Преобразователь кода с постоянным весом в двоичный код

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА С ПОСТОЯННЫМ ВЕССМ В ДВОИЧНЫЙ КОД, сзодержащий генератор веоовых коэффидиентов , регистр сдвига, элемент И, .первый вход которого соединен с выводом : регистра сдвига, сгумматор результата, инфо)рмаш1онвый вход которого соединен с выходом элемента И, и распределитель умаупьсов, первый выход которого соединен с тактовьш входом регистра сдвига, выход первого попутакта распределителя импупыэтв соединен с вторым входом элемента И и управляющим входом сумматора результата, выход второго полутакта распределителя импульсов соединен с управляющим входом генератора весошлх коэффициентов , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения класса ре- , шаекшх задач за счет возможности преобразования двоичного кода с ограниченным весом в полный двоичный код, в него введены регистр весового эквивалента и элемент НЕ, вход которого соединен с выходом регистра сдвига и первым инфор- MjEUiHOHHbiM входом генератора весовых Коэффициентов, второй информационный вход которого соединен с выходом элемен та НЕ, а вход регистра весового эквивалё{1та соединен с входом эквивалента генератора весовых коэффициентов, выход которого соединен с третьим входом элемента И. 2. Преобразователь по п. 1, о. т п и ч а ю щ и и с я тем, что ге-г шратор весовых коэффициентов жит группу из k сумматоров;. группу R3 1( пороговых элементов, первую и вторую группы из k элементов И и группу из (l4-l)-ro элемента задержки, где k - максимальный вес преобразуемого кода, причем выход i -го ( i «l-k) сумматора (О группы соединен с первым входом ( +1)го сумматора группы и через ( -и пороговый элемент группы - с первым входом 1 -го элемента И второй группы, выход , которого соединен с входом вычитания ; -го. сумма:тора группы,вход записи которого соединен с выходом -гo элемента И первой группы,вторие входы -х элементов К9 И первой и второй грутш соединены с выО 00 ходом i -го и входом (i -1)-го элемент : тов задержки группы, третьи входы ai eментов И первой и второй групп .йвпя- 01 ются соответственно первым и вторым , информационными входами генератора весовых коэффициентов, выход которого сое динен с выходом k-го сумматора группы, а вход эквивалента соединен с входом первого сумматора группы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(59 0 5 02

-p$ ЩР «э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3395657/1 8«24 (22) 11.02.82 (46) 30.05.83. Бюл. М 20 (72) В. В. Потапов и В.Д.Куликов (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ию 489220, кп. Н 03 К 13/24, 1974.

2. Авторское свидетепьство СССР 4 436345, кп. Q 06 Р 4 5/02, 1972 (прототип) . (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА. с постоянным Весом В двоичный

Код,.содержащий генератор весовых ко-, эффициентов, регистр сдвига, элемент И,,первый вход которого соединен с выходом .регистра сдвига, сумматор результата, информационный вход которого соединен с выходом элемента-И, и распределитель импупьсов, первый выход которого соединен с тактовым входом регистра сдвига, выход первого попутакта распределителя импульсов соединен с вторым входом. weмента И и управпяюшим входом сумматора результата, выход второго попутакта распределителя импульсов соединен с управпяюшим входом генератора весовых коэффициентов, о т п и ч а ю ш и и с я тем, что, .с цепью расширения класса решаемых задач за счет возможности преобразования двоичного кода с ограниченным весом в полный двоичный код, в него введеыа регистр весового эквивалента и элемент НЕ, вход которого соединен с выходом регистра сдвига и первым инфор

„„SU„„1020815 A мационным входом генератора весовых коэффициентов, второй информационный вход которого соединен с выходом элемента HE, a вход регистра весового эквивалента соединен с входом эквивалента генератора весовых коэффициентов, выход которого соединен с третьим входом эпемента И.

