Устройство для умножения числа на постоянный коэффициент

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЧИСЛА НА ПОСТОЯННЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ , содержащее генератор тактовых импульсов, триггер, два элемента И, два управляемых делителя частоты, реверсивный счетчик и схему сравнения , причем выход реверсивного счетчика соединен с первым входом схемы сравнения, а выход триггера - с первыми входами первого и второго элементов И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены три элемента И, делитель частоты, шесть двухвходовых многоразрядных сумматоров, два управляемых делителя частоты, восемь коммутаторов, семь реверсивных счетчиков, три схемы сравнения и четырехвходовой многоразрядный сумматор, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми управляющими входами делителя частоты и всех управляемых делителей частоты, вторые управляющие входы которых соединены с выходами «Сравнение соответствующих схем сравнения и с соответствующими входами третьего элемента И, выход которого соединен с входом установки нуля триггера и с вторым управляющим входом делителя частоты, выход которого соединен с информационными входами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов и с входом установки единицы триггера, выход которого соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, информационные входы всех управляемых делителей частоты соединены с выходами первого, второго , третьего и четвертого двухвходовых многоразрядных сумматоров соответственно, первые входы которых соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого реверсивных счетчиков соответственно, суммирующие и вычитающие входы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, выходы всех управляемых делителей частоты соединены с вторыми входами первого, второго, четвертого и пятого элементов И соответственно , выходы которых соединены с информационными входами пятого, щестого, седьi мого и восьмого коммутаторов соответственно , первые и вторые выходы пятого и шес (Л того коммутаторов соединены с суммирующими и вычитающими входами пятого и шестого реверсивных счетчиков соответственно, суммирующие и вычитающие входы седьмого и восьмого реверсивных счетчиков соединены соответственно с вторыми и первыми выходами седьмого и восьмого коммутаторов , выходы «Больше всех схем сравнения соединены соответственно с вторыми входаО5 ми первого, второго, третьего и четвер00 того двухвходовых многоразрядных суммасо к торов и с первыми управляющими входами соответствующих пар коммутаторов, вторые управляющие входы которых соеди00 нены с выходами «Меньше соответствующих схем сравнения, первые входы второй, третьей и четвертой схем сравнения соединены с выходами второго, третьего и четвертого реверсивных счетчиков, выходы пятого, щестого седьмого и восьмого реверсивных счетчиков соединены с входами четырехвходового многоразрядного сумматора, выход которого соединен с выходом устройства, вход знака коэффициента которого соединен с установочными входами первого и третьего реверсивных счетчиков, вторым входом третьей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Р4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ»".-.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3705586/24-24 (22) 22.02.84 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) В. Ф. Евдокимов, Ю. А. Плющ, В. В. Реутов, А. П. Стеканов и 3. А. Джирквелишвили (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН Украинской ССР (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 807277, кл. G 06 F7/52,,1981.

Авторское свидетельство СССР № 590735, кл. G 06 F 7/52, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЧИСЛА НА ПОСТОЯННЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ, содержащее генератор тактовых импульсов, триггер, два элемента И, два управляемых делителя частоты, реверсивный счетчик и схему сравнения, причем выход реверсивного счетчика соединен с первым входом схемы сравнения, а выход триггера — с первыми входами первого и второго элементов И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены три элемента И, делитель частоты, шесть двухвходовых многоразрядных сумматоров, два управляемых делителя частоты, восемь коммутаторов, семь реверсивных счетчиков, три схемы сравнения и четырехвходовой многоразрядный сумматор, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми управляющими входами делителя частоты и всех управляемых делителей частоты, вторые управляющие входы которых соединены с выходами «Сравнение» соответствующих схем сравнения и с соответствующими входами третьего элемента И, выход которого соединен с входом установки нуля триггера и с вторым управляющим входом делителя частоты, выход которого соединен с информационными входами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов и с входом установки еди ницы три г гера, выход которого соединен с первыми входами четвер„„SU„„1168928 А того и пятого элементов И, информационные входы всех управляемых делителей частоты соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого двухвходовых многоразрядных сумматоров соответственно, первые входы которых соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого реверсивных счетчиков соответственно, суммирующие и вычитающие входы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, выходы всех управляемых делителей частоты соединены с вторыми входами первого, второго, четвертого и пятого элементов И соответственно, выходы которых соединены с информационными входами пятого, шестого, седьмого и восьмого коммутаторов соответственно, первые и вторые выходы пятого и шестого коммутаторов соединены с суммирующими и вычитающими входами пятого и шестого реверсивных счетчиков соответственно, суммирующие и вычитающие входы седьмого и восьмого реверсивных счетчиков соединены соответственно с вторыми и первыми выходами седьмого и восьмого коммутаторов, выходы «Больше» всех схем сравнения соединены соответственно с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого двухвходовых многоразрядных сумматоров и с первыми управляющими входами соответствующих пар коммутаторов, вторые управляющие входы которых соединены с выходами «Меньше» соответствующих схем сравнения, первые входы второй, третьей и четвертой схем сравнения соединены с выходами второго, третьего и четвертого реверсивных счетчиков, выходы пятого, шестого седьмого и восьмого реверсивных счетчиков соединены с входами четырехвходового многоразрядного сумматора, выход которого соединен с выходом устройства, вход знака коэффициента которого соединен с установочными входами первого и третьего реверсивных счетчиков, вторым входом третьей

