DE4304480A1 - Multiplizier-Dividierschaltung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Beseitigung von mehreren Fehlern bei der Multiplizier-Dividierschaltung nach P 43 02 710.3 im Bereich der Schaltungen 15a und 15/2. Außerdem wurde nun ein zusätzliches Komma-Schieberegister 40c ange­ ordnet, das nur in Fig. 15/2 dargestellt ist.

In der vorliegenden Patentanmeldung sind in abgeänderter Form die Fig. 2a und 2b und 3a und 3b dargestellt; außerdem ist in der vorliegenden Patentanmeldung die Impuls- Schaltung 27 dargestellt und die Anzeigeschaltung 45 darge­ stellt. Die Fig. 2a hat in der vorliegenden Patentanmeld­ ung die Nummer 1. Die Fig. 2b hat in der vorliegenden Patentanmeldung die Nummer 2. Die Fig. 3a hat in der vor­ liegenden Patentanmeldung die Nummer 3. Die Fig. 3b hat in der vorliegenden Patentanmeldung die Nummer 4. In Fig. 5 ist die Impuls-Schaltung 27 dargestellt. In Fig. 6 ist die nicht abgeänderte Anzeigeschaltung 45 dargestellt. In Fig. 7 ist das abgeänderte rechts-seitige Ende der Anzeige­ / Schaltung 45 dargestellt.

In Fig. 1 und 2 ist das Steuerwerk 15 dargestellt, welches aus den Teil-Schaltungen 15a und 15b besteht. In Fig. 3 und 4 ist die Ziffern-Eingabeschaltung 20 und das Komma- und Schieberegister-Steuerwerk 15/2 dargestellt.

Das Steuerwerk 15 (Fig. 1 und 2) besteht aus der Schaltung 35 und der Schaltung 16 und der Impuls-Schaltung 27 und 4 Tipp-Schaltern 10 und den Flip-Flops 11 bis 13 und 17 bis 20 und den Und-Schaltungen 24 und 26 und 28 und 29 und 31 bis 34 und 37 mit je 2 Eingängen und den Oder-Schaltungen 36 und 38 bis 40 und 43 mit je 2 Eingängen und den Und-Schaltungen 25 und 44 mit je 3 Eingängen und den Negier-Schaltungen 23 und 41 und 42 und der Oder-Schaltung 46 und den zugehörigen Leitungen. Das Teil 22 ist das Ergebnis-Schieberegister A.

Die Ziffern-Eingabeschaltung 20 besteht aus 11 Tipp-Schal­ tern 26 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-Schaltungen 4 mit je 4 Eingängen und der Oder-Schaltung 5 mit 8 Eingängen und den Tor-Schalt­ ungen 6 und 7, bestehend aus je 4 Und-Schaltungen mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 9 und der Oder-Schaltung 10 mit 2 Eingängen und den zugehörigen Leitungen.

Das Schieberegister- und Komma-Steuerwerk 15/2 (Fig. 4) be­ steht aus den Flip-Flops 11 und 13 und 14 und den Und-Schalt­ ungen 17 bis 20 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 21 mit 2 Eingängen und den zugehörigen Leitungen. In dieser Fig. 4 ist vereinfacht das Ergebnis-Schieberegister 22 b dargestellt und sind die Komma-Schieberegister 40a und 40 b dargestellt und ist außerdem das kurze Komma-Schieberegister 40c dargestellt.

Der Ausgang A steuert den Eingang a an. Der Ausgang B steu­ ert den Eingang b an. Der Ausgang A2 steuert die Eingabe des Dividenden "1" in das Schieberegister 12b an. Der Aus­ gang A3 steuert die Rückstellung des Komma-Schieberegis­ ters 40b an. Der Ausgang B2 steuert die Einblendung des Dividenden vom Schieberegister 12a in das Schieberegister 12b an. Der Ausgang B5 steuert den Eingang b3 der An­ zeigeschaltung 45 mit H-Potential an. Der Ausgang E steuert die Rückstellung des Schieberegisters 12b an. Der Ausgang F steuert die Tor-Schaltung 52 an und somit die Einblendung der vorherigen Zwischen-Ergebniszahl von der Speicherreihe 25 in das Schieberegister 12b an. Der Ausgang H steuert die Rückstellung der Speicherreihe 25 an. Der Ausgang K steuert den Eingang k an. Die Ausgänge S1 steuern die Ein­ gänge s1 an. Die Ausgänge S2 steuern die Eingänge s2 an. Die Ausgänge S3 steuern über 4 Oder-Schaltungen mit je 2 Eingängen das Ergebnis-Schieberegister 22b an. Der Ausgang C steuert die Einblendung des Multiplikanden A vom Schiebe­ register 12a in das Schieberegister 12b an. Der Ausgang D steuert die Einblendung des ersten Quotienten vom Schiebere­ gister 22 in das Schieberegister 14 an. Der Ausgang D2 steuert die Einblendung des Komma-Index n2 in das Komma- Schieberegister 40b an. Der Ausgang L steuert die Rückstel­ lung der Impuls-Schaltung 32 an. Der Ausgang N steuert die Rückstellung des Schieberegisters 22b an. Die Eingänge t1 und t2 werden mit der Takt-Frequenz angesteuert. Die Ein­ gänge u2 liegen im Betriebszustand ständig an H-Potential. Der Ausgang P steuert den Eingang p an. Der Ausgang U steu­ ert den Eingang u an. Die Ausgänge N, K steuern die Eingänge n, k an. Die Ausgänge w der Schaltung 16 steuern das Ergebnis- Schieberegister 22 an und über Abzweigungen, welche nicht dargestellt sind, das Ergebnis-Schieberegister 22b an.

