DE2060590A1

DE2060590A1 - Digitalrechner

Info

Publication number: DE2060590A1
Application number: DE19702060590
Authority: DE
Inventors: Isao Hatano; Akira Nagano; Kenzi Yosimoto
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1970-12-09
Publication date: 1971-06-24
Also published as: ZA708435B; FR2073721A5; JPS5036542B1; GB1274155A; US3707622A

Description

lo/ Tauehido-cho, Hanazono, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto-fu,

Japan

"Digitalrechner"	1969;	Japan;	Nr,	1ο1159/19β9
Priorität: 15. Dez.

Die Erfindung betrifft einen Digitalrechner, der aus mehreren Schieberegistern aufgebaut ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Digitalrechner dieser Art zu schaffen, der im Aurbau sehr gedrungen ist und sich daher als Schreibtischrechner ausbilden läßt und der außerdem mit einem Minimum an elektronischen Bauteilen aufgebaut werden kann und· trotzdem die verschiedenartigsten Rechenoperationen auszuführen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

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zwei Schieberegister über Verknüpfungsschaltungen in Reihe geschaltet und mit einer Addierstufe verbunden sind, ein drittes Schieberegister über weitere Verknüpfungsschaltungen parallel dazugeschaltet und ebenfalls mit dieser Addierstufe verbunden ist, und über weitere Verknüpfungsschaltungen Stufen damit verknüpft sind, durch welche den Dezimalzahlen +5 und + 1 entsprechende binärkodierte Impulse für eine zur Subtraktion erforderliche Kompl'ementbildung einführbar sind.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand schemtischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäß aufgebauten Digitalrechners;

Fig. 2 zeigt schematisch das zugehörige Impulsdiagramm zur Ansteuerung des Rechners;

Fig. 3 zeigt die bit-Lage im Schieberegister für ein Ausführungsbeispiel,und zwar in Fig. 3a die erste Stufe,bestehend aus H bits und in Fig. 3b das Verschieben jedes bits nach rechts;

Fig. 4 zeigt die Stufenanordnung des -Schieberegisters für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,und zwar zeigt

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Pig. ^a schematisch den Aufbau des Schieberegisters aus 12 Stufen und Pig. ¹Ib schematisch das Verschieben jeder Dezimalzahl

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von einer Stufe zur anderen; und

Fig. 5 zeigt schematisch den Übertrag eines Indexsignals wie im Indexregister durch einen Schiebeimpulszug.

Der Rechner nach der Erfindung umfaßt nach Fig. 1 einen bekannten dynamischen Binärkreis, bei dem ein zu speichernder Impulszug von einer Stufe zur anderen in Übereinstimmung mit Schie beimpulsen übertragen wird und bei dem diese Impulse anschliessend in einem Zirkulationskreis zirkulieren.

Nach Fig. 1 sind zwei Schieberegister 1 und 2 in Reihe geschaltet und der Ausgang des Registers 2 ist über eine UND-Schaltung 6 und ODER-Schaltung 7 mit einem Gesamtaddierer 5 verknüpft. Parallel zu diesen beiden Schieberegistern 1 und 2 ist ein drittes Schieberegister 3 geschaltet, das mit dem Addierer 5 über eine UND-Schaltung 8 und eine ODER-Schaltung 9 und ebenso über eine UND-Schaltung Io und die ODER-Schaltung 7 verknüpft ist. Der im Register 1 gespeicherte Inhalt, d.h. die in Form von verschiedenen binärkodierten Ziffern in diesem Register 1 eingespeicherten Informationen können über die UND-Schaltung 11 und die ODER-Schaltung 12 zirkulieren. Der Ausgang des Registers 1 ist mit seinem Eingang über diese Schaltungen 11 und 12 ver-

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knüpft und diese werden durch elektrische Steuersignale.in bekannter Weise gesteuert. In ähnlicher V/eise wird .der in den Registern 2 und 3 gespeicherte Inhalt über Zirkulationspfade durch die UNÖ-Sc.haltung-13 und die ODER-Schaltung lh bzw. die UND-Schaltung 15 und die ODER-Schaltung 16 in Umlauf gehalten.

Um den übertrag des Inhaltes aus dem Register 1 in das Register 2 zu erleichtern, ist die UND-Schaltung 17 zwischen dem Register 1 und der Schaltung I¹J so angebracht, daß bei offener UND-Schaltung 17 der Inhalt des Registers 1 in das Register 2 über die Schaltung 1*J übertragen werden kann.

