ДВОИЧНЫЙ ВЫЧИТАТЕЛЬ
BINARY SUBTRACTOR

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
Известны двоичные вычитатели (см., например, рис. 9.9б на стр. 219 в книге Токхейм Р. Основы цифровой электроники. М: Мир, 1988 г.), которые выполняют операцию А-В, где А, В ∈ {0,1} есть входные двоичные сигналы.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных двоичных вычитателей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка трех входных сигналов.
in
in
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип двоичный вычитатель (рис. 9.11 в на стр. 220 в книге Токхейм Р. Основы цифровой электроники. М.: Мир, 1988 г.), который содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ и выполняет операцию А-В-B, где A, B, B ∈ {0,1} есть входные двоичные сигналы.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится сложность последнего, обусловленная тем, что цена по Квайну прототипа равна 12 и в нем имеется два места пересечения соединений.
Техническим результатом изобретения является упрощение двоичного вычитателя за счет уменьшения его цены по Квайну и устранения мест пересечения соединений при сохранении функциональных возможностей прототипа.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в двоичном вычитателе, содержащем элемент НЕ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, j-й  вход которого соединен с j-ым входом двоичного вычитателя, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два замыкающих и два размыкающих ключа, причем вход второго и вход первого замыкающих ключей соединены соответственно с выходом элемента НЕ и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подсоединенного выходом к управляющему входу всех ключей, а выход j-го замыкающего ключа соединен с выходом j-го размыкающего ключа и j-ым выходом двоичного вычитателя, подсоединенного третьим входом к входу элемента НЕ и входу j-го размыкающего ключа.
На чертеже представлена схема предлагаемого двоичного вычитателя.
1
2
1
2
2
1
j
j
j
Двоичный вычитатель содержит элемент НЕ 1, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, замыкающие ключи 3, 3 и размыкающие ключи 4, 4, причем входы ключей 3 и 3 соединены соответственно с выходом элемента 1 и вторым входом элемента 2, подсоединенного выходом к управляющему входу всех ключей, а выход ключа 3 соединен с выходом ключа 4 и j-ым выходом двоичного вычитателя, подсоединенного j-ым и третьим входами соответственно к j-му входу элемента 2 и входу элемента 1, входу ключа 4.
in
1
2
1
2
1
2
1
2
out
in
Работа предлагаемого двоичного вычитателя осуществляется следующим образом. На его первый, второй, третий входы подаются соответственно двоичные сигналы A, B, B ∈ {0,1}. Если на управляющем входе ключей 3, 3, 4, 4 присутствует логическая «1» (логический «0»), то ключи 3, 3 замкнуты (разомкнуты), а ключи 4, 4 разомкнуты (замкнуты). В представленной ниже таблице приведены полученные с учетом работы ключей значения действующих на первом, втором выходах предлагаемого вычитателя сигналов B, D для всех возможных наборов значений сигналов А, В, B.
in
Представленная таблица совпадает с таблицей (рис. 9.10б на стр. 219 в книге Токхейм Р. Основы цифровой электроники. М.: Мир, 1988 г.), согласно которой реализуется операция A-B-B.
in
in
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый двоичный вычитатель выполняет операцию A-B-B, где A, B, B ∈ {0,1} есть входные двоичные сигналы, и является по сравнению с прототипом более простым, так как цена по Квайну предлагаемого вычитателя равна 8 и в нем отсутствуют места пересечения соединений.