2. Преобразоватепь по и. 1, о,ти и ч а ю ш и и с я тем, что ге-4" нератор весовых коэффициентов содержит группу из х сумматороК группу нз пороговых элементов, первую и вторую группы из k элементов И и группУ нз (х -1)-го элемента задержки, где k максимальный вес преобразуемого кода, Я причем выход -го (1 1- k ) сумматора группы соединен с первым входом (i +1 )го сумматора группы и.через s -й пороговый элемент группы - с первым входом

1 -го элемента И второй грушюа, выход д ,которого соединен с входом вычитания

i -ro сумматора группы, вход записи кото-:киюв

Ф рого соединен с выходом 1- го элемента И первой группы, вторые входы j -x. элементов .ф

И первой и второй групп соединены с вы- в ходом f -го и входом (4 -1)-го эпэмен

: тов задержки группы, третьи входы э@вментов И первой и второй групп,являются соответственно первым и вторым, информационными входами генератора весовых коэффициентов, выход которого соединен с выходом k-го сумматора группы, а вход эквивалента соединен с входом первого сумматора группы.

1 020815

role(p(rl р) — вес A -го разряда преобразуемого числа при наличии р единиц в старших перед

50 (p p) ним раэрядах3

C> - число сочетаний из П по

tll (р P);

Р0т - коцичество единиц в коде каждого сообщения (характеристика ограничения на вес) .

Преобразование двоичных кодов с ограниченным весом (копичество единиц в коде может быть от О до Р„, ) соответствует переводу числа из позиционной

Изобретение относится к автоматике и и цифровой вичиСлительной технике и может быть использовано при построении преобраэоватепей двоичных кодов с огра5

11и1ешым или постоянным весом в полный двоичный код.

Известно устройство для преобразования двоичных кОЦОВ с ПОстоянным ВесОм в пю111ый двоичный код, содержащее двоичный счетчик, дешифратор, накопитель ный сумматор, 6юк переключения режимои работы, двоичный счетчик нулевых символов, эпемент ИЛИ и апемент HE 111.

t5

Недостатками указанного устройства являются невозможность преобразования кодл с Огрениченным весом в полный двоичнъ1Л код, а также сравнительно бои шой объем Оборуцования.

Наибоцее бпизким к предпагаемому

20 по технической сущности и схемному построению явпяется преобразоватепь коцов, содержащий регистр сдвига, сумматор резу1тьтата, генератор весовых коэффици25 ентов, апемент И и бпок управпения, выходы которого соединены с управляющими входами регистра сдвига и генератора . весовых коэффициентов, и блок умножения. Згот преобразователь осутцествляет перевод чисеп в двоичную систему из позиптонной системы счисления, которую включают в класс "фибоначчиевых" систем счиспения.(23.

Недостаток известного преобразоватепя - невозможность преобразования ко- 35 да с ограниченным весом в полный цвс ичный код.

Цепь изобретения — расширение класса решаемых задач, закпючаюшееся в преобразовании двоичного кода с ограни- 40

ЧЕННЬ1М ВЕСОМ В ПОЛНЫЙ ДВОИЧНЫЙ КОД.

Поставпенная цель достигается тем, что в преобразоватепь с постоянным весом в двоичный код, содержащий генератор весовых коэффициентов, регистр 45. сдвига, а1темент И, первый вход которого соединен с выходом регистра сдвига, сумматор реэупьтата, информационный вход которого соединен с выходом элемента И, и распредепитепь импупьсов, первый Выход которого соединен с тактовым входом регистра сцвига, выход . первого попутакта распределитепя импульсов соединен с вторым входом эпемента И и управляющим входом суммаL тора резупьтата, выход второго попутакта распредепителя импупьсов соединен с управ1тяюиппм входом генератора весовых коэффициентов, введены регистр весового эквивалента и элемент НЕ, вход которого соединен с выходом регистра сдвига и первым информационным вхоцом генератора весовых коэффициентов, второй информационный вхоц которого соединен с выходом эпемента НЕ, а вхоц регистра весового эквивалента соединен с входом аквивапента генератора весовых коаффициентов, выход которого соединен с третьим входом элемента И.

