DE4028714A1 - Multiplizier-dividierschaltung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Anordnung eines Steuer­ werks bei der Multiplizier-Dividierschaltung nach P 40 28 156.6, welche auch die Produktzahlen auf subtraktive Weise erzeugt und somit eine Rechenschaltung nach P 40 25 468.2 aufweist. Bei der vorliegenden Multiplizier- Dividierschaltung werden die Zahlen auch 5211-codiert verarbeitet und fallen die Ergebniszahlen auch in diesem 5211-Code an. Die Umcodierung der Zahlen von Ziffern­ seriell auf bit-seriell ist besonders einfach, weil alle Schieberegister eine Verschiebung von 4 bit pro Takt auf­ weisen.

Diese elektronische Multiplizer-Dividierschaltung ist ohne Verlängerungs-Schieberegister 3b und ohne Steuer­ werk 2 in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 2 ist eine Tetra­ den-Subtrahierschaltung 4 dargestellt, welche keine echte Tetraden-Subtrahierschaltung ist, sondern eine Spezial- Schaltung mit negierten Eingängen für den Subtrahenden ist. In Fig. 3a und 3b ist das Steuerwerk 2 dargestellt. In Fig. 4 ist die Schaltung 14 dargestellt. In Fig. 5 ist die Impuls-Schaltung 12 dargestellt. In Fig. 6 ist ein Teil-Stück mit 4 bit der Schieberegister 3 und 5 darge­ stellt. In Fig. 7 ist ein Teil-Stück mit 4 bit des Ver­ längerungs-Schieberegisters 3b dargestellt. In Fig. 8 ist ein Teilstück mit 4 bit des Schieberegisters 6 darge­ stellt. In Fig. 9 ist der Impuls-Zähler 13 dargestellt.

Diese Multiplizier-Dividierschaltung besteht aus der Hauptschaltung 1 und dem Zusatz-Schieberegister 3b und dem Steuerwerk 2. Die Haupt-Schaltung 1 besteht im Normal­ fall aus 8 Tetraden-Subtrahierschaltungen 4 und im darge­ stellten Fall aus 6 Tetraden-Subtrahierschaltungen 4 und den Schieberegistern 3 und 5 und 6, welche eine Länge ent­ sprechend der Anzahl der Schaltungen 4 aufweisen. Das Steuerwerk 2 besteht aus der Spezial-Ansteuer-Schaltung 10 und der Start-Schaltung 11 und der Impuls-Schaltung 12 und dem Impuls-Zähler 13 und der Schaltung 14 und 4 Poten­ tial-Speicher-Flip-Flops 16 bis 19 und 3 Oder-Schaltungen 21 bis 23 mit je 3 Eingängen und 3 Oder-Schaltungen 24 bis 26 mit je 2 Eingängen und 3 Und-Schaltungen 27 bis 29 mit je 2 Eingängen und den Negier-Schaltungen 20 und 30 und den Und-Schaltungen 31 bis 38 mit je 2 Eingängen und den Oder-Schaltungen 39 bis 42 mit je 2 Eingängen und den Ne­ gier-Schaltungen 43 bis 46 und 2 Verzögerungs-Schaltungen 61 und 62 und der Und-Schaltung 63 und dem Flip-Flop 64) und den zugehörigen Leitungen. An weiteren Teilen besteht dieses Steuerwerk aus der in Fig. 10 dargestellten Zif­ fern-Eingabe-Tastatur für die Ziffern 0, bis 9 und einer 1- aus-10/5211-Umcodierschaltung, mittels der die erste Zahl in die Schieberegister 3 und 5 eingetaktet wird und die zweite Zahl nur in das Schieberegister 3 eingetaktet wird, weil nach dem Antippen der M-Taste der Ausgang K L-Poten­ tial hat.

