Устройство для умножения по модулю семь

(51)06 7/49, 7/52 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ПО МОДУЛЮ СЕМЬ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Авгуль Леонид Болеславович Курносенко Сергей Васильевич Супрун Валерий Павлович Терешко Сергей Михайлович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для умножения по модулю семь, содержащее три элемента ИЛИ, выход первого из которых соединен с выходом старшего разряда результата, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом среднего разряда результата, выход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом младшего разряда результата, отличающееся тем, что содержит девять элементов равнозначности, первый инверсный вход первого из которых соединен с входом старшего разряда первого операнда, первым инверсным входом второго элемента 7881 1 2006.02.28 равнозначности, первым инверсным входом третьего элемента равнозначности, первым инверсным входом четвертого элемента равнозначности, первым инверсным входом пятого элемента равнозначности, первым инверсным входом шестого элемента равнозначности, первым инверсным входом седьмого элемента равнозначности, первым инверсным входом восьмого элемента равнозначности, первым инверсным входом девятого элемента равнозначности, вход среднего разряда первого операнда соединен со вторым инверсным входом первого элемента равнозначности, первым прямым входом второго элемента равнозначности, первым прямым входом третьего элемента равнозначности, первым прямым входом четвертого элемента равнозначности, вторым инверсным входом пятого элемента равнозначности, первым прямым входом шестого элемента равнозначности, первым прямым входом седьмого элемента равнозначности, первым прямым входом восьмого элемента равнозначности, вторым инверсным входом девятого элемента равнозначности,вход младшего разряда первого операнда соединен с первым прямым входом первого элемента равнозначности, вторым инверсным входом второго элемента равнозначности,вторым прямым входом третьего элемента равнозначности, вторым прямым входом четвертого элемента равнозначности, первым прямым входом пятого элемента равнозначности, вторым инверсным входом шестого элемента равнозначности, вторым инверсным входом седьмого элемента равнозначности, вторым прямым входом восьмого элемента равнозначности, первым прямым входом девятого элемента равнозначности, вход старшего разряда второго операнда соединен со вторым прямым входом первого элемента равнозначности, вторым инверсным входом четвертого элемента равнозначности и вторым прямым входом седьмого элемента равнозначности, вход среднего разряда второго операнда соединен со вторым прямым входом второго элемента равнозначности, вторым прямым входом пятого элемента равнозначности и вторым инверсным входом восьмого элемента равнозначности, вход младшего разряда второго операнда соединен со вторым инверсным входом третьего элемента равнозначности, вторым прямым входом шестого элемента равнозначности и вторым прямым входом девятого элемента равнозначности,первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента равнозначности, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента равнозначности, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента равнозначности, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента равнозначности, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом пятого элемента равнозначности, третий вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом шестого элемента равнозначности, первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом седьмого элемента равнозначности, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом восьмого элемента равнозначности, третий вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом девятого элемента равнозначности. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано для построения систем аппаратурного контроля и вычислительных устройств, реализующих алгоритмы модулярной арифметики. Известно устройство для умножения по модулю семь, содержащее двадцать один элемент И, три элемента ИЛИ и три элемента ИЛИ-НЕ 1. Недостатками устройства являются низкое быстродействие и высокая конструктивная сложность. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для умножения по модулю семь, содержащее шесть групп элементов И, три элемента ИЛИ и три элемента ИЛИ-НЕ 2. 2 7881 1 2006.02.28 Недостатками известного устройства для умножения по модулю семь также являются низкое быстродействие и высокая конструктивная сложность. Изобретение направлено на решение задачи повышения быстродействия и уменьшения конструктивной сложности устройства для умножения по модулю семь. Названный технический результат достигается путем использования новых логических элементов (элементов равнозначности), а также изменением связей логических элементов в схеме устройства. Устройство для умножения по модулю семь содержит три элемента ИЛИ, выход первого из которых соединен с выходом старшего разряда результата. Выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом среднего разряда результата. Выход третьего ИЛИ соединен с выходом младшего разряда результата. В отличие от прототипа, устройство содержит девять элементов