Mittels Antippen der Taste M wird die Eingabe des zweiten Multiplikanden vor-angesteuert. Mittels Antippen der Taste D wird die Eingabe des Divisors vor-angesteuert. Mittels Antippen der Taste G wird der Divisions-Ablauf oder der Multiplikations-Ablauf ausgelöst. Mittels Antippen der Tas­ te R wird die gesamte Rechenschaltung rückgestellt.

Der Ausgang 1 der Schaltung 15/2 liefert beim Eintippen der ersten Zahl die Links-Verschiebetakte für das Schieberegis­ ter 12 a. Der Ausgang 2 liefert beim Eintippen des zweiten Multiplikanden oder des Divisors die Links-Verschiebetakte für das Schieberegister 14. Der Ausgang 3 liefert für das Komma-Schieberegister 40c die Links-Verschiebetakte. Der Ausgang 4 liefert für die Schieberegister 12b und 12c die Links-Verschiebetakte. Der Ausgang 5 liefert für das Komma- Schieberegister 40b die Links-Verschiebetakte. Der Ausgang 6 liefert für das Komma-Schieberegister 40b die Rechts-Ver­ schiebetakte. Der Ausgang 7 liefert für das Komma-Schiebere­ gister 40a die Rechts-Verschiebetakte. Der Ausgang 8 lie­ fert für das Schieberegister 22 die Links-Verschiebetakte. Der Ausgang 9 liefert für das Schieberegister 22b die Links- Verschiebetakte. Der Ausgang 10 liefert für die Schieberegis­ ter 22b und 40b die Rechts-Verschiebetakte.

Beim Dividieren von zwei Komma-freien Zahlen ergibt sich die Wirkungsweise dieser Rechenschaltung wie folgt: Zu­ nächst muß diese Rechenschaltung mittels Antippen der Taste R rückgestellt werden, sofern sie nicht schon rückgestellt ist. Nach dieser Gesamt-Rückstellung befinden sich die Komma- Indexe n1 und n2 und m in der dargestellten Stellung und wird über die Tastatur 26 der Dividend in das Schieberegis­ ter 12a eingetippt. Hierbei liegt die Tor-Schaltung 7 vom Ausgang der Negier-Schaltung 9 an H-Potential und ist somit die Eingabe der ersten Zahl in das Schieberegister 12a vor­ angesteuert. Nun wird die Taste D (Division) angetippt, wo­ mit vom Ausgang B über den Eingang b die Tor-Schaltung 6 vor-angesteuert ist und somit die Eingabe des Divisors in das Schieberegister 14 vor-angesteuert ist. Nun wird über die Tastatur 26 der Divisor in das Schieberegister 14 einge­ tippt. Beim Antippen der Taste D wird außerdem mittels H- Impuls vom Ausgang B2 die Einblendung des Dividenden vom Schieberegister 12a in das Schieberegister 12b angesteu­ ert, womit sich nun der Dividend im Schieberegister 12b be­ findet und der Divisor im Schieberegister 14 befindet. Nun folgt das Antippen der Taste G und somit die Auslösung des Divisions-Ablaufs, bei dem die Impuls-Schaltung 32 der Schaltung 35 rundum Takt-durchgesteuert wird. Hierbei wird, wie bei einer normalen Dividierschaltung dieser Art, der Divisor von links nach rechts so lange vom Dividenden sub­ trahiert, bis der Dividend aufgearbeitet ist und die Ergeb­ niszahl in den Schieberegistern 22 und 22b gespeichert ist. Hierbei wird somit in jeder Relativ-Stellung der beiden Ein­ gabezahlen der Divisor so lange vom betreffenden Kopfstück des Dividenden subtrahiert, bis die Schaltung 10a an ihrem Übertrag-Ausgang P H-Potential hat und dann die Subtraktio­ nen-Anzahl als Ergebnisziffer in die Schieberegister 22 und 22b eingetaktet. Dann wird der Dividend und das bereits vor­ handene Teil-Stück der Ergebniszahl so lange nach links wei­ ter-getaktet, bis der Übertrag-Ausgang P der Schaltung 10 a während der Impulszeit wieder L-Potential hat. Dann folgt die nächste Subtraktions-Serie, bis der Übertrag-Ausgang P während der Impulszeit wieder H-Potential hat. Die Aus­ schaltung dieses Divisions-Ablaufs erfolgt von der letzten Zeile des Schieberegisters 22 oder 22b über die Und-Schalt­ ung 28 der Schaltung 15 a, indem hierbei über die Oder- Schaltung 36 das Flip-Flop 11 in seine Rechts-Stellung ge­ kippt wird. Damit befindet sich die Ergebniszahl (Quotient) in den Schieberegistern 22 und 22b und folgt nur noch die automatische Nach-Rechts-Taktung dieser Ergebniszahl im Schieberegister 22 b, welche vom Ausgang f der Anzeigeschalt­ ung 45 vor-angesteuert ist. Der Eingang b3 der Anzeige­ Schaltung 45 liegt hierbei an H-Potential; somit wird hier­ bei die Ergebniszahl nur bis zur End-Ziffer (rechts-seitigen End-Ziffer) nach rechts getaktet.