Die Tetraden-Subtrahierschaltung 4, welche im dargestellten Fall sechsfach angeordnet ist, ist keine echte Tetraden- Subtrahierschaltung, welche auf subtraktive Weise die Dif­ ferenz-Ziffer bildet, sondern eine Schaltung mit negierten B-Eingängen, welche auf additive Weise die Differenz-Ziffer bildet. Somit ist bei dieser Tetraden-Subtrahierschaltung 4 ein Übertrag kein Übertrag und kein Übertrag ein Über­ trag. Aus diesem Grund ist am Ende der Schaltung F die Ne­ gier-Schaltung 50 angeordnet. Diese unechte Tetraden-Sub­ trahierschaltung 4 besteht aus 16 Und-Schaltungen 11 mit je 2 Eingängen und 10 Oder-Schaltungen 12 mit je 2 Eingän­ gen und 2 Oder-Schaltungen 13 mit je 3 Eingängen und 8 Negier-Schaltungen 14 und 2 dualen Voll-Addierern 15 und 16 und den zugehörigen Leitungen. Die Eingänge A und B und die Ausgänge C sind mit den zugehörigen Zahlenwerten 5211 gekennzeichnet. Der Übertrag-Eingang hat die Be­ zeichnung x. Der Übertrag-Ausgang hat die Bezeichnung y.

Die Schieberegister 3 und 5 sind gleich und haben Links- Verschiebung um 4 bit pro Takt und Parallel-Eingabe. Ein Teil-Stück mit 4 bit ist in Fig. 6 dargestellt. Eine Teil- Schaltung besteht aus einem Doppel-Flip-Flop 10 und 2 Und- Schaltungen 21 mit je 2 Eingängen und der Und-Schaltung 22 mit 2 Eingängen und 2 weiteren Und-Schaltungen 23 mit je 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 24 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 25. Die Takt-Leitung hat die Be­ zeichnung t. Die Vor-Ansteuerleitung für Parallel-Eingabe hat die Bezeichnung b. Die Vor-Ansteuerleitung für Ver­ schiebung (Links-Verschiebung um 4 bit pro Takt) hat die Bezeichnung a.

Von dem in Fig. 1 nicht dargestellten Schieberegister 3b, das die rechts-seitige Verlängerung des Schieberegisters 3 bildet ist ein Teilstück mit 4 bit in Fig. 7 dargestellt. Dieses Schieberegister 3b hat auch Links-Verschiebung um 4 bit pro Takt und keine Parallel-Eingabe. Eine Teil- Schaltung besteht aus einem Doppel-Flip-Flop 10 und 2 Und- Schaltungen 26 und 2 Negier-Schaltungen 27. Die Leitungen t der Schieberegister 3 und 3b sind direkt miteinander ver­ bunden.

Das Schieberegister 6 weist im Vergleich mit dem Schiebe­ register 3b (Fig. 7) den Unterschied auf, daß es auch Parallel-Ausgänge hat und daß die ersten 4 bits auch Parallel-Eingänge entsprechend Fig. 6 haben. Die ersten 4 bits dieses Schieberegisters 6 haben somit auch die Funk­ tion einer Umsetzer-Schaltung von Ziffern-seriell auf bit­ seriell.

Die Schaltung 14 (Fig. 4) besteht aus den Teil-Schaltun­ gen 14a und 14b und 14c. Die Teil-Schaltung 14a besteht aus 9 einfachen Flip-Flops 41 und 8 Und-Schaltungen 42 mit je 2 Eingängen und 8 Und-Schaltungen 43 mit je 2 Eingän­ gen und der Oder-Schaltung 44 mit 5 Eingängen und den zu­ gehörigen Leitungen. Die Teil-Schaltung 14b besteht aus 4 Und-Schaltungen 45 mit je 2 Eingängen und dem einfachen Flip-Flop 46 und 2 Negier-Schaltungen 47 und den zugehöri­ gen Leitungen. Die Teil-Schaltung 14c besteht aus 2 Oder- Schaltungen 48 mit je 4 Eingängen und der Oder-Schaltung 49 mit 5 Eingängen und der Oder-Schaltung 55 mit 8 Eingän­ gen und den zugehörigen Leitungen. Die Ausgänge sind mit den zugehörigen Zahlenwerten 5211 gekennzeichnet. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung a. Der Rückstell-Eingang hat die Bezeichnung r.

Die Impuls-Schaltung 12 (Fig. 5) besteht aus 2 Doppel- Flip-Flops 21 und 22 (Flip-Flops 1 bis 4) und 4 Und- Schaltungen 5 mit je 2 Eingängen und 4 Und-Schaltungen 6 mit je 2 Eingängen und 4 Und-Schaltungen 7 mit je 2 Ein­ gängen und 4 Und-Schaltungen 8 mit je 2 Eingängen und der Und-Schaltung 9 mit 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 10 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 11 und den zu­ gehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeich­ nung f. Der Rückstell-Eingang hat die Bezeichnung r. Beim ersten Zyklus-Impuls hat der Ausgang a H-Potential. Beim zweiten Zyklus-Impuls hat der Ausgang b H-Potential. Beim dritten Zyklus-Impuls hat der Ausgang c H-Potential. Beim vierten Zyklus-Impuls hat der Ausgang d H-Potential. Die Ausführung B dieser Impuls-Schaltung hat nur die Ausgänge a und c und somit 4 Und-Schaltungen mit je 2 Eingängen weniger und somit nur 2 Und-Schaltungen 7 mit je 2 Ein­ gängen und nur 2 Und-Schaltungen 8 mit je 2 Eingängen.

