Вычислительное устройство

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, Цель изобретения - расширение области применения за счет вычисления квадратного корня и повышение быстродействия . Вычислительное устройство содержит компаратор 1, генератор 2 тактовых импульсов, распределитель 3 импульсов , коммутаторы 4,7 и 9, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговые преобразователи 6 и 8, источник 10 опорного напряжения и блок 11 выбора вида операции, вьтолненный на регистре 12 и дешифраторе 13. Устройство реализует операции умножения, деления, возведения в квадрат, вычисления обратной величины и извлечения квадратного корня из операндов , представленных в аналоговой форме . Работа устройства основана на реализации принципа уравновешивания сигналов. Вьтолнение каждой из вычисленных операций при фиксированном положении .коммутаторов 4,7 и 9 повышает быстродействие, что совместно с введением операции вычисления квадратного корня позволяет расширить область применения устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

CO!03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 06 G 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4018735/24-24 (22) 05.02.86 (46) 30,06.87.Бюл. N - 24 (71) Хабаровский политехнический институт (72) Чье Ен Ун (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 419905, кл. G 06 G 7/12, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 674042, кл. G 06 G 7/16, 1976..(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения — расширение области применения за счет вычисления квадратного корня и повышение быстродействия. Вычислительное устройство содержит компаратор 1, генератор 2 тактовых импульсов, распределитель 3 им„„SU„„! 320819 А 1 пульсов, коммутаторы 4,7 и 9, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговые преобразователи 6 и 8, источник 10 опорного напряжения и блок 11 выбора вида операции, выполненный на регистре 12 и дешифраторе 13. Устройство реализует операции умножения, деления, возведения в квадрат, вычисления обратной величины и извлечения квадратного корня иэ операндов, представленных в аналоговой форме ° Работа устройства основана на реализации принципа уравновешивания сигналов. Выполнение каждой иэ вычисленных операций при фиксированном положении коммутаторов 4,7 и 9 повышает быстродействие, что совместно с введением операции вычисления квадратного корня позволяет расширить область применения устройства, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.! 132081

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых и аналого-цифровых вычислительных комплексах для автоматической обработки информации.

Цель изобретения — расширение области применения за счет вычисления корня квадратного и повышение быстродействия. !О

На чертеже изображена блок-схема вычислительного устройства.

Устройство содержит компаратор 1, генератор 2 тактовых импульсов, распределитель 3 импульсов, первый коммутатор 4, реверсивный счетчик 5, первый цифроаналоговый преобразователь 6, второй коммутатор 7, второй цифроаналоговый преобразователь 8, третий коммутатор 9, источник 10 опорного напряжения и блок 11 выбора нида операции, выполненный на регистре 12 и дешифраторе 13, Устройство работает следующим об25 разом.

На вход регистра 12 блока 11 выбора вида операции подается код операции 8; подлежащей воспроизведению устройством, Сигналом "IIyc " 30 производится запись кода операции

8 в регистр.12 и осуществляется одновременно запуск устройства путем . подачи тактовых импульсов с генератора 2 тактовых импульсов через расп- 35 ределитель 3 на вход реверсивного счетчика 5. Код операции g„ c выхода регистра 12 подвергается дешифрации в дешифраторе 13 и подается на управляющие входы первого, второго и третьего коммутаторов 4,7,9. В зависимости от состояния кода O„" 1q,, q ..., q> ) на выходе дешифратора 13 коммутаторы 4,7,9 коммутируют на свой выход один из входов, 45

Работа устройства при воспроизведении отдельных математических операций следующая, При умножении сомножители U è подаются на входы 1 и 3 соответственно, При этом кодом операции умножения с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой второй вход, выход коммутатора 7 — на свой первый вход и выход коммутатора 9 - на свой третий вход, При по даче сигнала Пуск" тактовые импульсы с генератора 2 заполняют через распределитель 3 реверсивный счет9 2 чик 5. Текущее состояние кода Х счетчика 5 преобразуется в аналоговую величину U„a первом цифроаналоговом преобразователе 6 и подается на первый вход компаратора 1, который осуществляет непрерывное сравнивание величин U„ U . При уравновешивании устройства выполняется равенство х П - 11 Пх в где pU — шаг квантования, величиной которого при большой разрядности реверсивного счетчика можно пренебречь.

В режиме умножения на аналоговой вход цифроаналогового преобразователя 6 через второй вход компаратора 4 подается опорное напряжение U „ с источника 10 опорного напряжения.

Поэтому

Uon

"к 2а х, (2) где х — код на выходе счетчика 5;

n — количество разрядов счетчика.

Из выражений 1 и 2 следует, что код х на цифровом выходе устройства пропорционален первому сомножителю U „: а Uxs х = (2 — !)

Паа

На аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 8 через первый вход коммутатора 9 подается второй сомножитель U . Поэтому на выходе цифроаналогового преобразователя 8; а следовательно, на аналоговом выходе устройства, получают результат в виде произведения

К1 UX1 Пхх где К „ = 1/Бац — коэффициент пропорциональности при умножении, Для воспроизведения операции деления делимое U подается на вход 1, а делитель U„ — на вход 2. При этом кодом операции деления с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой первый вход, выход коммутатора 7 — на свой первый в:сод выход коммутатора 9 — на свой второй наход.

