АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПО МОДУЛЮ СЕМЬ
MODULO SEVEN ARITHMETIC UNIT

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построени средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
Известны арифметические устройства по модулю семь (см., например, авт. св. СССР 1603371, кл. G06F 7/49, 1990 г.), которые могут быть использованы для реализации операции (X+Y) mod 7, где Х,Y∈{000,…,110} есть трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных арифметических устройств по модулю семь, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация операции (X-Y) mod 7.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип арифметическое устройство по модулю семь (патент РФ 2702970, кл. G06F 7/72, 2019 г.), которое содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и реализует операцию (X+Y) mod 7, где Х,Y∈{000,…,110} есть трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация операции (X-Y) mod 7.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации с помощью константной настройки любой из операций (X+Y) mod 7, (Х-Y) mod 7, где X,Y∈{000,…,110} есть трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в арифметическом устройстве по модулю семь, содержащем двенадцать элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого, девятого, десятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами второго, третьего, пятого и четвертого, шестого, одиннадцатого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а первый вход седьмого, второй вход k-го  и выход (6+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, (3+k)-м входом и k-м выходом арифметического устройства по модулю семь, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и восемь элементов ЗАПРЕТ, первый, второй входы одиннадцатого и первый, второй входы i-го  элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого, третьего и неинвертирующим, инвертирующим входами i-го элементов ЗАПРЕТ, первый, второй входы седьмого и первый, второй входы восьмого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с инвертирующим, неинвертирующим входами седьмого и неинвертирующим, инвертирующим входами восьмого элементов ЗАПРЕТ, первые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого, девятого, десятого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами первого, второго, четвертого и седьмого, восьмого, шестого элементов ЗАПРЕТ, а выход десятого, первый вход k-го, первый и второй входы (11+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с вторым входом седьмого, выходом (11+k)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, настроечным и k-м входами арифметического устройства по модулю семь.
На чертеже представлена схема предлагаемого арифметического устройства по модулю семь.
1
14
1
8
i
11
i
5
3
7
8
7
8
k
4
5
6
8
10
4
5
6
8
9
10
11+k
1
2
4
7
8
6
2
3
5
4
6
11
7
k
6+k
1
10
11+k
Арифметическое устройство по модулю семь содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1,…,1 и элементы ЗАПРЕТ 2,…,2, причем первый, второй входы элемента 1и первый, второй входы элемента 1 соединены соответственно с неинвертирующим, инвертирующим входами элемента 2 и выходами элементов 2, 2, первый, второй входы элемента 1и первый, второй входы элемента 1 соединены соответственно с инвертирующим, неинвертирующим входами элемента 2 и неинвертирующим, инвертирующим входами элемента 2, первые входы элементов 11, 1, 1, 1, 1 и вторые входы элементов 1, 1, 1, 1, 1, 1 соединены соответственно с выходами элементов 1, 2, 2,, 2, 2, 2, 2 и 1, 1, 1, 1, 1, 1, а первый, второй входы элемента 1, второй вход элемента l и выход элемента 1 соединены соответственно с выходами элементов 1, 1, (3+k)-ым входом и k-ым выходом арифметического устройства по модулю семь, подключенного настроечным и k-ым входами соответственно к первому и второму входам элемента 1.
0
1
2
0
1
2
2
1
0
2
1
0
2
2
0
0
0
1
2
0
l
2
0
1
2
Работа предлагаемого арифметического устройства по модулю семь осуществляется следующим образом. На его настроечном входе фиксируется сигнал w∈{0,1} константной настройки, который определяет вид реализуемой операции. На его первый, второй, третий и четвертый, пятый, шестой входы подаются соответственно двоичные сигналы y,y,y∈{0,1} и x,x,x∈{0,1}, которые задают подлежащие обработке трехразрядные двоичные числа Y=yyy, Х=ххx, причем х,у и x,y определяют значения старших и младших разрядов соответственно, X,Y∈{000,…,110}. В представленной ниже таблице приведены значения выходных сигналов z,z,z предлагаемого устройства, полученные с учетом работы его элементов для всех возможных наборов значений сигналов w,x,x,x,y,y,y.
2
1
0
0
l
2
2
0
Если w=0 либо w=1, то согласно представленной таблице имеем Z=(X-Y) mod 7 либо Z=(Х+Y) mod 7, где Z=zzz - трехразрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами z,z,z∈{0,1} (z и z определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно).
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое арифметическое устройство по модулю семь обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как с помощью константной настройки реализует любую из операций (X+Y) mod 7, (X-Y) mod 7, где Х,Y∈{000,…,110} есть трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.