Falls die Eingabezahlen (der Dividend und der Divisor) Kom­ mastellen aufweisen, wird zunächst bei den Komma-Stellen des Dividenden der Komma-Index n1 um diese Komma-Stellen-An­ zahl nach links getaktet. Dieser Komma-Index n1 wird dann bei den Komma-Stellen des Divisors nach rechts getaktet. So­ mit wird dieser Komma-Index nur noch gemeinsam mit dem Divi­ denden und dem bereits fertigen Teilstück der Ergebniszahl nach links getaktet und befindet sich dann in bezug auf die Ergebniszahl an der richtigen Stelle.

Falls eine Multiplikation zur Ausführung kommt, wird auch die erste Zahl, in diesem Fall der Multiplikand A, über die Tastatur 26 in das Schieberegister 12a eingetippt, weil hierbei auch die Tor-Schaltung 7 vor-angesteuert ist. Dann wird die Taste M (Multiplikation) angetippt und damit die Eingabe des Multiplikanden B in das Schieberegister 14 vor­ angesteuert und dann der Multiplikand B in das Schieberegis­ ter 14 eingetippt. Hierbei ist die Tor-Schaltung 6 vom Aus­ gang A vor-angesteuert. Der Ausgang A2 steuert hierbei mit einem H-Impuls die Setzung des Dividenden "1" im Schiebe­ register 12b an. Der Ausgang A3 steuert hierbei die Rück­ stellung des Komma-Schieberegisters 40b an, womit sich auch der Komma-Index n1 wieder in der dargestellten Stellung be­ findet und sich somit diese beiden Komma-Indexe n1 und n2 in der dargestellten Stellung befinden. Dann wird die Taste G angetippt und damit der Ablauf der Division 1 : Multipli­ kand B ausgelöst. Diese Division ist dann zu Ende, wenn in der Zeile 7 des Ergebnis-Schieberegisters 22 die erste Zif­ fer (keine Ziffer 0) der Ergebniszahl gespeichert ist. Die Komma-Stellen dieser ersten Divisions-Ergebniszahl liefert der Ausgang 7; mit diesen Komma-Stellen-Takten wird der Komma-Index n2 nach rechts getaktet. Wenn diese erste Di­ vision zu Ende ist, ist auch die Und-Schaltung 28 der Schalt­ ung 15a vor-angesteuert und kippt in diesem Fall effektiv wirksam das Flip-Flop 18 im seine Links-Stellung, weil hier­ bei die Und-Schaltung 25 vor-angesteuert ist. Somit wird nun die Impuls-Schaltung 27 Takt-durchgesteuert. Hierbei steuert der Ausgang a mit einem H-Impuls die Einblendung des Mul­ tiplikanden A vom Schieberegister 12a in das Schieberegis­ ter 12b an. Der Ausgang D steuert hierbei mit einem H-Im­ puls die Einblendung des ersten Quotienten vom Schieberegis­ ter 22 in das Schieberegister 14 an. Der Ausgang L steuert hierbei mit seinem H-Impuls die Rückstellung der Impuls- Schaltung 32 an. Der Ausgang D2 steuert die Einblendung des Komma-Index n2 in das Komma-Schieberegister 40b an. Der Schluß-Ausgang dieser Impuls-Schaltung 27 löst mit seinem H-Impuls über die Leitung e mittels Rechts-Kippung des Flip- Flops 19 den zweiten Divisions-Ablauf aus, bei dem die Im­ puls-Schaltung 32 zum zweiten mal rundum Takt-durchgesteu­ ert wird. Wenn der Quotient eine Länge von 8 Stellen auf­ weist, wird über die Und-Schaltung 28 und die Und-Schaltung 26 und die Oder-Schaltung 38 dieser zweite Divisions-Ablauf ausgeschaltet und befindet sich die Ergebniszahl in den Schieberegister 22 und 22b, weil auch das Schieberegister 22b von den Ausgängen der Schaltung 16 und entsprechenden Abzweigungen von der Schaltung 16 über 4 Leitungen ange­ steuert wird. Somit ist nun in den Schieberegistern 22 und 22b derjenige Quotient gespeichert, welcher die Multipli­ kations-Ergebniszahl der beiden Multiplikanden ist. Dann folgt die automatische Nach-Rechts-Taktung der Ergebnis­ zahl, welche dann abgebrochen wird, wenn der Ausgang f der Anzeigeschaltung 45 von H-Potential auf L-Potential wech­ selt. Am Eingang b3 dieser Schaltung 45 liegt hierbei nur L- Potential an. Somit wird hierbei die Ergebniszahl so lange nach rechts getaktet, bis alle Klasse-1-Kommastellen weg sind und somit die Ergebniszahl eine ganze Zahl ist. Dann wird noch das Komma-Schieberegister 40c in das Komma-Schie­ beregister 40b eingeblendet, aber ohne effektive Wirkung, weil beide Multiplikanden frei von Komma-Stellen waren.

