Устройство для возведения в степень

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить,время преобразования кода. Устройство содержит четыре триггера, три реверсивных счетчика, пять элементов И, элемент 2И-Ш1И и элемент ИЛИ. На вход устройства подаются импульсы периода Т И Т,, соотношение которых Т,/TO задает коэффициент k преобразования исходного кода N,записываемого в второй и третий реверсивные , счетчики до начала преобразования . В первом реверсивном счетчике фиксируется число импульсов N N х X К , где п - показатель степени, соответствующий п-му срабатыванию первого триггера. 3 ил. с (Л ГС со со 4;. О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Al (19) (11) (51) 4 G 06 F 7/552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -, К Д BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3804645/24-24 (22) 23.10.84 .{46) 23.05.86.Бюл, 1) 19 (7l) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (72) К.С.Полулях, М.В.Кривогин и Л.А.Медведева (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 913369, кл. С 06 F 7/552, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М- 1024915, кл. С 06 Г 7/552, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В СТЕПЕНЬ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить, время преобразования кода.

Устройство содержит четыре триггера, три реверсивных счетчика, пять элементов И, элемент 2И-ИЛИ и элемент

ИЛИ. На вход устройства подаются импульсы периода Т и То, соотношение которых Т< /То задает коэффициент преобразования исходного кода N,,записываемого в второй и третий реверсивные счетчики до начала преобразования. В первом реверсивном счетчике фиксируется число импульсов N = N х ч 2 и о х К, где n — показатель степени, соответствующий и-му срабатыванию первого триггера. 3 ил . С:

1 123314 Изобретение относится к вьгчислительной технике и может быть использовано при построении измерительновычислительной аппаратуры.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возведения числа в любую целочисленную сте" пень.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — состояния счетчиков в зависимости от времени и соответствующие временные диаграммы для соот-. ношений периодов входньгх последовательностей Т T, 2Т, и Т с Т с 2Т, соответственно (Т и Т, — периоды импульсов опорной и входной импульсных последовательностей соответственно).

Устройство (фиг.!) содержит тре- 21! тий 1 и четвертый 2 элементы И, элемент 2И-ИЛИ 3, пятый элемент И 4, второй 5 и третий б реверсивные счетчики, второй триггер 7, элемент ИЛИ 8 первый 9, четвертый 10 и третий 11 25 триггеры, первый 12 и второй 13 элементы.И и первый реверсивный счетчик 14.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом преобразованной во второй 5 и третий 6 реверсивные счетчики импульсов заносится код числа N, определяющего разрядность преобразования.

В исходном положении все триггеры находятся в нулевом состоянии.

Единичный потенциал с инверсного выхода второго триггера 7 открывает третий элемент И 1 и входные импульсы с периодом следования Т, поступают на вычитающий вход вычитания второго реверсивного счетчика 5. Единичный потенциал с инверсного выхода третьего триггера ll открывает по второму входу элемент 2И-ИЛИ 3 и опорные импульсы с периодом следования

Т„ поступают на вычитающий вход вычитания третьего реверсивного счетчика 6. Единичный потенциал с инверсного выхода первого триггера 9 открывает элемент И 13 и опорные импульсы поступают на вход суммирования первого реверсивного счетчика 14.

Рассмотрим возведение в степень, когда T, Т, 2Т„(фиг.2), 55

При таком соотношении периодов

Т, и Т первым переполняется третий реверсивный счетчик 6. В момент обN =11„т T=NK,, т, где К =

О коэффициент преобразования кода N. л

О первого такта можДлительность

«о определять (2) ь, = NOT< И„Т с причем

N,=N+N р Ф (3) где N> — число импульсов, поступивших на вход суммирования третьего счетчика 6 от момента его первого обнуления,до момента первого обнуления второго счетчика 5, которое остается записанным на третьем счетчике 6 к началу второго такта. нуления третьего счетчика 6 импульс переноса с его выхода поступает на вход сброса второго триггера 7, на вход установки четвертого триггера

10 и через элемент ИЛИ 8 на вход установки третьего триггера 11, при этом подтверждается исходное состояние второго триггера 7, а четвертый

10 и третий 11 триггеры меняют состояние на единичное.

B ре"ó.ëüòàòå третий триггер 11 закрывает элемент 2И-ИЛИ 3 для опорных импульсов Т„, поступающих на вход вычитания третьего счетчика 6, и открывает элемент И 4 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования третьего счетчика 6, Нулевой потенциал с выхода четвертого триггера 10 поступает йа вход сброса первого триггера 9 и подтверждает его нулевое состояние, таким образом опорные импульсы продолжают поступать через второй элемент И 13 на суммирующий вход суммирования первого счетчика 14, а поступление опорных импульсов на вход суммирования третьего счетчика 6 и входных импульсов на вход вычитания второго счетчика 5 про. должается до обнуления второго счетчика 5.

