一种通用多进制编码加法器的运算方法技术

一种通用多进制编码加法器的运算方法，在给定运算进制β、权值位上数元的编码字长以及对应的数元编码表之后，针对每个权值位分别构建专用一位加法的运算码表Ａ和进位传递标志Ｆ↓［ｉ］及本权值位的运算结果Ｓ↓［ｉ］运算码表Ｂ或Ｃ；然后利用运算码表Ａ读出“同位相加”的结果，再进行进位传递，最后利用运算码表Ｂ或Ｃ直接读出加运算的最终结果。本发明专利技术的运算过程由二至三次存储器的读取过程和一次进位信号的传递过程构成，其特点是：１．采用同一加法器硬件，可以实现不同进制的加法运算；２．运算速度高且可靠，运算步骤简单，可以利用这一特点设计出并行通用多进制编码加法器；３．使得电路结构简单化、单元化，最大限度的提高运算速度和运算的可靠性，降低制造、维修成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种计算机系统中运用的一种加法器的运算方法，具体涉及。
技术介绍
目前，CPU运算电路中采用的运算方法都是建立在二进制运算理论之上，根据二进制逻辑运算的原理设计出的运算器，以“全加器”、“先行进位”构成的加法器电路为运算核心。参考主要书藉是《电子技术基础·数字部分》(康华光主编，高等教育出版社1988年10月第3版)中有关数制、码、逻辑门电路和算术运算电路的部分；《计算机组成原理》(朱怡健等编，东南大学出版社1994年12月版)；区别与[英]J.马弗等著，《MOS大规模集成电路设计导论》第157到160页所提到的“孟彻斯特进位”；《超大规模集成电路设计技术-从电路到芯片》(汪庆宝等编)，主要参考“传输门”、“信号传输延时”、“寄存器存储电路”等章节；《CMOS集成电路原理与设计》，主要参考“多米诺逻辑”和“加法器”这两部分章节；《高等学校教材VLSI设计导论》，主要参考“连线延时和电路扇出延时”。现今加法器的主要缺点是1、只能适用于二进制运算，局限性大，对于其它进制必须先转换成二进制才能进行运算；2、由于只能适用于二进制，当运算中的二进制位数较多时，所需的进位及传递时间较长，即使采用“先行进位”电路，随着设计位数的增加，其设计难度迅速上升，主要表现于，先行进位的电路级数增多，逻辑运算的辅助电路增多，线路的杂散电容、栅电容、连线电阻等都不同程度的制约了信号的传递速度和可靠性，布线复杂，这些因素大大影响了电路的集成度和运算速度；3、目前的加法器只能按照二进制逻辑进行运算，基本无加密性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。为达到上述目的，本专利技术采用的第一种技术方案是 (1)针对每个权值位分别构建专用运算码表给定运算的进制β、该权值位上数元的编码字长及对应的数元编码表；在存储器中设置运算码表A和运算码表B，其中，所述运算码表A为一位加法表，其输入为该权值位的两个运算加数Xi、Yi，输出为本地和Pi及本地进位信号Gi；所述运算码表B的输入为本地和Pi及后一权值位上传递来的进位信号Ci-1，输出为进位传递标志Fi及本权值位的运算结果Si，其中，若本地和Pi为该进制最大数元，进位传递标志Fi置位，否则进位传递标志Fi复位；(2)按下列步骤进行加法运算①将两个加数的每一权值位分别输入至对应权值位的运算码表A，输出该权值位的本地和Pi及本地进位信号Gi；②将本地和Pi输入对应权值位的运算码表B，输出进位传递标志Fi；根据运算规则设定最末位的进位信号C0；根据式(1)，获得各位的进位信号Ci；Ci＝Gi+Fi·Ci-1(1)③以本地和Pi与进位信号Ci-1作为输入，查询运算码表B，输出为本权值位的运算结果Si。