Вычислительное устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит элементы ИЛИ 1, 11, триггеры 2, 3, группу регистров 4 результата,элементы И 5,6,7,15, группы-8, 9, 20,21 элементов И, счетчик 10, элемент 12 задержки, схему 13 сравнения, регистр 14 числа коэффициентов, счетчик 16, дешифратор 17, регистры 18, 19 коэффициентов , группы блоков 22, 24 умножения , группы сумматоров 23, 25, входы сопровождения данных, входы начальной установки, входы признака конца массива , входы пуска, информационные входы , выходы индикации сбоя, выходы сопровождения результата, информационные выходы. Цель достигается за счет рацио-з нальной организации связей между элементами . 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

GOLDA ËÈÑÒÈ×ÅÑÍÈÕ

РЕСПУ БЛИН

„„SU„„1444759 А 1 (ц 4 G 06 F 7/544

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21)4282440/24-24 (22) 08.07.87 (46) 15.12.88. Вюл. У 46 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д. Калмыкова (72) И.М. Криворучко, Б.С. Секачев, К.Г. Иваненко и С.П. Тяжкун (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1269124, кл. С 06 F 7/544, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 1272329, кл. С 06 F 7/544, 1985. (54) ВЬИИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов. Целью изобретения является упрощение устройства ° Устройство содержит элементы ИЛИ 1, .11, триггеры 2, 3, группу регистров 4 результата,элементы И 5,6,7, 15, группы"8, 9, 20,21 элементов И, счетчик 10, элемент 12 задержки, схему 13 сравнения, регистр

14 числа коэффициентов, счетчик 16, дешифратор 17, регистры 18, 19 коэффициентов, группы блоков 22, 24 умножения, группы сумматоров 23, 25, входы сопровождения данных, входы начальной установки, входы признака конца массива, входы пуска, информационные входы, выходы индикации сбоя, выходы сопровождения результата, информационные выходы. Цель достигается sa счет рацио нальной организации связей между элеЮ ментами. 3 ил.

1444759

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов, и частности для вычисления + g функции вида Y; =, а;„, Х;, )-1

Цель изобретения — упрощение устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока умножения; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства, Устройство содержит элемент ИЛИ 1, 15 триггеры 2 и 3, группу регистров 4 результата, элементы И 5-7, группы элементов И 8 и 9, счетчик 10, элемент

ИЛИ 11, элемент 12 задержки, схему 13 сравнения, регистр 14 числа коэффици-2р ентов, элемент И 15,, счетчик 16, дешифратор 17, регистры 18 и 19 коэффициентов, группы элементов И 20 и 21, группу блоков 22 умножения, группу сумматоров 23, группу блоков 24 умно-25 жения, группу 25 сумматоров, вход 26 сопровождения данных, вход 27 начальной установки, вход 28 признака конца массива, вход 29 пуска и информационные входы 30 и 31 устройства, выход 30

32 индикации сбоя, выход 33 сопровождения результата и информационные выходы 34 и 35 устройства.

Блок умножения содержит группу элементов ИЛИ 36, гругпы элементов И 37 и 38, группу элементов НЕ 39, вход 40 множимого, вход 41 положительного значения коэффициентов, вход 42 отрицательного значения коэффициентов и выход 43 блока.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы подачей сигнала на вход 27 устройства производится установка устройства в исходное состо- 5 янке. При этом. сигнал со входа 27 устройства устанавливает в нулевое состояние регистры 14, 18 и 19 и счетчик

16, а пройдя через элемент ИЛИ 1,устанавливает в нулевое состояние триггеры 2 и 3 и регистры 4 результата.

Кроме того, пройдя через второй элемент ИЛИ 11, сигнал сброса установит в нулевое состояние счетчик 10.

Затем производится ввод начальных

„55 данных. При этом на вход 26 устройства поступает импульс, который проходит через открытый элемент И 15 (триг. гер 2 установлен в нулевое состояние) на счетный вход суммирующего счетчика

16 и по заднему фронту устанавливает этот счетчик в состояние, равное единице. В результате на первом выходе дешифратора 17 появится единичный сигнал, который поступит на вход раз" решения записи регистра 14 ° В следующем такте на вход 30 устройства подается параллельным кодом значение половины числа коэффициентов а;, „ (j

1 + 1, ..., 1 + k — 1), равное

kГ

1k

2 I + 1, где ) — — наименьшее целое, большее или равное k/2, и .одновременно на вход 26 подается импульс, который проходит через открытый элемент

И 15 на вход синхронизации регистра

14 и осуществляет запись в этот регистр значения половины числа коэффи1k Г циентов() — + 1), поступающего со входа 30 устройства на информационный вход этого регистра, а по заднему фронту этого импульса счетчик 16 установися в состояние, равное двум. В результате на втором выходе дешифратора 17 появится единичный сигнал, который поступит на вход разрешения записи регистра 18. В следующем такте на вход 30 устройства поступят положительные значения коэффициентов а;, g-. (коэффициенты а ;, ; представляются в тернарной системе кодирования, т.е. принимают значения +1;