Причем генератор весовых коэффициентов содержит группу иэ k сумматоров, группу из k 1пlоoр огrоoв ыlх эe1л1еeмwеeнHTтоoвe, перВую и вторую группы из к апементов И и группу из (k -1)-го элемента задержки, rae k - максимальный вес преобраI зуемого кода, причем выход q -го (л =

= 1- k ) сумматора группы и через л -й пороговый элемент группы соединен с первым входом < -го апемента И второй группы, выход которого соединен с вхоцом вычитания < -го сумматора группы, вхоц записи которого соецинен с выхоФ дом л -ro элемента И первой группы, вторые входы j -х элементов И первой и второй групп соединены. с выходом

j -го и входом (j -1)-го элементов задержки группы, третьи входы элементов

И первой и второй групп явпяются соответственно первым и вторым информационными входами генератора весовых коэффициентов, выход которого соединен с выхоцом k -го сумматора группы, а вход эквивапента соединен с входом первого сумматора группы.

Преобразование двоичных копов с по» стоянным весом соответствует переводу чисел из позиционной системы счисления, веса разрядов в которой опредепяются следующим выражением

0 при р(р,„-п; ) (1) < 1ll- P) С„при р р„,-и, 3 1020815 4 системы счиспения, веса разряд(в в ко- (1) ипи (2, значений соецуюших весоторой опредепяются выражением вых коэффициентов:

Ч(" Р.. Р "Äui(P >,p - ) -- °

pan,p)-В изобретении испопьзуется воэможность вычиспения по (Рщ +1) весовым ковфркпкантам рааряпов: т((n, 0), (( (п,-1,1), ЕР (п,-2,2),...,й П, -P р,„) япя пюоото П pm, соответствуюшего ряда коэффициентов дпя 02 равного („+1 ипи т) < -1 путем простого. соответственно спожения ипи вычитания . смежных коэффициентов иэ ряда дпя П °

Эта воэможность опредепена основным свойством "фибоначчиевых" систем счиспения, которое дпя систем (1) и (2) записывается в виде спедуюшего соотношения:

q(n,p(= q (n-(,р) (д(п-(, р () (з)

Определение весовых коэффициентов разрядов в процессе преобразования целесообразно начинать со старших разрядов.

Значение ((- ((), р ) при р = р„„ всегда равно 1 .

На чертеже прецставпена структурная схема прецпагаемого преобраэоватепя.

Преобраэоватепь кодов содержит ре . гистр 1 весового эквивапента, генератор 2 весовых коэффициентов, включаюший в себя группу 3 сумматоров 3(, 32, ..., Зр, предназначенных цня хранения двоичных эквивапентов весовых коэффициентов р „ разрядов преобразуемого кода: группу 4 пороговых элементов 4„, 4, ° ° ° 49 ° перву rpy y 5 эпементов

И 5, 5,..., Gp, вторую группу 6 эпементов И 6„, 6>,..., бр„„группу 7 эпементов 7(, 7> „„, 7(p q» задержки, предназначенных дпя задержки подачи управпяюшего сигнала на очередной сумматор 3, 32, ..., Зр группы на время вычитания ипи записи одного чиспа в . предыдушем сумматоре; эпемент НЕ 8, элемент И 9, распредепитепь 10 импульсов, регистр 11 сдвига и сумматор 12 реэупьтата.

В зависимости от чиспа разрядов в преобразуемом коде (пд,), типа ограничения на вес кодов, коды с постоянным весом ипи коды с ограниченным весом и значения параметра ограничения . осушествпяются вычиспения по формупам

q(п,,O), В первый сумматор 3< записывают цвоич(тый эквивалент числа g (пщ-pù+1, р,„-1), во второй сумматор 3 - двоичный эквивапент чиспа ц) (пщ -p +2, p())-2) и т.д. В поспеднем сумматоре °

3 р будет записан двоичный эквивапент чиспа g ((),, О) которое явпяется весовым коэффициентом первого старшего разряда преобразуемого кода. В регистре 1 двоичный эквивапент единицы соответствует весу пюбого разряда при р = pù, так как всегда g (, p ) =1.

Рассмотрим работу устройства дпя спучая, когда осушествпяется преобразование кона 1010100 с ограниченным весом в попный двоичный код. Примем, что число разрядов в преобразуемых кодах равно; семи, а максимально допустимый вес р< равен трем. Преобразование осушествпяется за чисйо тактов, равное чиспу pa=--рядов в исходном коде (в рассматриваемом случае эа семь тактов).