为达到上述目的，本专利技术采用的第二种技术方案是(1)针对每个权值位分别构建专用运算码表给定运算的进制β、该权值位上数元的编码字长及对应的数元编码表；在存储器中设置运算码表A和运算码表C，其中，所述运算码表A为一位加法表，其输入为该权值位的两个运算加数Xi、Yi，输出为本地和Pi及本地进位信号Gi；所述运算码表C的输入为本地和Pi，输出为进位传递标志Fi和Pi+1，其中，若本地和Pi为该进制最大数元，进位传递标志Fi置位，否则进位传递标志Fi复位；(2)按下列步骤进行加法运算①将两个加数的每一权值位分别输入至对应权值位的运算码表A，输出该权值位的本地和Pi及本地进位信号Gi；②将本地和Pi输入对应权值位的运算码表C，输出进位传递标志Fi；根据运算规则设定最末位的进位信号C0，根据式(1)，获得各位的进位信号Ci；Ci＝Gi+Fi·Ci-1(1) ③以本地和Pi作为输入，查询运算码表C，并用进位信号Ci-1作为控制信号，当Ci-1为置位值时，输出Pi+1为本权值位的结果值Si，当Ci-1为复位值时，输出Pi为本权值位的结果值Si。上述技术方案中的有关内容解释如下一、上述方案中，所述Pi+1相比于Pi在对应的数元编码表中，大1个计数单位，当Pi为该进制最大数元时，Pi+1则对应该进制最小数元。二、为简便说明本专利技术原理，以十进制为例说明如下如运算“789+569”，先要构成十进进制的专用运算码表，其运算过程被分成以下三个步骤进行1.读出“同位相加”的结果百位的“7”和“5”相加，十位的“8”和“6”相加，个位的“9”和“9”相加，百位、十个、个位上依次得到的三组数据为“1；2”、“ 1；4”和“1；8”，称“；”左边的“1”为这些权值位上对应的本地进位信号，即Gi(i＝1，2，3)，“；”右边的“2”、“4”“8”为这些权值位的本地和，即Pi；2.进位传递按照权值位由低到高进行，将个位的进位信号传递到十位上，将十位上的进位信号传递到百位上，将百位上的进位信号传递到千位上；3.读出加运算的运算结果千位的“本位和”与百位上的“本位进位信号”共同读出最终运算结果“1”，百位上的“本位和”与十位上的“本位进位信号”读出运算结果“3”，十位与个位上共同读出十位的运算结果“5”，个位上由于没有进位输入，因此保持不变，仍为“8”，最终运算结果为“1358”。三、关于两个N位β进制数据加运算说明上面的运算步骤虽是两个仅3位的十进制数据的运算过程，但它同样是两个N位β进制数据加运算过程中的最重要的3个运算步骤，任意进制编码加法器的运算方法如下设两个N位的运算正整数分别为X和Y，X的“数元”按权值大小的组成形式为“XnXn-1…Xi…X2X1”，Y的组成形式为“YnYn-1…Yi…Y2Y1”。1.确定任意进制具体的β值；2.确定“权值大小序列表”及“权值大小序列表的逆向表”(1).确定“权值大小序列表”从上面X的表达式“XnXn-1…Xi…X2X1”中可看出，i值越大，就说明权值越高，而权值越高就表示该权值位的“安置地址”越靠左，“权值大小序列表”的输入为各权值的定义编码，而“权值大小序列表”的输出是该权值位的“安置地址值”，如十进制的权值定义编码有“个位”、“百位”、“千位”等，则当“十进制权值大小序列表”输入的是“个位”编码时，其输出就是“X1”所在的那一地址。(2).确定“权值大小序列表的逆向表”它的输入为各权值位的“安置地址值”，输出则为各权值位的定义编码。3.确定“β进制数元大小序列表”和“β进制数元大小序列表的逆向表”(1).“β进制数元大小序列表”①.