Zum übertrag des Inhalte aus dem Register 1 in das Register 3 ist ein Serienkreis mit den Schaltungen 6 und 7,dem Addierer 5, einer UND-Schaltung 18, einer ODER-Schaltung 19 und einer UND-Schaltung 2o sowie der ODER-Schaltung 16 zwischen Register 2 und Register 3 vorgesehen,so daß dann, wenn die Schaltungen 17, 7,18 und 2o wirksam sind, der Inhalt des Registers 1 in das Register 2 während der Dauer eines Übertragimpulses "CA übertragen werden kann, wovon er dann anschließend während· der Dauer eines anderen Übertragimpulses *CB in das Register 3 übertragen wird.

Zum übertrag des Inhaltes des Registee 3 zuiück in das Register 1 Bind die Schaltungen 8 und 9 vorgesehen, die das Register 3 mit dem Addierer 5 verbinden. Zwischen den Schaltungen

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19 und 12 ist für diese Verknüpfung noch eine UMD-Schaltung 21 vorgesehen. Wenn die Schaltungen 8, 18 und 21 wirksam sind, wird der Inhalt aus dem Register 3 in das Register 1 überführt, und .zwar über die Schaltungen 8 und 9, und den Addierer 5. die Schaltungen 18, 19,-21 und 12.

Der Einfachheit halber ist angenommen, daß jedes der Register 1, 2 und 3 die gleiche Anzahl von Stufen aufweist und jede Stufe aus 4 bits besteht. Eine Dezimalziffer ß_ kann z.B. durch die verschiedenartigsten Kombinationen von 4 Binärziffern Ot4, (*2, Qi.1 dargestellt werden, wobei Qk entweder 1 oder O

und die' Ziffern 8, 4, 2 und 1 die 2³, 2², 2¹ und 2°~Stellungen bedeuten. Wenn die Anzahl der Stufen des Schieberegisters mit 12 angenommen wird, so sind 48 bits für eine Zahl mit 12 Dezimalziffern ß₁₂, P₁₁.... |2»2 und ^₁ in dieser Reihenfolge vorgesehen, wobei die Zahlen 8 bis 1 jeweils die Stellen lo¹¹, lo^l0, lo⁹..., Io und Io wiedergeben. In diesem Beispiel sind vier Synchronisierimpulse t^_t t₂ und t^ und t^ vorgesehen, um jedes bit " des Registers nach rechts zu verschieben. Zum Verschieben einer Dezimalziffer β von einer Stufe des Registers zur anderen sind Sehiebeimpulße Tl, T2, T3 usw. vorgesehen.

Aus derjobigen Beschreibung ergibt sich, daß der gesamte jedes!Schieberegisters während der Dauer eines einzigen

j - 6/-

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Transferimpulses CA oder -CB übertragen werden kann, wenn hB Synchronisierimpulse dem Eingang des Registers während dieser Dauer zugeführt v/erden.

Zum Linksverschieben des Inhaltes des Schieberegisters ist ein viertes seriell arbeitendes Schieberegister h vorgesehen, das *1 bits aufweist und das über eine UND-Schaltung zwischen das Register 1 und die ODER-Schaltung lH eingeschaltet ist. Zwischen dem Register 2 und der Schaltung 12 ist ferner noch eine UND-Schaltung 23 eingeschaltet. Mit dieser Anordnung ist es möglich, daß bei wirksamer Schaltung 22 der Inhalt des

einzigen Registers 1 in das Register 2 während der Dauer eines /übertragimpulses "CA übertragen werden kann. Da jedoch der Inhalt des Registers 1 durch das Register 4 hindurch muß, bevor dieser das Register 2 erreicht, bleibt die höchste Ziffer in diesem Register 4 und der Inhalt einer Stufe kann auf diese V/eise nach links in die nächste Stufe verschoben werden. Wenn die UND-Schaltung 23 während der darauf folgenden Dauer eines Übertragimpulses "CB wirksam ist, wird der Inhalt des Registers 2 in das Register 1 übertragen und so das Linksverschieben des Inhaltes im Register 1 vervollständigt.

Zum Rechtsverschieben des Inhaltes des Schieberegisters ist das Register 2 in zwei Teile unterteilt, und zwar in ein

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fünfstufiges Register 2a zum Speichern der niedrigsten Ziffern und in einen sechsstufigen Registerteil. 2b zum Speichern aller übrigen Binärziffern außer der niedrigsten. Zwischen dem Registerteil 2a und der ODER-Schaltung 19 ist noch eine UND-Schaltung 2k vorgesehen. Wenn daher die Schaltungen 2H und 21 wirksam sind, nachdem der Inhalt des Registers 1 in das Register 2a übertragen ist, kann dieser zurück in das Register 1 über die * Schaltungen 24, 19 , 21 und 12 übertragen werden. Da jedoch die niedrigste Ziffer im Register 2a bleibt, kann der Inhalt einer . ι bestimmten Stufe nach rechts in die nächstfolgende Stufe verschoben werden.

