定点数接口的数据转换:一个定点数要么是把小数点固定在最高位之前,用n位数值表达数的大小;要么是把小数点固定在最低位之后,用-n位数值表达数的大小;定点数的数据转换是把n位数值的二进制码左移n位,把-n位数值的二进制码右移n位,移位后的二进制码是由整数与小数两部分组成,整数部分送入前N位运算电路,小数部分送入后N位运算电路。左移或右移的方法是:限定n的值最大为运算器的位数N,把从输入操作数入口送入的表达n的二进制码做成结数为N的浮标数字绳,用浮标数字绳的每一个结做为一组与门开关组的一个公共输入端,与门组中的每一个与门的另一个输入端依次连接定点数操作数的小数部分一位,与门组的输出端连接到运算电路的输入端口。当n值为正时,与门组输出端的最高位连接到前N位运算电路的输入端口,其最高位在前N位中的序号与浮标数字绳绳结自首端起的序号相同;当n为负值时,与门组输出端的最低位连接到后N位运算电路的输入端口,其最低位在后N位中的序号与浮标数字绳绳结自尾端起向首端延伸的序号相同。当n值等于m且为正值时,浮标数字绳中的第m结为实结,定点数操作数的小数部分最高位进入到前N位运算电路输入端的第m位,小数部分最高位之后的位数依次进入到前N位运算电路的m位之后,包括依次进入到后N位运算电路中。当n值等于m且为负值时,浮标数字绳中自尾端的第m结为实结,定点数操作数的小数部分最低位进入到后N位运算电路输入端的第N-m位,小数部分最低位之前的位数依次进入到后N位运算电路的m位之前,包括依次进入到前N位运算电路中。
浮点数接口的数据转换:限定浮点数阶码的绝对值最大为N,一个浮点数由符号、尾数、阶符与阶码组成。浮点数接口的数据转换是把浮点数转换成整数与小数两部分,整数部分送入前N位加减运算电路,小数部分送入后N位加减运算电路。浮点数电路转换的运算过程是:(1)把尾数的最高数值与后N位运算电路的顶端对齐。(2)把阶码做成浮标数字绳。(3)用浮标数字绳的每一个结与阶符共同控制一组与门开关组对尾数进行并行平移。平移方法与定点数平移方法相同,当阶码为正值时,尾数向前N位运算电路平移,当阶码为负值时,尾数在后N位运算电路中向后平移。
在加法与减法的三种接口电路中,每种接口电路都同时连接到加法运算电路的输入端与减法运算电路的输入端,通过符号运算电路控制两个与门开关组接通电路。当加法电路的两个操作数符号相异时,符号运算电路通过控制与门开关组把两个相加的操作数送入减法运算电路中,保留第一个操作数的符号,减法电路的运算结果再进行符号运算做为结果数的符号;当符号相同时,符号运算电路通过控制与门开关组把两个相加的操作数送入加法运算电路中,保留相同的符号做为输出接口电路中的符号。当减法的两个操作数符号相异时,符号运算电路通过控制与门开关组把两个操作数送入加法运算电路中,保留第一个操作数的符号,加法电路的运算结果再进行符号运算做为结果数的符号。当符号相同时,符号运算电路控制与门开关组把两个操作数送入减法运算电路中,保留相同的符号,在减法电路的输出结果中进行符号运算做为输出接口电路中的符号。
加法运算电路与减法运算电路为双N位电路。有符号的加法运算需要同时有减法运算电路,有符号的减法运算电路需要同时有加法运算电路。有符号的加法运算与减法运算的接口电路相同,输入端接口电路由整数、定点数、浮点数三种数据形式的双操作数入口,定点数转换电路、浮点数转换电路,整数的符号运算与控制电路、定点数的符号运算与控制电路,由CPU运算指令组成的整数指令控制电路、定点数指令控制电路、浮点数指令控制电路,十二个与门开关组组成。输入端接口电路的工作流程是:由CPU指令来选择进入接口电路的操作数形式,当选择整数、定点数、浮点数中的一种形式时,指令控制电路所控制的与门开关组开通,CPU按选择的形式输入相应的两个操作数;定点数转换电路与浮点数转换电路把数据转换成整数部分与小数部分;符号运算与控制电路进行符号运算并接通加法运算电路或减法运算电路。
图23是加法与减法电路输入接口的流程原理图。