При уравновешивании устройства получают

П х2

U х. х 2п 1

3 13208

Откуда следует, что на цифровом выходе устройства код пропорционален отношению входных величин

Ux1 х=К

Пхг где К = 2 — 1 — коэффициент пропори циональности по цифровому выходу при делении. f0

Аналоговая выходная величина U пропорциональна отношению

U U = — --- — х х - х 2 1

Uon

2" — 1

Uf х=Url

О e

Следовательно, на аналоговом выходе устройства получают

19 4 корня с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой третий вход, выход 7 — на свой первый вход, выход 9 — на свой второй вход. При уравновешивании устройства

UX1

U = К

2 Uх

Х2 и Ux1 х = .(2 — 1)

Пхь

Ux1 U xg

Uxs

U x

U — -- — -- х

Ой 2п

Uon

-1 х = К ц„р

U х где К = Б2О

На цифровом чают

Uy Кз 1 хе

1 где К

11 оп

x=KU

Е х где К = (2

55 при вычислении обратной величины по

f5 где K< = U „ — коэффициент пропорциональности по аналоговаму выходу при делении.

При воспроизведении множительно- 20 делительного соотношения входные веamtHHII Ux1в 11х,и 11хз подаются На входы 1, 3 и 2 соответственно. Кодом множительно-делительной операции с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой первый вход, выход коммутатора 7 — на свой первый вход, а выход коммутатора 9 — на свой третий вход. При уравновешивании устройства код íà его цифровом 30 выходе пропорционален отношению

На аналоговом выходе устройства получают

При возведении в квадрат входная величина U подается на вход 1. Кодом операции возведения в квадрат с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свай второй вход, выход коммутатора 7 — на свой первый вход и выход коммутатора 9 — на свой четвертый вход. При уравновешивании на аналоговом выходе уст-. ройства получают — коэффициент пропорциональности при возведении в квадрат °

Для извлечения квадратного корня входная величина U подается на вход 1. Кодом операции извлечения

К41 х х где К = И вЂ” коэффициент пропорциональности при извлечении корня по аналоговому выходу.

На цифровом выходе получают х = K1ru,.

2" -1 где K< = — — — — — — коэффициент пропорциан альHO CTH IIPH ИЗ влечении корня по цифровому выходу.

При вычислении обратной величи ны У„ подается на вход 2. Кодом операции вычисления обратной величины с регистра 12 выход коммутатора 4 коммутируется на свой первый вход, выход коммутатора 7 — на свой второй вход, выход коммутатора 9 — на свой второй вход. При уравновешивании устройства — коэффициент пропорциональности при вычислении обратной величины по аналоговому выходу. выходе устройства полуи

1) Uoo — коэффициент пропорциональности

1320819

Составитель С, Казинов

Техред Н.Глущенко

Корректор И.Муска

Редактор И.Касарда

Тираж 672

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5

Заказ 2660/52

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 цифровому выходу. .Таким образом, предлагаемое устройство позволяет выполнять каждую иэ вычислительных операций при фиксированном положении коммутаторов

4,7,9 за один цикл уравновешивания, что повышает быстродействие. Указанное обстоятельство, а также возможность вычисления квадратного корня позволяют расширить область применения устройства.

Формула изобретения

1. Вычислительное устройство, содержащее источник опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к сигнальному входу распределителя импульсон, 20 соединенного управляющим входом с выходом компаратора, стробирующим входом — с первым выходом блока выбора вида операции, а выходами — с суммирующим и вычитающим входами ревер- 25 синного счетчика, выход которого подключен к цифровому выходу устройства и цифровому входу первого цифроаналогового преобразователя, соединенного аналоговым входом с выходом 30 первого коммутатора, а выходом — с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу второго коммутатора, соединенного первым сигнальным входом с входом первого операнда устройства, при этом первый сигнальный вход первого коммутатора подключен к входу второ— го операнда устройства, а управляющие входы коммутаторов соединены с соответствующими ныходами блока выбора вида операции, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет вычисления корня квадратного и повышения быстродействия,в него введены второй цифроаналоговый преобразователь и третий коммутатор, подключенный первым сигнальным входом к входу второго операнда устройства, вторым сигнальным входом — к выходу источника опорного напряжения и вторым сигнальным входам первого и второго коммутаторов, третьим сигнальным входом — к входу третьего операнда устройства, четвертым сигнальным входом — к входу первого операнда устройства, управляющими входами— к соответствующим выходам блока выбора вида операции, а выходом - к аналоговому входу второго цифроаналогового преобразователя, соединенного цифровым входом с выходом реверсивного счетчика, а выходом — с аналоговым выходом устройства и третьим сигнальным входом первого коммутатора.

2, Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок выбора вида операции содержит дешифратор и регистр, соединенный информационным входом с шиной ввода кода операции, входом управления записью— с шиной запуска и первым выходом блока выбора вида операции, а выходом — с входом дешифратора, подключенного выходами к остальным выходам блока выбора вида операции.