DE4031604A1 - Multiplizier-dividierschaltung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist die weitere Ausbildung der Multiplizier-Dividierschaltung nach P 40 28 149.3, wel­ che noch keine Ziffern-Eingabeschaltung und noch kein Komma-Steuerwerk aufweist. Die vorliegende elektronische Multiplizierschaltung ist also mit einer Ziffern-Eingabe­ schaltung und einem Komma-Steuerwerk versehen. Für einen Multiplikanden mit 8 Dezimalstellen oder einen Divisor mit 8 Dezimalstellen sind 9 Tetraden-Schaltungen 5 erforder­ lich. In der Komma-Steuerwerk-Darstellung sind daher die Schieberegister 3 und 4 mit einer Länge von 10 bit (10× 4 bit) dargestellt.

Diese elektronische Multiplizier-Dividierschaltung ist ohne Verlängerungs-Schieberegister 3b und ohne Multiplikator- Schieberegister 6 und ohne Quotienten-Schieberegister 20 in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 2 ist eine Tetraden-Schalt­ ung 5 der Schaltungsreihe 35 dargestellt, welche von Addi­ tion auf Subtraktion und von Subtraktion auf Addition um­ schaltbar ist. In Fig. 3 ist eine Neuner-Komplementschalt­ ung 30 dargestellt. In Fig. 4 ist ein dualer Voll-Addierer 25 einer Tetraden-Schaltung 5 dargestellt. In Fig. 5a und 5b und 5c ist das Steuerwerk 2 dargestellt. In Fig. 6 ist die Kombi-Schaltung 7-8-9 des Steuerwerks 2 dargestellt. In Fig. 7 ist die Impuls-Schaltung 11 dargestellt. In Fig. 8 ist die Umcodierschaltung 7 dargestellt. In Fig. 9 ist der Impuls-Zähler 9 dargestellt. In Fig. 10 ist die Schaltung 18 dargestellt. In Fig. 11 ist ein Teil-Stück mit 4 bit des Schieberegisters 3 dargestellt, das Parallel- Eingabe und Links-Verschiebung und Rechts-Verschiebung auf­ weist. In Fig. 12 ist ein Teil-Stück mit 4 bit des Schie­ beregisters 3b dargestellt, das die rechts-seitige Ver­ längerung des Schieberegisters 3 bildet und nur Links-Ver­ schiebung und Rechts-Verschiebung aufweist. In Fig. 13 ist ein Teilstück mit 4 bit des Schieberegisters 4 darge­ stellt. In Fig. 14 ist das erste Teilstück dieses Schiebe­ registers 4 dargestellt, das Links-Verschiebung und Paral­ lel-Eingabe aufweist. In Fig. 15 ist die Ziffern-Eingabe- Schaltung 80 dargestellt. In Fig. 16 a und 16 b ist das Komma-Steuerwerk 90 dargestellt.

Diese Multiplizier-Dividierschaltung besteht aus der Haupt- Schaltung 1 und dem Zusatz-Schieberegister 3b und dem Haupt-Steuerwerk 2 und dem Komma-Steuerwerk 90 und dem Quotienten-Schieberegister 20 und dem Multiplikator-Schie­ beregister 6, das in Fig. 15 dargestellt ist. Die Schalt­ ung 1 ist um 3 oder 4 Teil-Schaltungen verkürzt dargestellt und hat somit 9 oder 10 Tetraden-Schaltungen 5, welche von Addition auf Subtraktion und von Subtraktion auf Addition umschaltbar sind. Die Schaltung 1 besteht somit aus 9 oder 10 Tetraden-Schaltungen 5 und den Schieberegistern 3 und 3b, wovon das Schieberegister 3b die rechts-seitige Ver­ längerung des Schieberegisters 3 bildet. Das Schieberegis­ ter 3 ist bei Multiplikation das Ergebnis-Schieberegister und bei Division das Dividenden-Schieberegister. Das Schie­ beregister 4 ist bei Multiplikation das Multiplikanden- Schieberegister und bei Division das Divisor-Schieberegis­ ter.