Каждый такт работы состоит из двух попутактов. Первый попутакт основной (ра« бочий), в течение которого осушествпя,:ется преобразование очередного разряда исходного кода в попный двоичный код, а второй попутакт вспомогатепьный, в течение которого осушествпяется вычищу>пение цвоичного эквивапента веса спедуюшего разряда преобразуемого кода. Потактную работу цреобразоватепя кодов за дает распрецепитепь 10 импупьсов путем выдачи на выходе 13 управпяюшего сиг, нала в течение всего такта работы, на выходе 14 - в течение первого попутакта и на выходе 15 в течение второго попутакта работы.

В исходном состоянии преобразуемый коц 1010100 записан в регистр сдвига

11, сумматор 12 результата обнупен.

Необходимое число сумматоров 3, 32,..., Зр „в группе равно трем. Весовые ко. эффициенты рассчитаны по формупе (2) дпя р< =,3 и йщ=6. В сумматоре З зало писан двоичный эквивапент чиспа g (6,0)*

= 4, в сумматоре 3 — q (5,1) * 16 и в сумматоре 3, - ф (4,2) 5.

Если же преобраэоватепь содержит

: чиспо сумматоров 3), 32, ..., 3),„в груп

$$ пе бопьше чем р,т, то в избыточйые сумматоры записывают двоичные эквивапенты единицы.

Первый такт.

20815 6

5 10

При поступлении управляющего сигнала с выхода 13 распределитепя 10 импульсов на регистр 11 сдвига в нем осуществпяется сдвиг хранящегося в нем кода на один разряд в сторону старших и и выдача значения старшего разряда, в рассматриваемом случае 1 на входы элементов И 9, 51, 5>, 5 и через эпемент НЕ 8 на входы эпементов И 6, 6 ., 6 в течение всего такта работы.

Первый попутакт.

При поступлении управляющего сиг вала с выхода 14 распределителя 10 импульсов на элемент И 9 и сумматор

12 результата происходит спожение в сумматоре 12 хранящегося в нем чиопа с поступающим с элемента И 9. В рассматриваемом спучае с выхода эпеме.нта И 9 поступает двоичный эквивалент веса. старшего разряда, равного сорока двум из сумматора З и aaII8cb1вается в сумматор 12 без-накопления, так как перед первым тактом преобразования сумматор 12 .всегца обнупен.

Второй попутакт.

Управляющий сигнал с выхода 15 распределителя 10 импульсов поступает на входы элементов И 6>, 5 и через элементы 7, 7 на соответствующие пары эпемейтов И 6, 5 и 6, Q °

При наличии на выходе регистра 11

:сдвига сигнала, соответствующего нулевому значению преобразуемого в данном такте разряца исходного кода, этим сигналом через элемент НЕ 8 будут поданы разрешающие сигнапы на входы элементов И 6, 6, 6 . Управляющие сигналы поступят через эпементы И 61, 6, 6 . иа первые управпяющие входы только тех сумматоров 3, 3 > 3g в которых будут храниться двоичные эквиваленты чисел, второго больших единицы, так как только в этом случае на первые входы эпементов И 6, 6р, 6> будут поданы разрешающие сигналы с выходов соответст вующих пороговых элементов 4, 4, 4, " поцкпюченных к выходам сумматоров

3,3 3.

При напичии на выхоце регистра 11 сдвига. сигнала, соответствующего единичному значению преобразуемого в данном такте разряда исходного кода, этим сигна пом подается разрешение на элемент

И 5<, 5х, Gg и сигнапы с выхода 15 распредепитепя 10 импульсов поступают ца вторые управляющие входы сумматоров 3, 3, З .

