединен с входом (3-2)-го разряда входного слова,вход среднего разряда двоичной триады соединен с входом (3-1)-го разряда входного слова, вход старшего разряда двоичной триады соединен с входом 3-го разряда входного слова, вход -го, где 1,7 , разряда входного унитарного кода соединен с входом равно -1 первого блока, выход равно -1 -го, где 1,1 , блока соединен с входом равно -1(1)-го блока, выход равно -1 -го блока соединен с выходом -го разряда выходного унитарного кода, при этом каждый блок модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой содержит три группы элементов 2-2 И-2 ИЛИ по семь элементов в каждой и три элемента НЕ, выход первого из которых соединен с первым входом -го элемента 22 И-2 ИЛИ первой группы, второй вход которого соединен с входом первого элемента НЕ и 11751 1 2009.04.30 входом младшего разряда двоичной триады, выход второго элемента НЕ соединен с первым входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы, второй вход которого соединен с входом второго элемента НЕ и входом среднего разряда двоичной триады, выход третьего элемента НЕ соединен с первым входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы, второй вход которого соединен с входом третьего элемента НЕ и входом старшего разряда двоичной триады, вход равно -1, где 1,6 , блока соединен с третьим входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы и четвертым входом (1)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы, вход равно шести блока соединен с третьим входом седьмого элемента 2-2 И 2 ИЛИ первой группы и четвертым входом первого элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы,выход -го, где 1,5 , элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы соединен с третьим входом го элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы и четвертым входом (2)-го элемента 2-2 И 2 ИЛИ второй группы, выход шестого элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы соединен с третьим входом шестого элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы и четвертым входом первого элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы, выход седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы соединен с третьим входом седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы и четвертым входом второго элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы, выход -го, где 1, 2, 3,элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы соединен с третьим входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы и четвертым входом (4)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы, выход (3)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы соединен с третьим входом (3)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы и четвертым входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы, выход седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы соединен с третьим входом седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы и четвертым входом четвертого элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы, выход -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы соединен с выходом равно -1 блока. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано для построения систем аппаратурного контроля и вычислительных устройств, реализующих алгоритмы модулярной арифметики. Известен многовходовый одноразрядный сумматор по модулю семь, содержащий элементы сложения по модулю два, мажоритарные элементы с четными порогами и элементы И 1. Сумматор вычисляет остаток по модулю семь суммы числа единиц,содержащихся во входном слове (сумматор выполняет сложениеодноразрядных двоичных чисел по модулю семь). Недостатком известного сумматора является невозможность формирования остатка по модулю семь позиционного двоичного кода. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для формирования остатка по модулю 21, которое при 3 содержит шесть блоков вычисления фундаментальных симметрических булевых функций, девять элементов ИЛИ и сумматор унитарных кодов 2. Недостатком известного устройства для формирования остатка по модулю семь является высокая конструктивная сложность. Изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции устройства для формирования остатка по модулю семь. Названный технический результат достигается путем использования для построения устройства блоков модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой. Устройство для формирования остатка по модулю семь с накоплением содержит , где 1,2,3,3 - разрядность входного слова, блоков модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой, вход младшего разряда двоичной триады -го, где 1,, из которых соединен с входом (3-2)-го разряда входного слова, вход среднего разряда двоичной триады соединен с входом (3-1)-го разряда входного слова, вход старшего разряда 2 11751 1 2009.04.30 двоичной триады соединен с входом 3-го разряда входного слова. Вход -го, где 1,7 ,разряда входного унитарного кода соединен с входом равно -1 первого блока. Выход равно -1 -го, где 1,1 , блока соединен с входом равно -1 (1)-го блока. Выход равно -1 -го блока соединен с выходом -го разряда выходного унитарного кода. При этом каждый блок модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой содержит три группы элементов 2-2 И-2 ИЛИ по семь элементов в каждой и три элемента НЕ. Выход первого элемента НЕ соединен с первым входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы,второй вход которого соединен с входом первого элемента НЕ и входом младшего разряда двоичной триады. Выход второго элемента НЕ соединен с первым входом -го элемента 22 И-2 ИЛИ второй группы, второй вход которого соединен с входом второго элемента НЕ и входом среднего разряда двоичной триады. Выход третьего элемента НЕ соединен с первым входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы, второй вход которого соединен с входом третьего элемента НЕ и входом старшего разряда двоичной триады. Вход равно-1, где 1,6 , блока соединен с третьим входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы и четвертым входом (1)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы. Вход равно шести блока соединен с третьим входом седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы и четвертым входом первого элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы. Выход -го, где 1,5 , элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы соединен с третьим входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы и четвертым входом (2)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы. Выход шестого элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы соединен с третьим входом шестого элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы и четвертым входом первого элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы. Выход седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы соединен с третьим входом седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы и четвертым входом второго элемента 22 И-2 ИЛИ второй группы. Выход -го, где 1, 2, 3, элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы соединен с третьим входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы и четвертым входом(4)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы. Выход (3)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы соединен с третьим входом (3)-го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы и четвертым входом -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы. Выход седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы соединен с третьим входом седьмого элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы и четвертым входом четвертого элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы. Выход -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы соединен с выходом равно -1 блока. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для формирования остатка по модулю семь с накоплением при 12 (3,4), на фиг. 2 - функциональная схема блока модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой. Устройство (фиг. 1) содержит 4 блоков модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой 1-4, семь входов разрядов входного унитарного кода 5-11,12 входов разрядов входного слова с первого по двенадцатый 12-23 соответственно, семь выходов разрядов выходного унитарного кода 24-30. Каждый блок модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой (фиг. 2),входящий в состав устройства, содержит три группы элементов 2-2 И-2 ИЛИ по семь элементов в каждой (элементы 31-37 первой группы, элементы 38-44 второй группы, элементы 45-51 третьей группы), три элемента НЕ 52, 53 и 54, вход равно нулю 55, вход равно единице 56, вход равно двум 57, вход равно трем 58, вход равно четырем 59, вход равно пяти 60, вход равно шести 61, вход младшего разряда двоичной триады 62, вход среднего разряда двоичной триады 63, вход старшего разряда двоичной триады 64, выход равно нулю 65, выход равно единице 66, выход равно двум 67, выход равно трем 68, выход равно четырем 69, выход равно пяти 70, выход равно шести 71. Поясним принцип работы устройства. Устройство для формирования остатка по модулю семь с накоплением выполняет сложение по модулю семь входного семиразрядного унитарного двоичного кода 3 11751 1 2009.04.30 0(00,10,20,30,40,50,60) с вычисляемым остатком по модулю семь входного двоичного слова 2-1 х 2-2 х-12 х 21(07)7,(1) 0 где 00,1,2,3,4,5,6-10,11,7 . При этом 0-11 тогда и только тогда, когда 0-1. Результат также представляется в виде семиразрядного унитарного двоичного кода(0,1,2,3,4,5,6), -10,1 и -11 тогда и только тогда, когда-1. Для определенности полагаем, что 3,1,2,3, Представим (1) в виде(0(х 12 х 243)7(8 х 416 х 5326)7(2-3 х-22-2 х-12-1)7)7(0(12 х 243)7(42546)7(2)(х-22 х-14 х)7)7(01)72)7)7,где 3-223-143,1,. Из (2) непосредственно следует, что вычисление результатаможет быть выполнено по рекуррентной формуле(-1)7,(3) где(0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ),-10,1,1,и-1 тогда и только тогда, когда-1. Очевидно, что. Устройство для формирования остатка по модулю семь с накоплением построено в соответствии с соотношением (3). Устройство содержитпоследовательно включенных блоков модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой, -й из которых выполняет сложение по модулю семь унитарного кода -1 с двоичной триадой Х. На выходе блока формируется семиразрядный унитарный код , который поступает на соответствующие входы (1)-го блока. При этом на входы равно -1 первого блока поступают разряды входного унитарного кода 0, а на выходах равно -1 -го блока формируются разряды выходного унитарного кода ,1,7 . Работа блоков модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой описывается таблицей (фиг. 3). Таким образом, на входы -го блока (1,) поступают семиразрядный унитарный код -1(0-1,1-1,2-1,3-1,4-1,5-1,6-1) и разряды (3-2,х 3-1,х) двоичной триады Х 3-22 х 3-14 х 3. На выходах блока (выходах элементов 2-2 И-2 ИЛИ третьей группы) формируется унитарный код(0,1,2,3,4,5,6) суммы по модулю семь -1 и Х согласно (3). Введем обозначения-1 - сигнал на выходе -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ первой группы,1,7-1 - сигнал на выходе -го элемента 2-2 И-2 ИЛИ второй группы. Тогда работу блоков модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой можно описать следующей системой булевых функций 63 63 2 . Устройство для формирования остатка по модулю семь с накоплением при 12(фиг. 1) работает следующим образом. На входы 5, 611 поступают соответственно разряды 00,1060 входного унитарного кода 0(00,10,20,30,40,50,60), на входы 12,1323 - соответственно разряды х 1,х 2 х 12 входного слова 211 х 1221011221. На выходах 24,2530 формируются соответственно разряды 00, 11 66 унитарного кода(0,1,2,3,4,5,6)(0,1,2,3,4,5,6) результата(07)7. Поясним работу устройства (3,4) на примере. Пусть 05 и 3287 0(00,10,20,30,40,50,60)(0,0,0,0,0,1,0)х 12 х 11 х 2 х 1110011010111. Тогда на входы первого блока 1 поступают разряды унитарного кода 0 и разряды двоичной триады (1,х 2,х 3)(1,1,1). На выходах блока 1 формируется унитарный код(0 Х 1)7(012 х 24 х 3)7(57) 75 1(01, 11,21,31,41,51,61)(0,0,0,0,0,1,0). На входы второго блока 2 поступают разряды унитарного кода 1 и разряды двоичной триады (х 4,х 5,х 6)(0,1,0). На выходах блока 2 формируется унитарный код 2(12)7(1 х 42 х 546)7(52)70 2(02,12,22,32,42,52,62)(1,0,0,0,0,0,0). На входы третьего блока 3 поступают разряды унитарного кода 2 и разряды двоичной триады (х 7,х 8,х 9)(1,1,0). На выходах блока 3 формируется унитарный код 3(23)7(272849)7(03)73 3(03,13,23,33,43,53,63)(0,0,0,1,0,0,0). На входы четвертого блока 4 поступают разряды унитарного кода 3 и разряды двоичной триады (х 10, х 11, 12)(0,1,1). На выходах блока 4 (выходах устройства) формируется унитарный код 4(34)7(3 х 10211412)7(36)72 4(04,14,24,34,44,54,64)(0,0,1,0,0,0,0). Поскольку, то(0,1,2,3,4,5,6)4(0,0,1,0,0,0,0). Действительно,(07)7(532877)7(54)72. Достоинствами устройства для формирования остатка по модулю семь с накоплением являются простая конструкция и регулярная однородная структура. Фиг. 2 Таблица работы блока модулярного сложения унитарного кода с двоичной триадой Фиг. 3 Источники информации 1. Патент РБ 7590, МПК 06 7/49, 7/50, 2005. 2. Патент РБ 2628, МПК 06 7/72, Н 03 М 7/18, 1999 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7