Das Haupt-Steuerwerk 2 besteht aus den Abschnitten 2a und 2b und 2c (Fig. 5a bis 5c) und besteht somit aus der Start-Schaltung 50 und der Umcodier-Schaltung 7 und der Schaltung 8 und dem Impulszähler 9 und der Impuls-Schalt­ ung 11a und der Schaltung 12 und dem Impuls-Zähler 13 und der Schaltung 14 und den Potential-Speicher-Flip-Flops 16 bis 19 und 21 und 22 und den Und-Schaltungen 23 bis 39 mit je 2 Eingängen und den Oder-Schaltungen 41 bis 45 mit je 2 Eingängen und 4 Tast-Schaltern 46 und den Negier-Schalt­ ungen 48 bis 53 und den zugehörigen Leitungen. Das Quoti­ enten-Schieberegister hat die Nummer 20. Das Multiplikator Schieberegister 6 ist in Fig. 15 dargestellt.

Eine Tetraden-Schaltung 5 (Fig. 2) besteht aus 2 Negier- Schaltungen 16 und 2 Und-Schaltungen 17 und 2 Und-Schalt­ ungen 18 mit je 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 19 mit je 2 Eingängen und 5 Und-Schaltungen 20 mit je 2 Eingän­ gen und 5 Oder-Schaltungen 21 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 22 mit 2 Eingängen und 7 Und-Schaltungen 23 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 24 und 2 Oder- Schaltungen 25 mit je 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 26 mit je 3 Eingängen und 2 dualen Voll-Addierern 27 und 28 und der Komplementschaltung 30 und den zugehörigen Leitungen. Die Eingänge A und B und die Ausgänge C sind mit den zugehörigen Zahlenwerten 5 2 1 1 gekennzeichnet. Der Übertrag-Eingang hat die Bezeichnung x. Der Übertrag- Ausgang hat die Bezeichnung y.

Die Neuner-Komplementschaltung 30 (Fig. 3) besteht aus 4 Negier-Schaltungen 61 und 8 Und-Schaltungen 62 mit je 2 Eingängen und 4 Oder-Schaltungen 63 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 64 und den zugehörigen Leitungen.

Der duale Voll-Addierer 27 (Fig. 4) besteht aus 4 Und- Schaltungen 51 mit je 2 Eingängen und 3 Oder-Schaltungen 52 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 53 und den zugehörigen Leitungen. Die Eingänge haben die Bezeich­ nungen x und k und l. Der Ausgang hat die Bezeichnung m und der Übertrag-Ausgang die Bezeichnung n.

Eine Teil-Schaltung des Schieberegisters 3 (Fig. 11), das Parallel-Eingabe und Links-Verschiebung und Rechts-Ver­ schiebung um je 4 bit aufweist, besteht aus einem Doppel- Flip-Flop 40 und 2 Und-Schaltungen 1 mit je 2 Eingängen und der Und-Schaltung 2 mit 2 Eingängen und 2 Negier- Schaltungen 3 und 2 Oder-Schaltungen 4 mit je 3 Eingängen und 3 Und-Schaltungen 5 mit je 2 Eingängen.

Eine Teil-Schaltung des Schieberegisters 3b (Fig. 12), das Links-Verschiebung und Rechts-Verschiebung um je 4 bit aufweist, besteht aus einem Doppel-Flip-Flop 40 und 2 Und­ Schaltungen 1 mit je 2 Eingängen und der Und-Schaltung 2 mit 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 3 und 2 Oder- Schaltungen 6 mit je 2 Eingängen und 2 Und-Schaltungen 7 mit je 2 Eingängen.

Eine Teil-Schaltung des Schieberegisters 4 (Fig. 13), das nur Links-Verschiebung um 4 bit pro Takt aufweist, be­ steht aus einem Doppel-Flip-Flop 40 und 2 Und-Schaltungen 1 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 2. Die erste 4-bit-Schaltung dieses Schieberegisters 4 ist eine Umsetz- Schaltung von Ziffern-seriell auf bit-seriell und besteht aus denselben Teilen.