При поступлении сигнала на первый управпяющий вход любого сумматора Зу, З, З он осуществпяет вычитание иэ хранящегося в нем числа, чиспа подаииого íà его информационный вход с выхода предыдущего сумматора ипи регистра

1, а при поступпении сигнала на второй управпяющий вход сумматор осуществпяет сброс хранящегося в нем числа и запоминание поданного на его информационный вход, В рассматриваемом спучае первый старший разряд исходного кода, обраба» тываемый в первом такте, имеет ециничнсе значение. Следовательно, управпяющий сигнап с выхода 15 распредепитепя 10 импульсов последовательно, начиная с сумматора 3», 3, З и они произведут запись двоичных экивапентов спецующих чисел: в сумматор 3 - 16 - P (5,1), в сумматор З - 5 ° ((4,2) и в сумматор

® 3 - 1 (f (3,3). На этом работа устройства при данном такте работы закончена.

Второй такт.

Работа преобразователя кодов в этом такте отпичается тем, что с выхода ре гистра 11 сдвига выдается сигнал, соответствующий нулевому значению шестого разряда исходного кода, который отрабатывается во втором такте.

30 Первый попутакт.

При поступлении сигнала с выхода 14 распредепитепя 10 импульсов эпемент . И 9 выдает в сумматор 12 результата двоичный эквиванент нупя, в реэупьтате накопления которого число в сумматоре

12 остается без изменения, т.е. сохраияеться двоичный эквивалент чиспа 42.

Второй попутакт.

Управляющий сигиап с выхода 15 распредепитепя 10 импульсов поступает через элементы И 6, 6 на первые управляющие входи топько сумматоров З и 3 . В сумматоре 3 (в остальных, ео.пи сумматоров больше 3) хранится двоичный эквивалент единицы, поэтому пороговый элемент 4 не выдает бопьше разрешающего сигнала на элемент И 6 и сумматор 3» отключается от управления по первому входу. В сумматорах З и 3 проводится вычитание подавых на их входы чисел из хранящихся в них. В реэупьтате этого будут попучены двоичные эквиваленты следующих чисеп: в сумматоре 3 - 16-5 (f (4;2.) и в сумма« торе 3 - 5 1 4 (p (3,2). В сумматоре 3 сохраняется. двоичный эквивапеит единицы, которому можно поставить в. соответствие весовой коэффициент

CP(2,3) 1.

7 102081 8 8 Работа устройства в поспедуюших такз данного -кода (1010100) в полный тах аналогична первому, если обрабатыва- . двоичный код представлено в таблице. ется- единичный разряд исходного кода, или Конечный результат преобразования повторому, если обрабатывается нулевой разряд. лучен в сумматоре 12 на седьмом тскте

Изменение содержимого всех сумма= и равен 56 ипи в йопном двоичном «оде торов 12, З Э„Зк при преобразовании 110000.

Такты

Ссаержимое

4 8 6 7

1 2 3

Регистра 11 1 010100 0 10100 1 0100 0 100 . 1 00 0 0 0

Полутакты

1 2 1 2 1 2 1 2

1 1 1 1 1 1 1 1

1 2 1 2

1 1 1 1

1 2

1 1

8 1

Регистра 1

Суммтр 3„

1 1. 1 1 1 1

1 1

1 1

1 1

1 1 1 1 1 1 1- 1

44 33 3 2 2 2 2 1

Сумматора 3 16 5 5 4 4 1

Cpmaropa 3 42 16 16 11 11 44

Сумматора 1 2 42 42 42 42 53 53

53 83 86 56 56 56 86 56

Изобретение позволяет также преоб25 раэовывать коды с постоянным весом в попеле двоичные коды. Отличие здесь . только в том, что значения весовых коэффициентов дпя записи в сумматоры цепочки в исходном состоянии осушествпяют по формуле (1).

Предлагаемый преобразователь в отличие от известного обладает способностью осуществлять преобразование кодов с ограниченным и постоянным весом в поп« З5 ные двоичные коды, что позволит сократить обьем передаваемых сообшений в системах управления, т.е. повысить их надежность и эффективность работы.

Технико-экономическая эффективность устройства заключается в том, что применение предлагаемого преобразователя кодов позволит сократить сообшение длиной ll разрядов и содержаших не более рт

Рщ единии в (и/1а(, е с„ ) Pas.

i=0

1020815.

Составитель М; Аршавский

Редактор С. Юско Техред О. Неце Корректор A. Ильин

Заказ 3898/41 Тираж 708 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комииета,СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/8 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4