1168928 схемы сравнения и первым входом пятого двухвходового многоразрядного сумматора, выход которого соединен с вторым входом первой схемы сравнения, а второй вход— с вторым входом четвертой схемы сравнения и входом знака числа устройства, вход абсолютной величины коэффициента которого соединен с установочными входами второго и

Изобретение относится к цифровым (дискретным) вычислительным машинам, в которых по меньшей мере часть вычислений осуществляется с помощью электрических устройств, к устройствам для обработки данных с воздействием на порядок их расположения или на содержание обрабатываемых данных, в частности — для умножения, и может быть использовано в различных устройствах цифровых (дискретных) вычислительных машин.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для умножения числа на постоянный коэффициент.

Устройство для умножения числа на постоянный коэффициент содержит генератор 1 тактовых импульсов 1, делитель 2 частоты, элемент И 3, триггер 4, двухвходовые многоразрядные сумматоры 5 — 10, управляемые делители 11 — 14 частоты, элементы 20

И 15 — 18, коммутаторы 19 — 26, реверсивные счетчики 27 — 34, схемы 35 — 38 сравнения, четырехвходовой многоразрядный сумматор

39, выход 40 устройства, входы знака 41 и абсолютной величины коэффициента устройства 42 и входы знака 43 и абсолютной вел ичи ны числ а устройства 44.

Устройство для умножения числа на постоянный коэффициент работает следующим образом.

Число и постоянный коэффициент пред- З0 ставлены в дополнительном коде. Их можно записать как Х =Х, Х и В =,В, В, где Х и

 — знаки соответственно числа и коэффициента, а Х и  — абсолютные величины при Х=О иВ=О или дополнения абсолютных величин при Х=1 и В=1. 35

Для простоты рассмотрим работу умножителя на примере постоянного коэффициента В> — — 2 и числа Х =З. При этом Х=О, Х =3 и В =О, В =2. Пусть в иеходном состоянии на входы 41 — 44 поданы нулевые коды, 40 все реверсивные счетчики 27-34 и триггер 4 сброшены в нуль. Во всех схемах 35 — 38 сравнения по этой причине вырабатывачетвертого реверсивных счетчиков, третьим входом четвертой схемы сравнения и первым входом шестого двухвходового многоразрядного сумматора, выход которого соединен с вторым входом второй схемы сравнения, а второй вход — с третьим входом третьей схемы сравнения и с входом абсолютной величины числа устройства.

2 ются сигналы «Сравнения», которыми сбрасываются управляемые делители 11 — 14 частоты и -через элемент И 3 сбрасывается делитель 2 частоты. После этого на вход 4! поступает знак В =О, который поступает на установочные входы реверсивных счетчиков

27 и 31, на схему 37 сравнения и на первый вход сумматора 5. Знак Х=О с входа 43 поступает на схему 38 сравнения и на второй вход сумматора 6, с выхода которого результат 00 поступает на схему 35 сравнения.

Абсолютная величина В =2 с входа 42 поступает на установочные входы реверсивных счетчиков 29 и 33, на схему 38 сравнения и первый вход сумматора 6. Абсолютная величина Х=З с входа 44 поступает на схему 37 сравнения и второй вход сумматора 6, с выхода которого результат

2 +3 =5 поступает на схему 36 сравнения.

После этого в схеме 35 сравнения вырабатывается сигнал «Сравнение», который сбрасывает управляемый делитель 11, а также поступает на один из входов элемента И 3, коммутаторы 19 и 20 при этом оказываются закрытыми. Код 00000 поступает с выхода реверсивного счетчика 28 на один из входов сумматора 39. В схеме 36 сравнения вырабатывается сигнал «Больше», который открывает коммутаторы 21 и 22 так, что счетные импульсы будут поступать на суммирующие входы реверсивных счетчиков 29 и

30, а также поступает в качестве кода 00001 на вход сумматора 8, на другой вход которого поступает код 000010 с выхода реверсивного счетчика 29. Код 00001 +00010 =00011 с выхода сумматора 8 поступает на управляющий вход управляемого делителя 12 частоты.