Der Impuls-Zähler 13 (Fig. 9) besteht aus 9 einfachen Flip-Flops 1 bis 9 und 8 Und-Schaltungen 11 mit je 2 Ein­ gängen und 4 Und-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 13 mit 5 Eingängen und dem weiteren einfa­ chen Flip-Flop 14 und 4 Und-Schaltungen 15 mit je 2 Ein­ gängen und 2 Negier-Schaltungen 16 und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung a. Der Rückstell-Eingang auf 0 (Null) hat die Bezeichnung r. Der letzte Ausgang hat die Bezeichnung z. Dieser Impulszähler 13 hat keine bestimmte Länge und somit keine bestimmte Teilschaltungs-Anzahl.

Beim Dividieren ergibt sich die Wirkungsweise dieser Mul­ tiplizier-Dividierschaltung wie folgt: Die Rückstellung der gesamten Multiplizier-Dividierschaltung einschließlich Steuerwerk erfolgt durch Antippen der Taste R. Dann wird über die in Fig. 10 dargestellte Tastatur der Dividend in das Schieberegister 3 eingetaktet, wobei dieser Dividend auch gleichzeitig in das Schieberegister 5 eingetaktet wird. Dann wird die raste D (Division) angetippt und damit der Inhalt des Schieberegisters 5 gelöscht, weil hierbei der Ausgang E über die Oder-Schaltung 25 mit einem H-Impuls be­ liefert wird, und dieser H-Impuls die Rückstellung des Schieberegisters 5 ansteuert. Dann wird über dieselbe Ein­ gabe-Tastatur der Divisor in das Schieberegister 5 einge­ taktet. Die Division wird dann damit ausgelöst, daß die Taste G angetippt wird, womit der Eingang s der Start- Schaltung 11 mit einem H-Impuls angesteuert wird. Der Im­ puls-Zähler 13 hat hierbei an seinem Ausgang z L-Potential, weil er hierbei noch den Zählerstand 0 (Null) aufweist. Somit ist bei diesem Divisions-Start die Und-Schaltung 35 vor-angesteuert und beginnt der Ablauf der Division ent­ sprechend der Beschreibung der Patentanmeldung P 40 25 468.2. Der Divisions-Ablauf ist beendet, wenn der Ausgang z des Impuls-Zählers 13 von L-Potential auf H-Potential wech­ selt, weil dann die Negier-Schaltung 46 an ihrem Ausgang von H-Potential auf L-Potential wechselt, und dann die Und- Schaltung 35 nicht mehr vor-angesteuert ist. Der Quotient ist dann bit-seriell im Schieberegister 6 gespeichert und wird dann mittels eines Umsetzers von der bit-seriellen Speicherung in die Ziffern-serielle Speicherung umgesetzt.