равнозначности. Первый инверсный вход первого элемента равнозначности соединен с входом старшего разряда первого операнда, первым инверсным входом второго элемента равнозначности, первым инверсным входом третьего элемента равнозначности, первым инверсным входом четвертого элемента равнозначности, первым инверсным входом пятого элемента равнозначности, первым инверсным входом шестого элемента равнозначности, первым инверсным входом седьмого элемента равнозначности, первым инверсным входом восьмого элемента равнозначности, первым инверсным входом девятого элемента равнозначности. Вход среднего разряда первого операнда соединен со вторым инверсным входом первого элемента равнозначности, первым прямым входом второго элемента равнозначности,первым прямым входом третьего элемента равнозначности, первым прямым входом четвертого элемента равнозначности, вторым инверсным входом пятого элемента равнозначности, первым прямым входом шестого элемента равнозначности, первым прямым входом седьмого элемента равнозначности, первым прямым входом восьмого элемента равнозначности, вторым инверсным входом девятого элемента равнозначности. Вход младшего разряда первого операнда соединен с первым прямым входом первого элемента равнозначности, вторым инверсным входом второго элемента равнозначности,вторым прямым входом третьего элемента равнозначности, вторым прямым входом четвертого элемента равнозначности, первым прямым входом пятого элемента равнозначности, вторым инверсным входом шестого элемента равнозначности, вторым инверсным входом седьмого элемента равнозначности, вторым прямым входом восьмого элемента равнозначности, первым прямым входом девятого элемента равнозначности. Вход старшего разряда второго операнда соединен со вторым прямым входом первого элемента равнозначности, вторым инверсным входом четвертого элемента равнозначности и вторым прямым входом седьмого элемента равнозначности. Вход среднего разряда второго операнда соединен со вторым прямым входом второго элемента равнозначности, вторым прямым входом пятого элемента равнозначности и вторым инверсным входом восьмого элемента равнозначности. Вход младшего разряда второго операнда соединен со вторым инверсным входом третьего элемента равнозначности, вторым прямым входом шестого элемента равнозначности и вторым прямым входом девятого элемента равнозначности. Первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента равнозначности. Второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента равнозначности. Третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента равнозначности. 3 7881 1 2006.02.28 Первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента равнозначности. Второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом пятого элемента равнозначности. Третий вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом шестого элемента равнозначности. Первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом седьмого элемента равнозначности. Второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом восьмого элемента равнозначности. Третий вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом девятого элемента равнозначности. На чертеже (фигура) представлена схема устройства для умножения по модулю семь. Устройство для умножения по модулю семь содержит девять элементов равнозначности 1-9, три элемента ИЛИ 10, 11 и 12, входы старшего, среднего и младшего разрядов первого операнда 13, 14 и 15 соответственно, входы старшего, среднего и младшего разрядов второго операнда 16, 17 и 18 соответственно, выходы старшего, среднего и младшего разрядов результата 19, 20 и 21 соответственно. Отметим, что все элементы равнозначности 1-9 имеют по два инверсных и по два прямых входа. Устройство выполняет умножение по модулю семь двух полных операндов Х 4 х 12 х 2 х 3 и 41223,0,1, у 0,1,1,37,где Х 0,7 ,0,7 ,0,7 . Устройство для умножения по модулю семь работает следующим образом. На входы 13 и16 подаются старшие разряды х 1 и у 1 первого и второго операндов соответственно, на входы 14 и 17 - средние разряды х 2 и у 2 первого и второго операндов соответственно, на входы 15 и 18 - младшие разряды х 3 и у 3 первого и второго операндов соответственно. На выходе 19 формируется старший разряд 1, на выходе 20 - средний разряд 2,на выходе 21 - младший разряд г 3 результата 41223,0,1,1,3 . Работа устройства для умножения по модулю семь описывается приводимой ниже таблицей. Как следует из таблицы, на некоторых наборах кортеж (1,2,3) двоичных разрядов результатаимеет вид (0,0,0) или (1,1,1). Это правомерно, поскольку на входах устройства действуют полные операнды, и 0 77 7. Устройство для умножения по модулю семь построено согласно следующим соотношениям 1( 1 , 2 , 3 , 1 )( 1 , 2 , 3 ,2 )( 1 , 2 , 3 , 3 ) 2( 1 , 2 , 3 ,2 )( 1 , 2 , 3 , 3 )( 1 , 2 , 3 , 1 ) 3( 1 , 2 , 3 , 3 )( 1 , 2 , 3 , 1 )( 1 , 2 , 3 ,2 ),где( 1 , 2 )1 21 2- функция равнозначности. Очевидно, что ( 1 , 1 )1111. Достоинствами устройства для умножения по модулю семь являются высокое быстродействие и простая конструкция. 7881 1 2006.02.28 Таблица работы устройства для умножения по модулю семь Первый операнд 41223 1/13 х 2/14 х 3/15 1 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.