Die Schaltung 7 (Fig. 8) besteht aus 5 Und-Schaltungen 1 mit je 2 Eingängen und 5 Oder-Schaltungen 2 mit je 2 Ein­ gängen und den zugehörigen Leitungen. Die Eingänge sind mit den zugehörigen Zahlenwerten 5 2 1 1 gekennzeichnet. Die Ausgänge sind mit den Ziffern 1 bis 9 gekennzeichnet.

Die Schaltung 8 (Fig. 6) besteht aus 9 Und-Schaltungen 41 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 42 mit 9 Ein­ gängen und der Negier-Schaltung 43 und den zugehörigen Leitungen.

Der Impuls-Zähler 9 (Fig. 9) besteht aus 10 einfachen Flip-Flops 1 bis 10 und 9 Und-Schaltungen 11 mit je 2 Ein­ gängen und 9 Und-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 13 mit 5 Eingängen und 3 Oder-Schalt­ ungen 14 mit je 2 Eingängen und dem weiteren einfachen Flip-Flop 15 und 4 Und-Schaltungen 16 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 17 und den zugehörigen Leitun­ gen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung a. Der Rück­ stell-Eingang auf den Zählerstand 0 (Null) hat die Be­ zeichnung r 1. Der Rückstell-Eingang auf den Zählerstand 1 hat die Bezeichnung r 2.

Die Impuls-Schaltung 11a (Fig. 7) besteht aus 2 Doppel- Flip-Flops 21 und 22 und somit aus 4 einfachen 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 Eingängen und 4 Und-Schaltungen 8 mit je 2 Eingängen und einer weiteren Und-Schaltung 9 mit 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 10 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 11 und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung f. Der Rückstell- Eingang hat die Bezeichnung r. Die Impuls-Ausgänge sind mit den Buchstaben a bis d gekennzeichnet.

Die Impuls-Schaltung 11b ist gleich, wie die Impuls- Schaltung 11a und hat somit im Vergleich mit der Impuls- Schaltung 11a zwei nicht gebrauchte Ausgänge b und d. Falls als Impuls-Schaltung 11b eine spezielle Impuls- Schaltung verwendet wird, hat diese somit nur 2 Und- Schaltungen 7 und nur 2 Und-Schaltungen 8.

Die Schaltung 14 (Fig. 10) besteht aus dem Impuls-Zähler 14a und der Eingangs-Schaltung 14 b und der Umcodier- Schaltung 14c. Der Impuls-Zähler 14 a besteht aus 9 ein­ fachen Flip-Flops 41 und 8 Und-Schaltungen 42 mit je 2 Ein­ gängen und 8 Und-Schaltungen 43 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 44 mit 5 Eingängen und den zugehörigen Leit­ ungen. Die Eingangs-Schaltung 14b besteht aus 4 Und- Schaltungen 45 mit je 2 Eingängen und dem weiteren ein­ fachen Flip-Flop- 46 und 2 Negier-Schaltungen 47. Die Umco­ dierschaltung 14 c 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 Eingängen und den zuge­ hörigen Leitungen. Der Zählimpuls-Eingang hat die Bezeich­ nung a. Der Rückstell-Eingang hat die Bezeichnung r. Die Ausgänge sind mit den zugehörigen Zahlenwerten 5 2 1 1 ge­ kennzeichnet.

Die Ziffern-Eingabeschaltung 50 (Fig. 15) besteht aus der Tastatur N mit Tasten für die Ziffern 0 und 1 bis 9 und der Taste P für den Dezimal-Punkt und der Oder-Schaltung 1 mit 9 Eingängen und der Oder-Schaltung 2 mit 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 3 mit 5 Eingängen und 2 Oder-Schalt­ ungen 4 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 5 mit 8 Eingängen und 2 Und-Schaltungen 6 und 7 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 8 und 3 Tor-Schaltungen 9 bis 11, bestehend aus je 4 Und-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 13 mit 2 Eingängen und den zugehör­ igen Leitungen.