Следовательно, в первом такте работы ycтройства из N импульсов с периодом следования 1, формируется временной интервал N„ T,, который одновременно квантуется опорными импульсами с г(ериодом следования Т, в результате чего формируется числоимпульсный код, который фиксируется в первом счетчике 14 импульсов!

233

В момент обнуления второго счетчика 5, т.е. в момент окончания первого такта, импульс переноса с его выхода поступает через элемент ИЛИ 8 на входы установки третьего 11, первого

9 и второго 7 (триггеров, при этом состояние третьего триггера I! остается неизменным, состояние первого триггера 9 также остается неизменным, так как последний заблокирован по входу сброса четвертым триггером IO„ а второй триггер 7 переходит в единичное состояние, в результате чего он закрывает третий элемент И I для прохождения входных импульсов на вход вычитания второго счетчика 5 и пятый элемент И 4 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования третьего счетчика 6 и открывает четвертый элемент И 2 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования второго счетчика 5 и элемент 2И-ИЛИ 3 для прохождения входных импульсов на вход вычитания третьего счетчика 6.

Первый триггер 9 держит открытым по первому входу второй элемент И 13 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования первого счетчика

14. Поступление соответствующих импульсов на второй 5 и третий 6 счетчики происходит до обнуления третьего счетчика 6, Таким образом, за два такта формируется временной интервал

= N,Т,, который квантуется.импульсами опорной частоты, число которых фиксируется в первом счетчике 14 и к концу второго такта равно

Х =Ы,т/Т =М,К=Я К, (4) причем интервал с получается подсуммированием к, интервала NpT,:

c<= Ы,т, = (No+ N ) Г, = -. + И,т, . (5)

По окончании второго такта импульс переноса с выхода третьего счетчика

6 поступает через элемент ИЛИ 8 на вход установки триггеров 10 и 11, на вход сброса триггера 7, при этом триггеры ll u 10 остаются в прежнем единичном состоянии, а триггер 7 переходит в нулевое состояние.

В результате триггер 7 закрывает элемент И 2 для поступления на вход суммирования второго счетчика 5 опорных импульсов и элемент 2И-ИЛИ 3 для поступления на вход вычитания третье

N =N Т/Т 3

No R (6) Время формирования кода N р

+ NрТ + Ир Т = 2+ 1Г Т1 . (7)

1 где N p= N — М1 — число импульсов, поступившее на вход суммирования второго счетчика 5 после первого его обнуления до второго обнуления третьего счетчика 6 и зафиксированное в нем к началу третьего такта.

Аналогично продолжается возведение в более высокие степени.

Рассмотрим возведение в степень, когдаT,<Тр(2Т1(фиг.3)

Исходное состояние устройства аналогично рассмотренному для первого случая. При таком соотношении периодов Т1 и T первым переполняется счетчик 5. Следовательно, в первом такте работы устройства из И импульсов с периодом T формируется временной интервал 1 = N T, который одновременно квантуется опорными импульсами с периодом следования Т, поступающим на вход суммирования счетчика 14, в результате чего формируется число-импульсный код

Я1=11,Т,/т, =жК, (8) где N, — число импульсов, вычтеиных из счетчика 6 за время NОТ„и од

146 4 го счетчика 6 входных импульсов, аоткрывает элемент И для прохождения входных импульсов на вход вычитания второго счетчика 5 и элемент И 4 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования третьего счетчика 6.

Триггер 9 остается в нулевом положении, т.е. элемент И 13 открыт для поступления опорных импульсов на вход суммирования первого счетчика 14.Поступление соответствующих импульсов на второй 5 и третий .6 счетчики продолжается до конца третьего такта, т.е. до обнуления второго счетчика 5 импульсов.

На выходе устройства, т.е. в первом счетчике 14 импульсов, за три такта фиксируется количество импульсов, пропорциональное третьей степени коэффициента !

233146 новременно поступивших через элемент

И 13 на вход суммирования счетчика 14.

Длительность, первого такта можно

5 представить как ьг ь,+ N<,Т, (! 0) и к концу второго такта в счетчике 5 насчитано и зафиксировано число импульсов а в счетчике 14 фиксируется число импульсов

Т 55

N -И --- М -N

Т P о

1!о 1 (12) Б, =С,jT

- 11 (— -} о где N < — число импульсов, оставшееся заййсанным на счетчике 6 в момент первого обнуления счетчика 5.

В момент обнуления счетчика 5 импульс переноса с его выхода поступает на входы установки триггеров 7 и

9 и через элемент ИЛИ 8 на вход установки триггера II. При этом триггеры

7, 9 и 11 меняют свое состояние на единичное.