它是比较某一权值位上“β进制数元”大小的唯一依据，它的输入是各“β进制数元”的字符编码，输出是各“数元”的大小“数值”，该“数值”也就是该“数元”在该权值位上对应的“β进制数元编码表”中的“安置地址值”；②.该表保存的内容表述为“0”是第0个“数元”，“1”是第1个“数元”，…，“β-1”是第“β-1”个“数元”，“第0个”、“第1个”等代表的就是各“数元”的大小“数值”，该“数值”与表示β值所用的进制和编码是同一种进制的“数值型编码”序列；(2).“β进制数元大小序列表的逆向表”该表的作用是将“β进制数元编码表”的“安置地址值”转换成字符编码，它保存的内容表述为，第0个“数元”是“0”，第1个“数元”是“1”，…，第“β-1”个“数元”是“β-1” ；4.根据各权值位的“安置地址值”以及“β进制数元大小序列表”，确定每一权值位上的“β进制数元编码表”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用多进制编码加法器的运算方法，其特征在于：（１）针对每个权值位分别构建专用运算码表：给定运算的进制β、该权值位上数元的编码字长及对应的数元编码表；在存储器中设置运算码表Ａ和运算码表Ｂ，其中，所述运算码表Ａ为一位加法表， 其输入为该权值位的两个运算加数Ｘ↓［ｉ］、Ｙ↓［ｉ］，输出为本地和Ｐ↓［ｉ］及本地进位信号Ｇ↓［ｉ］；所述运算码表Ｂ的输入为本地和Ｐ↓［ｉ］及后一权值位上传递来的进位信号Ｃ↓［ｉ－１］，输出为进位传递标志Ｆ↓［ｉ］及本权值位的运算结果Ｓ↓［ｉ］，其中，若本地和Ｐ↓［ｉ］为该进制最大数元，进位传递标志Ｆ↓［ｉ］置位，否则进位传递标志Ｆ↓［ｉ］复位；（２）按下列步骤进行加法运算：①将两个加数的每一权值位分别输入至对应权值位的运算码表Ａ，输出该权值位的本地和Ｐ↓［ｉ ］及本地进位信号Ｇ↓［ｉ］；②将本地和Ｐ↓［ｉ］输入对应权值位的运算码表Ｂ，输出进位传递标志Ｆ↓［ｉ］；根据运算规则设定最末位的进位信号Ｃ↓［０］；根据式（１），获得各位的进位信号Ｃ↓［ｉ］；Ｃ↓［ｉ］＝Ｇ↓［ｉ］＋Ｆ↓［ｉ ］.Ｃ↓［ｉ－１］（１）③以本地和Ｐ↓［ｉ］与进位信号Ｃ↓［ｉ－１］作为输入，查询运算码表Ｂ，输出为本权值位的运算结果Ｓ↓［ｉ］。...

【技术特征摘要】
1.一种通用多进制编码加法器的运算方法，其特征在于(1)针对每个权值位分别构建专用运算码表给定运算的进制β、该权值位上数元的编码字长及对应的数元编码表；在存储器中设置运算码表A和运算码表B，其中，所述运算码表A为一位加法表，其输入为该权值位的两个运算加数Xi、Yi，输出为本地和Pi及本地进位信号Gi；所述运算码表B的输入为本地和Pi及后一权值位上传递来的进位信号Ci-1，输出为进位传递标志Fi及本权值位的运算结果Si，其中，若本地和Pi为该进制最大数元，进位传递标志Fi置位，否则进位传递标志Fi复位；(2)按下列步骤进行加法运算①将两个加数的每一权值位分别输入至对应权值位的运算码表A，输出该权值位的本地和Pi及本地进位信号Gi；②将本地和Pi输入对应权值位的运算码表B，输出进位传递标志Fi；根据运算规则设定最末位的进位信号C0；根据式(1)，获得各位的进位信号Ci；Ci＝Gi+Fi·Ci-1(1)③以本地和Pi与进位信号Ci-1作为输入，查询运算码表B，输出为本权值位的运算结果Si。2.一种通用多进制编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓忠，
申请(专利权)人：周晓忠，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]