Wenn der Multiplikand A und der Multiplikand B Komma-Stellen aufweisen, sind im Komma-Schieberegister 40c additiv diese beiden Komma-Stellen-Anzahlen gespeichert und kommen diese dadurch zur Verarbeitung, daß zum Schluß das Komma-Schiebe­ register 40c in das Komma-Schieberegister 40b eingeblendet wird. Wenn die Zahl 48 mit der Zahl 24 multipliziert wird, entsteht zuerst die Ergebniszahl 1152,0018. Bei der Nach- Rechts-Taktung der Ergebniszahl wird diese Zahl in die Zahl 1152 umgewandelt. Falls die beiden Multiplikanden je eine Komma-Stelle aufweisen, befindet sich der Komma-Index m zwei Stellen weiter links und wird somit die Zahl 1152 bei der Einblendung des Komma-Schieberegisters 40c in das Komma- Schieberegister 40b in die Zahl 11,52 umgewandelt.

Die Genauigkeit der Multiplikations-Ergebniszahlen kann damit um zwei Stellen angehoben werden, daß an Stelle von Schieberegistern mit einer Länge von 8 Teil-Schaltungen Schieberegister mit einer Länge von 10 Teil-Schaltungen zur Verwendung kommen, weil in diesem Fall auch der erste Quotient, welcher bei der zweiten Division als Divisor zur Verwendung kommt, 10-stellig vorliegt. In diesem Fall hat auch die Speicherreihe 25 eine Länge von 10 Teil- Schaltungen und die Anzeigeschaltung 45 auch eine Länge von 10 Teil-Schaltungen.

Bei der Ausführung B dieser Rechenschaltung haben also die Schieberegister 12a und 12b und 12c und 14 und 22 und 22b eine Länge von 10 Teil-Schaltungen, ebenso die Anzeigeschaltung 45 und die Speicherreihe 25.

Claims (4)

1. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung, welche auf echte Weise die Quotienten-Zahlen erzeugt und mit­ tels zwei Divisionen die Produkt-Zahlen (Multiplika­ tions-Ergebniszahlen) erzeugt und diese Ergebniszahlen mittels Ziffern-seriellen Divisions-Subtraktionen er­ zeugt und außerdem so ausgebildet ist, daß sie auch Eingabezahlen mit Komma-Stellen verarbeiten kann, dadurch gekennzeichnet, daß sie 3 Komma-Schieberegis­ ter (40a und 40b und 40c) aufweist.

2. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komma-Schiebe­ register (40c) nur ein kurzes Komma-Schieberegister angeordnet ist.

3. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach An­ spruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Divisions-Ergebniszahlen automatisch bis zur letzten (rechts-seitigen) End-Ziffer nach rechts getaktet werden und die Multiplikations-Ergeb­ niszahlen (zweite Quotienten) automatisch bis zum Komma nach rechts getaktet werden.

4. Elektronische Multiplizier-Dividierschaltung nach An­ spruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Multiplikation die Komma-Stellen der Eingabezahlen (Multiplikand A und Multiplikand B) erst zum Schluß verarbeitet werden, indem erst nach der automatischen Nach-Rechts-Taktung der Ergebniszahl (Multiplikations-Ergebniszahl) das Komma-Schieberegister (40 c) in das Komma-Schiebere­ gister (40 b) eingeblendet wird oder nur mittels Tor- Schaltung in die Anzeigeschaltung (45) eingeblendet wird.