В схеме 37 сравнения вырабатывается сигнал «Больше», который открывает коммутаторы 23 и 24, причем счетные импульсы с выхода коммутатора 23 будут поступать на суммирующий вход реверсивного счетчика

31, а с выхода коммутатора 24 — на вычитающий вход реверсивного счетчика 32, чем обеспечивается образование дополнения в

1168928

00011 +00100=00111. После подсчета второго импульса в реверсивном счетчике 31 установится код 00001 +00001 = 00010, а в реверсивном счетчике 32 в результате вычитания будет храниться код 11111 †0001

=11101. На управляющем входе делителя 12 частоты с выхода сумматора 8 установится код 00100+00001 =00101, а на управляющем входе делителя 13 частоты с выхода сумматора 9 — код 00010+00001=00011. После подсчета третьего импульса в реверсивном счетчике 29 установится код 00101, а в реверсивном счетчике 30 будет храниться 40 код 00111 + 00101 = 01100. При этом в схеме 36 сравнения вырабатывается сигнал

«Сравнение», который сбросит управляе45

3 реверсивном счетчике 32. Сигнал «Больше» со схемы 37 сравнения поступает в качестве кода 00001 на вход сумматора 9, на другой вход которого поступает код 00000 с выхода реверсивного счетчика 31. Код 00001 +

+00000=00001 поступит с выхода сумматора 9 на управляющий вход управляемого делителя 13 частоты. В схеме 38 сравнения вырабатывается сигнал «Сравнение», который сбрасывает управляемый делитель 14 частоты и поступает на один из входов элемента И 3, коммутаторы 25 и 26 оказываются закрытыми. После этого в устройстве начинается переходной процесс, который протекает следующим образом. После подсчета первого импульса в реверсивном счетчике 29 будет код 00010 +0001 =00011, в реверсивном счетчике 30 — код 0000 +

-+- 00011 = 00011, в реверсивном счетчике

31 — код 00000 +00001 =00001, а в реверсивном счетчике 32 в результате вычитания одного импульса будет дополнение 1, т.е. 100000 — 00001 = 111 1.

На управляющем входе делителя 12 частоты с выхода сумматора 8 установится код

00011+00001 =00100, а на управляющем входе делителя 13 частоты с выхода сумматора 9 — код 00001+00001= 00010. После подсчета второго импульса в реверсивном счетчике 29 установится код 00100, а в реверсивном счетчике 30 будет храниться код мый делитель 12 частоты, поступит на один из входов элемента И 3, а также закроет коммутаторы 21 и 22. Код 01100 с выхода реверсивного счетчика 30 поступит на вход сумматора 39. После подсчета третьего импульса в реверсивном счетчике 31 установится код 00010+00001 =00011, а в реверсивном счетчике 32 в результате вычитания будет храниться код 11101 †000 = 11010.

При этом в схеме 37 сравнения вырабатывается сигнал «Сравнение», который сбросит

4 управляемый делитель !3 частоты и через элемент И 3 делитель 2 частоты и триггер

4. Переходной процесс завершится суммированием на сумматоре 39 четыре«кодов:

00000+01100+11010+00000 =001! О, т.е.

+6 =2х3.

Если теперь число Х получит положительное приращение, то рассмотренные процессы повторятся для любых чисел, соответствующих выбранной разрядной сетке.

При этом отработка приращения переменной начнется с тех кодов, которые храняться в реверсивных счетчиках. Если же число получит отрицательное приращение, то процесс умножения коэффициента на приращение числа будет происходить несколько иначе.

Продолжим рассмотренный пример для случая, когда Х =3 — 1 =2. В результате достигнутого равновесия в реверсивном счетчике 29 хранится код 00101, в реверсивном счетчике 30 — код 01100, в реверсивном счетчике 31 — код 00011, в реверсивном счетчике 32 — код 11010, в остальных реверсивных счетчиках — коды 00000. После прихода с входа 44 вместо Х=3 Х=2 с выхода сумматора 6 на схему 36 сравнения поступит код 00010+00010= 00100, а на схему 37 сравнения — код 00010.

В результате схемы 36 и 37 сравнения вырабатывают сигналы «Меньше», откроют коммутаторы 21 — 23 так, что счетные импульсы будут поступать на вычитаюшие входы реверсивных счетчиков, а с коммутатора

24 — на суммирующий вход реверсивного счетчика 32, причем на вторые входы сумматоров 8 и 9 поступают коды 00000. Поэтому. код 00101 с выхода реверсивного счетчика

29 пройдет через сумматор 8 на управляющий вход делителя 12 частоты без изменения. Код 00011 с вы«ода реверсивного счетчика 31 поступит без изменения на управляющий вход делителя 13 частоты через сумматор 9. В результате вычитания одного импульса из реверсивного счетчика 29 в нем установится код 00101 †000 = 00100, а в реверсивном счетчике 30 будет храниться код 01100 †001 =00111. В результате вычитания одного импульса из реверсивного счетчика 31 в нем установится код 00011—

00001 =00010, а в реверсивном счетчике 32код 11010 +00011 = 11101. После этого схемы 36 и 37 сравнения вырабатывают сигналы «Сравнение», которые произведут указанные сбросы делителей частоты и триггера.

Переходной процесс завершится суммированием на сумматоре 39 кодов 00000+

+000111+1! 101+00000 =00100, т.е. +4 =

= 2«2.

1168928

Составитель Е. Захарченко

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор Л. Бескид

Заказ 4614/42 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4