Zum Eingeben bestimmter Dezimalziffern in das Schieberegister 1 werden die entsprechenden nicht dargestellten Betätigungstasten auf dem Bedienungsfeld betätigt und hierzu wird die UND-Schaltung 25 geöffnet, die ihrerseits mit dem Eingang der ODER-Schaltung 12 verbunden ist^und zwar bei jeder Betätigung einer Taste. Bei der oben geschilderten Anordnung wird jedoch i die kleinste Ziffer immer an der am weitesten rechts liegenden

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Seite des Registers 1 gespeichert, selbst dann, wenn die Tasten beginnend mit der höchsten Stelle in Richtung auf die niedrigste Stelle betätigt werden.

Wenn z.B. die Zahl 123 in das Schieberegister eingeschrie-• ben werden soll, so werden nacheinander die entsprechenden Tasten I* 2 und 3 betätigt. Wenn die 1-Taste gedrückt wird, wird

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ein der Dezimalzahl 1 entsprechender Binärimpuls zunächst in das Schieberegister 1 eingegeben und zirkuliert dann in dem vorgesehenen Zirkulationspfad. Wenn die 2-Taste anschließend betätigt wird, so wird ein der Dezimalzahl 2 entsprechender Binärimpuls in das Schieberegister 1 eingegeben und zwar bevor die zirkulierenden Impulse, die der Zahl 1 entsprechen, wieder am Eingang des Registers 1 nach Abschluß eines vollständigen Zirkulationsvorganges eintreten, so daß die Dezimalzahl 2 an der am weitesten recwtc liegenden Stufe des Registers gespeichert werden kann. In ähnlicher Weise wird beim Drücken der 3-Taste ein dieser Dezimalzahl 3 entsprechender Binärimpuls an der am weitesten rechts liegenden Stelle des Schieberegisters eingegeben, die vor dem Einlaufen dieser der Dezimalzahl 3 entsprechenden Impulse durch die Binärziffern der Dezimalzahl 2 besetzt war, genauso wie dies beim Eingeben der Dezimalzahl 2 der Fall war. Auf diese Weise kann die Zahl 123 in das Schieberegister eingespeichert.werden.

Beim Ausführen eines Additionsrechenvorganges X + Y mit dem erfindungsgemäßen Rechner ist es lediglich nötig, die Zahl X in das Schieberegister 1 einzugeben und diese Information X aus dem Schieberegister 1 in das Schieberegister 3 zu übertragen. Anschließend wird dann die Zahl Y in das Schieberegister 1 eingegeben, das vor dem Einlaufen des der Zahl Y entsprechenden Impulszuges am Eingang des Schieberegisters 1 durch die

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Zahl X besetzt war. Unmittelbar nach dem Eingeben der Gleichung · XundY werden die Inhalte XindY, die in den Schieberegistern 3 bzw. 1 gespeichert sind, wieder übertragen,so daß die Inhalte XundY in den Registern 1 bzw. 3 gespeichert werden. Anschliessend werden die Inhalte XundY dem Eingang des Addierers 5 zugeführt und die Summe von XundY wird anschließend in das Schieberegister 1 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Schaltungen 17, 6, 8, 18 und 21 wirksam, sodaß ein übertrag •3er Summe von X und Y in das Register 1 möglich ist. Wenn die ^ Schaltung 15 zusätzlich noch wirksam ist, bleibt der Inhalt Y •in dem Schieberegister 3·

Damit die Addierstufe5als vollständiges Addierwerk wirkt, wird das Ausgangssignal des Addierers 5 zurück in den Addierer 5 geschleift,und zwar über einen 1 bit-Verzögerungskreis 26, eine ODER-Schaltung 27 und eine UND-Schaltung 28.

Zur Ausführung einer arythmetischen Subtraktion wird die bekannte Neuner-Komplementmethode angewendet. Zu diesem Zweck enthält der Rechner noch die zusätzlichen UND-Schaltungen 29, 3o und 28. Das Eingangssignal der UND-Schaltung 29 ist ein Impulszug, der binärkodiert der Binärzahl 0101 entspricht, also der Dezimalzahl +5 für jede Ziffer der entsprechenden Dezimalzahl. Wenn die Dezimalzahl beispielsweise 12 Ziffern besitzt, bo wird jedei Ziffer mit einer Verschiebeimpulsdauer +Tl, T2..., TIl und T 12 versehen, wobei während jeder dieser Dauer Syn-

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- Io -

chronisierimpulse ti, t2, t3 und t4 für 4 bits erzeugt werden, die einer Ziffer der Dezimalzahl entsprechen. Um hierbei einen +5-Impulszug jeder Ziffer zuzuführen, ist es nur nötig, die Impulse t 1 und t 3₅ welche die Binärzahl olol wiedergeben, während jeder Schiebeimpulsdauer T zuzuführen.