В результате триггер 7 закрывает элемент И 1 для входных импульсов, поступающих на вход вычитания счетчи ка 5,триггер 9 закрывает элемент .И 13 для опорных импульсов, посту пающих на вход суммирования счетчи- 25 ка 14, триггер 11 закрывает элемент

2И-ИЛИ 3 для опорных импульсов, посту пающих на вход вычитания счетчика. 6, и триггер 7 открывает элемент И 2 для поступления опорных импульсов на вход суммирования счетчика 5 и элемент 2И-ИЛИ 3 для поступления входных импульсов на вычитающий вход вычитания счетчика 6, а триггер 9 открывает элемент И 12 для поступления опор-.

35 ных импульсов на вход вычитания счетчика. 14. Во втором также поступление соответствующих импульсов.на счетчики 5 и 6 продолжается до первого обнуления счетчика 6, 40

Таким образом, во втором такте формируется интервал N Т,, который одр новременно квантуется ймпульсами опорной частоты в счетчиках 5 и 14.

При этом за два такта формируется

g$ временной интервал

И т+И Т = +N Т (13) г и к концу третьего такта в счетчике

6 насчитано и зафиксировано число импульсов я =N T/Т (14) а в счетчике !4 фиксируется число импульсов

Tf

-Ы

Р, Т, Т1

М =7/Y = N -Е

3 0 1 Р Т о

N --Y ---И = И К о (15) Аналогично продолжается возведе. яие в более высокие степени.

В Обоих случаях как при 1 Т, 2 так и нри Т, - Т 21„показатель степени фиксируется по количеству срабатываний второго триггера 7. C момента начала преобразований до момента

rl-го срабатывания первого триггера

7 (в зависимости от заданной степени l1 ) число импульсов в первом счет1) я чике 1 4 пропОрционально Т или T о 1

В предлагаемом устройстве формирование интервалов,, 2, с,...,7„

ПО Окончании второго такта импульс переноса счетчика 6 поступает через элемент ИЛИ 8 на входы установки триггеров 11 и 10 и на вход сброса триггера 7. При этом триггер 11 остается в прежнем единичном состоянии, триггер IO остается в прежнем нулевом состоянии, триггер 7 переходит в нулевое состояние.

В результате триггер 7 закрывает элемент И 2 для поступления опорных импульсов на вход суммирования счетчика 5 и элемент 2И-ИЛИ 3 для поступления входных импульсов на вход вычитания счетчика 6, а открывает элемент И 1 для прохождения входных импульсов на вход вычитания счетчика 5 и элемент И 4 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования счетчика 6. Триггер 9 Остается в единичном положении, т.е. элемент И ll2 открыт для поступления опорных импульсов на вход вычитания счетчика 14.

Таким образом, в третьем такте формируется интервал М Т,, который одрг новременно квантуется импульсами опорной частоты в счетчиках 6 и 14. при этом за три такта формируется временной интервал

1233146 происходит параллельно (см.выражения

5,7,9,10), т.е. каждый последующий интервал .„„ получается доформированием к предыдущему интервалу р,что позволяет сократить время преобразований.

Фо р мул а и з о б р е те ни я

Устройство для возведения в степень, содержащее первый.реверсивный счетчик, два триггера и четыре элемента И, прямой выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к входам вычитания и суммирования первого реверсивного счетчика, инверсный выход второго триггера соединен с первым 20 входом третьего элемента И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет реализации возведения в произвольную степень, 25 в него введены второй и третий реверсивные счетчики, третий и четвертый триггеры, пятый элемент И, элемент

2И-ИЛИ, элемент ИЛИ, вход опорной импульсной последовательности устройст- щ0 ва соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и первыми входами четвертого и пятого элементов И и элемента 2И-ИЛИ, выход которого и выход пятого элемента И подключены к вычитающему и суммирующему входам третьего реверсивного счетчика соответственно, инверсный выход признака нулевого состояния которо— гс соединен с первым входом элемента ИЛИ, с инверсным входом установки третьего триггера и инверсным входом сброса второго триггера, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к вычитающему и суммирующему входам второго реверсивного счетчика, инверсный выход признака нулевого состояния которого соединен с инверсными входами установки первого и второго триггеров и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с инверсным входом установки четвертого триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента 2И-ИЛИ и инверсным входом пятого элемента И, третий вход которого соединен с третьим инверсным входом элемента 2И-ИЛИ, с вторым инверсным входом четвертого элемента И и ийверсным выходом второго триггера, вход входной импульсной последовательности устройства соединен с вторым входом третьего элемента И и четвертым входом элемента 2И-ИЛИ,инверсный выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И и инверсным входом сброса четвертого триггера, инверсный выход которого соединен с инверсным входом сброса первого триггера, выход первого реверсивного счетчика является выходом результата устройства, выход второго триггера является выходом признака показателя степени устройства.

1233!46

Фиа8

1233146

Составитель А.Ушаков

Техред Л.Олейник Корректор В.Бутяга

Редактор И.Николайчук

Тираж 67! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !!3035, .Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Заказ 277!/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Нроектная, 4