Beim Multiplizieren ergibt sich die Wirkungsweise dieser Multiplizier-Dividierschaltung wie folgt: Die Rückstellung der gesamten Multiplizier-Dividierschaltung einschließlich Steuerwerk erfolgt auch durch Antippen der Taste R. Dann wird über die Eingabe-Tastatur 5211-codiert der erste Faktor gleichzeitig in die Schieberegister 3 und 5 eingetaktet. Dann wird die Taste M (Multiplikation) angetippt und damit ein automatischer Zyklus ausgelöst, weil nun zunächst die Zahl 1 durch den ersten Faktor geteilt werden muß. Dieser Zyklus läuft damit an, daß nun die Und-Schaltung 28 vor­ angesteuert ist und damit die Schaltung 10 Takt-angesteu­ ert wird. Der erste H-Impuls wird vom Ausgang c geliefert und löscht den Inhalt des Schieberegisters 3. Der zweite H-Impuls vom Ausgang N setzt den Abschnitt I des Schiebe­ registers 3 auf 1 (LLLH). Der dritte H-Impuls vom Ausgang der Oder-Schaltung 23 der Schaltung 10 steuert den Eingang s der Start-Schaltung 11 an, womit die Division der Zahl 1 durch den ersten Faktor ausgelöst wird. Wenn diese Division zu Ende ist, hat der Ausgang z des Impuls-Zählers 13 H- Potential und wird mit dem H-Impuls des Ausgangs E der In­ halt der Schieberegister 3 und 5 gelöscht und befindet sich der Quotient 1 : n im Schieberegister 6. Dann liefert der Ausgang F einen H-Impuls, der die Parallel-Eingabe des Schieberegisters 5 ansteuert, womit das Schieberegister 5 denselben Inhalt hat, wie das Schieberegister 6. Dann wird der zweite Faktor in das Schieberegister 3 eingetaktet, wobei beim Eintippen der ersten Ziffer der Inhalt des Schie­ beregisters 6 gelöscht wird. Dann wird der Eingang G ange­ tippt und damit die zweite Division ausgelöst, bei der der zweite Faktor durch den ersten Quotienten geteilt wird. Diese Division ist dann zu Ende, wenn der Impuls-Zähler 13 zum zweiten mal an seinem Ausgang z H-Potential hat. Die Produkt-Zahl befindet sich dann als zweiter Quotient im Schieberegister 6. Die Produktzahl ist damit bit-seriell im Schieberegister 6 gespeichert und wird dann mittels eines entsprechenden Schieberegister-Teilstücks von der bit-seriellen Speicherung in die Ziffern-serielle Speicher­ ung umgesetzt.

Die Eingabe-Schaltung 50 ist in Fig. 10 dargestellt.

Diese Eingabe-Schaltung 50 besteht aus der Tastatur M für die Ziffern 0 und 1 bis 9 und der Oder-Schaltung 51 mit 9 Eingängen und der Oder-Schaltung 52 mit 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 53 mit 5 Eingängen und 2 Oder- Schaltungen 54 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 55 mit 8 Eingängen und 4 Und-Schaltungen 56 mit je 2 Ein­ gängen und 4 Oder-Schaltungen 57 mit je 2 Eingängen und den zugehörigen Leitungen. Der Eingang e liegt im Betriebs­ zustand ständig an H-Potential. Der Eingang f wird vom Ausgang K angesteuert. Vom Ausgang g wird der Inhalt des Schieberegisters 6 gelöscht. Vom Ausgang h werden die Schieberegister 3 und 5 Zusatz-Takt-angesteuert.

Der Ausgang A steuert die Leitung b des Schieberegisters 3 an und somit über die Oder-Schaltung 70 auch die Leitung t.

Der Ausgang B steuert die Leitung a des Schieberegisters 3 an und somit über die Oder-Schaltung 70 auch die Leitung t.

Die Leitungen t der Schieberegister 3 und 3b sind mitein­ ander verbunden.

Claims (5)

1. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung, welche auf echte Weise die Quotienten-Zahlen erzeugt und auf unechte Weise die Produkt-Zahlen erzeugt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Eingabezahl (Faktor oder Dividend) gleichzeitig in die Schieberegister (3 und 5) eingetaktet wird.

2. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Antippen der Taste (D) (Division) nur der Inhalt des Schiebe­ registers (5) gelöscht wird.

3. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach An­ spruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Antippen der Taste (M) (Multipli­ kation) ein automatischer Zyklus ausgelöst wird, bei dem die Ziffer 1 durch den ersten Faktor geteilt wird.

4. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach An­ spruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem automa­ tischen Zyklus nach Anspruch 3 zunächst der Inhalt des Schieberegisters (3) gelöscht wird und dann das Schie­ beregister (3) im Abschnitt (i) mit der Ziffer 1 (LLLH) geladen wird und dann diese Division durchge­ steuert wird und dann der Inhalt der Schieberegister (3 und 5) gelöscht wird und dann das Schieberegister (5) mit dem Inhalt des Schieberegisters (6) mit einem Parallel-Ansteuerungs-Takt geladen wird.

5. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach An­ spruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Löschung des Inhalts des Schiebere­ gisters (6), welche beim Multiplizieren nach der Er­ zeugung des Hilfs-Quotienten und dessen Eingabe in das Schieberegister (5) erforderlich ist vom Ausgang (g) der Schaltung (50) beim Eintippen des zweiten Faktors erfolgt.