Das Eingangssignal der UND-Schaltung 3o ist ein Impulszug, der binärkodiert die Binärzahl oool wiedergibt, was der Dezimalziffer +1 für jede Ziffer der jeweiligen Dezimalzahl entspricht. Bei dem oben erwähnten Beispiel wird der +1-Impulszug während jeder Schiebeimpulsdauer T zugeführt. Die UND-Schaltung 28 schließt während der Dauer des ersten bits der niedrigsten Ziffer,so daß die +1-Impulse dem Addierer 5 während der Schiebeimpulsdauer Tl nicht zugeführt werden können.

Zur Bildung des Komplements des Inhalts im Schieberegister 3 ist es lediglich erforderlich, die Schaltung Io zwischen dem Register 3 und der ODER-Schaltung 7 und die UND-Schaltung 29 zu öffnen,so daß der Ausgang vom Addierer 5 erzeugt v/erden kann. Dieser Ausgang wird dann einer Nicht-Umkehrstufe 31 zugeführt, in welcher der so übertragene Inhalt invertiert werden kann und dann zurück in das Register 3 verbracht werden kann, wenn die UND-Schaltungen 32 und 2o wirksam sind.

Angenommen, der Inhalt des Registers 3 ist beispielsweise 00825. Diese Dezimalzahl kann durch folgende Kombination von

109826/1541 " ^1U"

Binärziffern ausgedrückt werden:

0000 .0000 1000 - 0010 , 0101 (a).

Die Dezimalzahl +5, die über die UND-Schaltung 29 jeder Ziffer von (a) zugefügt werden soll, kann durch folgende Kombination von Binärziffern ausgedrückt werden:

0101 0101 0101 0101 0101 (b).

Die Dezimalzahl +1, die über die UND-Schaltung 3o züge- ι führt wird, kann durch nachfolgende Kombination von Binärzahlen ausgedrückt werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Schaltung 28 so wirkt, daß das am weitesten rechts stehende bit der niedrigsten Ziffer gelöscht wird, wenn der erste Impuls ti während der Dauer Tl zugeführt wird. Es gilt deshalb:

0001 0001 0001 0001 0000 (c).

Die Summe von (a), (b) und (c),erzeugt durch den Addierer 5,ist dann:

0110 0110 1110 1000 1010 (d).

Anschließend kann dann (d) über die Nicht-Umkehrstufe invertiert werden, so daß sich ergibt: lool lool oool olll olol ........ (e).

Aus (e) kann die Dezimalzahl 99175 gewonnen werden, die das Komplement von 00825 darstellt.

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Zur Multiplikation oder Division werden die Vorgänge der Subtraktion oder Addition wiederholt im Rechner durch bekannte Maßnahmen und nach bekannten Verfahren durchgeführt.

Beim erfindungsgemäßen Rechner sind neben den dargestellten Verknüpfungsschaltungen selbstverständlich auch noch die verschiedensten anderen Schaltkreise vorgesehen, wie Speisequellen, digitale Anzeigeeinrichtungen sowie Steuerkreise zur Ergänzung des Rechners zu einer Gesamtheit. Diese Schaltungen sind aber bekannt und deshalb nicht weiter dargestellt und erläutert.

Ansprüche

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Claims

Schutzansprüche

(1/. Digitalrechner mit mehreren Schieberegistern, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Schieberegister (1,2) über Verknüpfungsschaltungen in Reihe geschaltet und mit einer Addierstufe (5) verbunden sind, ein drittes Schieberegister ' (3) über weitere Verknüpfungsschaltungen parallel dazugeschaltet und ebenfalls mit dieser Addierstufe (5) verbunden ist, und über weitere Verknüpfungsschaltungen Stufen damit verknüpft sind, durch welche den Dezimalzahlen + 5 und + 1 entsprechende bi-.närkodierte Impulse für eine zur Subtraktion erforderliche Komplementbildung einführbar sind.
2. Digitalrechner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zwischen den beiden in Reihe geschalteten Schieberegistern (1,2) angeordnetes weiteres Schieberegister
3. Digitalrechner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das eine der beiden in Reihe geschalteten Schieberegistern (1,2) aus einem vierstufigen und einem fünfstufigen Schieberegisterteil (2a,2b) besteht.

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