Das Komma-Steuerwerk 60 Fig. 16a und 16b besteht aus 3 Potential-Speicher-Flip-Flops 16 bis 18 und den Komma- Schieberegistern 21a und 22 und 23 und den Und-Schaltun­ gen 26 bis 34 mit je 2 Eingängen und den Oder-Schaltungen 36 bis 39 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 40 mit 3 Eingängen und den zugehörigen Leitungen. Diese Schaltung 60 ist nicht nur das Komma-Steuerwerk, sondern auch das Schiebe-Takt-Steuerwerk. Die Ziffern-Eingabe ist in diesen Fig. 16a und 16b nur symbolisch (mit unter­ brochenen Linien) dargestellt, weil diese entsprechend der Darstellung in Fig. 15 erfolgt und pro Ziffer 4 An­ steuer-Leitungen erforderlich sind.

Das angekreuzte bit wird mittels der Schaltung 90 bei Inbetriebnahme auf H-Potential gesetzt. Diese Schaltung 90 besteht aus der Verzögerungs-Schaltung 91 und der Negier- Schaltung 92 und der Und-Schaltung 93. Der Eingang a liegt an der Betriebs-Spannungs-Leitung. Der Ausgang b steuert den Setz-Eingang des angekreuzten bits dann mit einem H-Impuls an, wenn die Betriebs-Spannung einge­ schaltet wird, weil dabei die Verzögerungs-Schaltung 91 zur Wirkung kommt.

Beim Multiplizieren ergibt sich die Wirkungsweise dieser Multiplizier-Dividierschaltung wie folgt: Beim Einschalten der Betriebsspannung wird zunächst das angekreuzte bit des Komma-Schieberegisters 22 mittels der Schaltung 90 auf R-Potential gesetzt. Dann wird über die Schaltung 50 (Fig. 15) der erste Faktor eingetippt. Falls dieser erste Faktor eine Komma-Stelle aufweist, wird auch diese Komma­ stelle eingetippt (über die Taste P). Beim Eintippen dieser ersten Zahl liegt der Eingang c an H-Potential und sind so­ mit die Und-Schaltungen 26 und 34 vor-angesteuert und wer­ den somit die Schieberegister 3 und 3b und 21 Takt-ange­ steuert (auf Links-Verschiebung). Diese erste Zahl wird hierbei auch in das Schieberegister 4 eingetippt, weil für diese elektronische Schaltung noch nicht feststeht, ob diese erste Zahl als erster Faktor oder als Dividend zur Verarbeitung kommt. Beim Eintippen der Komma-Stelle kippt auch das Flip-Flop 16 in seine Links-Stellung, womit bei allen Ziffern nach dem Komma der Komma-Index X des Schiebe­ registers 22 nach links verschoben wird. Falls dieser er­ ste Faktor zwei Komma-Stellen aufweist, befindet sich damit das Komma-bit des Schieberegisters 22 zwei Stellen weiter links. Dann wird die Taste M (Multiplikation) angetippt, womit vom Ausgang E über den Eingang e die Und-Schaltung 27 vor-angesteuert ist und vom Ausgang B über den Eingang b der Inhalt des Schieberegisters 3b und 21 gelöscht wird. Dann wird der zweite Faktor über die Tastatur H ein­ getippt. Hierbei wird beim Eintippen der Komma-Stelle das Flip-Flop 17 in seine Links-Stellung gekippt, womit bei jeder weiteren Dezimalziffer der Komma-Index des Schiebe­ registers 22 um ein bit nach links verschoben wird. Falls der erste Faktor nach dem Komma 2 Stellen hat und der zweite Faktor nach dem Komma 3 Stellen hat, ist damit der Komma-Index im Schieberegister 22 um 5 bit nach links verschoben. Beim Ablauf der Multiplikation, welche durch Antippen der Taste G ausgelöst wird, wird dann bei jeder Rechts-Verschiebung des Inhalts des Schieberegisters 3 und 3b um 1 bit auch der Komma-Index im Schieberegister 22 um 1 bit nach rechts verschoben. Am Ende der Multiplika­ tion befindet sich damit der Komma-Index in bezug auf die in den Schieberegistern 3 und 3b nun gespeicherte Ergeb­ niszahl genau an der richtigen Stelle.

