图22为6位二进码用数字绳组进行倒数运算时,运算到结果数字绳中每条数字绳为标准数字绳的原理电路图。
(十五)、数字绳组的除法运算
数字绳组的除法运算是先对除数做倒数运算,再用倒数运算的结果与被除数进行乘法运算。
(十六)算术运算电路接口
数字绳或数字绳组的加法、减法、乘法、倒数、除法运算的操作数都是无符号整数,同时对送入运算电路的二进制数在位数上有要求,加减运算要求小数点对齐,倒数运算要求与最高位对齐,而进行运算的数据一般是二进制码整数、定点数或浮点数时,不一定能满足运算电路的要求。当输入的二进制码操作数不满足电路的位数要求时,就需要在运算电路的前端增加输入接口,通过接口对整数、定点数或浮点数进行数据转换,先转换成满足运算要求的整数二进制码,在运算结束后再通过输出接口转换成整数、定点数或浮点数。进行算术运算的数据很多是有符号数,算术运算电路要能够进行有符号数运算,就需要在输入接口与输出接口中对数据的符号进行运算。一般来说,加减运算必须通过接口电路能进行有符号数运算,而乘法、倒数、除法运算可以做成有符号运算,也可以做成无符号运算。
在二进制码中,数据表达形式一般是整数、定点数、浮点数三种形式,算术运算电路应该同时拥有处理上述三种数据的输入接口。加法、减法、乘法运算电路应该有上述三种数据形式的输出接口,倒数与除法只需要定点数、浮点数两种输出接口。当算术运算电路的输入接口与输出接口有多种形式时,由CPU来选择并导通所使用的输入接口,由CPU来选择取数的输出接口。
1、加法电路与减法电路的输入接口
在算术运算电路中,加法或减法运算的小数点位必须对齐,可以是整数运算,也可以是整数与小数同时运算的定点运算。因此,N位的加法与减法运算应做成2N位的加法电路与减法电路,前N位为整数部分,后N位为小数部分。整数运算用前N位,定点运算前后2N位全用,浮点运算时先把浮点数转换成定点数再进行定点运算。所以,加法与减法运算电路的输入接口对整数操作数是直接输入,对定点操作数或浮点操作数要进行数据变换。
加法与减法运算的三个输入接口用三组与门开关组全部连接到运算电路的入端,由CPU的运算指令控制与门开关组开通与关闭。当运算指令是整数运算时,整数接口连接的与门开关组开通;当运算指令是定点数运算时,定点数接口开通;当运算指令是浮点数时,浮点接口连接的与门开关组开通。
加法与减法的三个输入接口中,每一个接口都用与门开关组同时连接到加法运算电路与减法运算电路的输入端,每个接口都有符号运算电路,符号运算电路控制这两组与门开关组的开通与关闭。进行加法运算时,当加法的两个操作数符号相异时,开通与减法运算连接的与门开关组;当加法的两个操作数符号相同时,开通与加法电路连接的与门开关组。
在加法与减法的三个接口电路中,定点数接口与浮点数接口要进行数据转换,把定点数或浮点数转换成符合电路要求的整数。