Beim Dividieren ergibt sich die Wirkungsweise dieser Mul­ tiplizier-Dividierschaltung wie folgt: Beim Einschalten der Betriebs-Spannung wird zunächst auch das angekreuzte bit des Komma-Schieberegisters 22 mittels der Schaltung 95 auf H-Potential gesetzt, weil die Taste D erst später an­ getippt wird. Dann wird über die Schaltung 50 der Divi­ dend eingetippt, der hierbei nicht nur im Schieberegister 3b gespeichert wird, sondern auch im Schieberegister 4, weil die Taste D erst später angetippt wird. Falls dieser Dividend eine Komma-Stelle aufweist, wird auch über die Taste P diese Komma-Stelle eingetippt. Hierbei liegt der Eingang i an H-Potential und wird somit beim Eintippen dieser Komma-Stelle auch das Flip-Flop 16 in seine Links- Stellung gekippt. Bei den weiteren Ziffern dieses Dividen­ den wird damit der Komma-Index des Komma-Schieberegisters 22 jedes mal um 1 bit weiter nach links verschoben. Falls dieser Dividend zwei Komma-Stellen aufweist, befindet sich damit der Komma-Index im Schieberegister 21 auf Platz 3 von rechts. Dann-wird die Taste D (Division) angetippt und damit die Und-Schaltung 25 vor-angesteuert und der Ein­ gang a mit einem H-Impuls angesteuert und damit der Inhalt des Schieberegisters 4 gelöscht. Vom Ausgang D wird hierbei über den Eingang d die Und-Schaltung 28 vor-angesteuert. Dann folgt das Eintippen des Divisors in das Schieberegis­ ter 4, wobei beim Eintippen der Komma-Stelle nur das Flip- Flop 18 in seine Links-Stellung gekippt wird. Bei den wei­ teren Ziffern nach dem Komma wird dann der Komma-Index im Schieberegister 21 jedes mal um eine Stelle nach rechts verschoben. Falls der Dividend hinter dem Komma drei Stel­ len hat und der Divisor hinter dem Komma 2 Stellen hat, ist damit der Komma-Index nur um eine Stelle nach links verla­ gert. Beim Ablauf der Division, welche durch Antippen der Taste G ausgelöst wird, wird dann bei jeder Links-Ver- Schiebung des Dividenden im Schieberegister 3 und 3b auch der Komma-Index im Schieberegister 21 um 1 bit nach links verschoben. Am Ende der Division befindet sich dann der des Schieberegisters 23 genau an derjenigen Zwischen- Stelle des Quotienten, welche die Komma-Stelle des Quoti­ enten ist. Falls der Dividend kein Komma hat, wird das entsprechende Schluß-Komma mittels der Schaltung 95 ge­ setzt, welche aus dem Flip-Flop 96 und der Und-Schaltung 97 und der Oder-Schaltung 98 besteht. Die Komma-Stellen des Divisors können bei der vorliegenden Multiplizier-Di­ vidierschaltung nur dann verarbeitet werden, wenn das Komma-Schieberegister 21 für den Dividenden diesen Komma- Index aufweist.

In Fig. 18 sind die Komma-Schieberegister 21a und 21b und 22 und 23 nach dem Grund-Prinzip angeordnet. Somit sind nach dem Grund-Prinzip an Stelle des Komma-Schiebe­ registers 21 zwei Komma-Schieberegister 21a und 21b er­ forderlich. Hierbei sind für die Komma-Setzung bei Multi­ plikation die Komma-Schieberegister 21a und 22 angeord­ net. Für die Komma-Setzung bei Division sind hierbei die Komma-Schieberegister 21b und 23 angeordnet.

Claims (3)

1. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach P 40 28 149.3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Komma-Steuerwerk versehen ist.

2. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Komma- Steuerwerk keine Zähl-Schaltung aufweist.

3. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie mit einer Ergebniszahl-Ver­ schiebeschaltung versehen ist, welche die Multipli­ kations-Ergebniszahl oder die Divisions-Ergebniszahl so in die Anzeigeschaltung eingibt, daß diese Ergeb­ niszahl einschließlich eines eventuellen Kommas for­ mal richtig im Anzeigefeld erscheint.