0; -1, поэтому и различают положительные значения коэффициентов — когда а;, ; = 1, и отрицательные значения — когда а;, = -1). Сопровождающий эти данные импульс, подающийся на вход 26 устройства, поступит на вход синхронизации регистра 18 и осуществит запись.в этот регистр положительных значений коэффициентов а;,„ а по заднему фронту этого импульса счетчик 16 установится в состояние, равное трем. В результате на третьем выходе дешифратора 17 появится единичный сигнал, который поступит на вход разрешения записи регистра 19. В следующем такте на вход 30.устройства поступят отрицательные значения коэффициентов а;,, а сопровождающий эти значения импульс, подающийся на вход 26, поступит на вход синхронизации регистра 19 и осуществит запись в этот регистр отрицательных значений коэффициентов а; .;, а по заднез

14447 му фронту этого импульса счетчик 16 установится в состояние, равное четырем. Если же на этапе ввода на вход

30 устройства поступят еще какие-либо

5 данные, сопровождаемые импульсом сопровождения, то этот импульс сопровождения пройдет со входа 26 на счет ный вход счетчика 16 и перебросит его по заднему фронту в следующее состоя- 10 ние, равное пяти. В результате на четвертом выходе дешифратора 17 появится единичный сигнал, который поступит на выход 32 устройства как сигнал сбоя устройства при вводе, и процесс 15 ввода начальных данных осуществляется заново. Если же начальные данные будут введены без сбоя, то после их ввода начинается процесс решения,осуществляемый следующим образом. 20

На вход 29 устройства подается сигнал "Пуск", который поступает на прямой вход триггера 2 и перебрасывает его в единичное состояние. В результате на инверсном выходе триггера 2 появится нулевой сигнал, который закроет элемент И 15, завершая тем самым процесс ввода начальных данных в устройство, а на прямом выходе триггера 2 появится единичный сигнал, ко- 30 торый откроет элементы И 20 третьей группы, элементы И 21 четвертой группы и элемент И 6. После этого на информационные входы 30 и 31 устройства начинают поступать параллельно два З5 массива данных I Х ;, „) и Х где j = 1, 2,..., I сопровождаемых импульсами сопровождения, поступающими на вход 26 устройства. В первом такте на вход 30 поступит параллель- 40

JL ным кодом значение первой величины

Х„яассива (Х,,, а на вход 31 значение первой величины Х, массива (Х ; „ 1. Значение Х „ пройдет параллельным кодом червз открытые эле45 менты И 20 группы на входы множимого всех блоков 22 умножения первой группы, на входы множителя которых поступают значения коэффициентов а;,q.1 е

) -1,0,1j из регистров 18 и 19. В результате, если значение коэффициента, поступающего на 1-й блок умножения (1 = 1, 2, °,и), является положительным, т.е. à p -= -1, то это значение коэффициента а поступит с 1-го выхода регистра 18 через вход 41 блока 22 на элементы И 37 группы и пропустит значение первого элемента Х «

59 массива (Х,, I через элементы И 37 группы и через элементы ИЛИ 36 группы на выходы 43 блока 22 без изменения, что будет соответствовать умножению значения Х „ на а = 1. Если же значение коэффициента, поступающего на

1-й блок 22 умножения, является отрицательным, т.е. à < = — 1, то это значение коэффициента ар поступит с

1-ro выхода регистра 19 через вход

42 блока 22 на входы элементов И 38 группы и пропустит обратный код значения Х„ с выходов элементов НЕ 39 группы через элементы И 38 группы и через элементы ИЛИ 36 группы на выходы 43 блока 22, что будет соответствовать умножению значения Х„, на а = — 1 в обратном коде, а для образования дополнительного кода произведения Х „ а через вход коррекции

1-го сумматора 23, на входы которого поступает результат умножения Х„ на а = -1 в обратном коде, поступит в младший разряд сумматора 23 в качестве единицы коррекции значение с

1-го выхода регистра 19. В результате на выходе сумматора 23 получится значение произведения Х „на а < = -1 в дополнительном коде. Если же значение коэффициента а = О, то единичные сигналы на входах 41 и 42 блока 22 будут отсутствовать, в ре-. зультате чего элементы И 37 группы и И 38 группы будут закрыты, т.е. результат умножения значения Х „ на а = 0 будет равным нулю. Таким образом, в первом такте при поступлении значения первой величины Х„,массива Х 1,,)на входы блоков 22 умножения произойдет умножение этого значения на коэффициенты а и произведения Х,„а, поступят на входы 1-х сумматоров 23, а так как на вторую . группу входов сумматоров 23 с выходов регистров 4 группы поступают нулевые значения (регистры 4 предварительно были сброшены в нулевое состояние), то произведения Х„,а пройдут через сумматоры 23 без изменения (sa исключением случая, когда а = -1 и в сумматоре к обратному коду .произведения X„a добавится в младший разряд единица. переводящая это произведение в дополнительный код). Одновременно (аналогичным образом) с помощью блоков 24 умножения второй группы и сумматоров 25 второй группы образуются I

5 1444759 6 значения произведений Х,на коэффици- значение а >, в (n-1) -ом — значение енты а;, „, а tl, О, 1I из регистров 18 и a, в (n-2)-ом — значение а, и т.д.

t9, причем в нечетных S-x ($ 1,3, и, если количество коэффициентов (k) ,...,n-1) блоках 24 умножения второй равно числу разрядов (n) этих регистгруппы произойдет умножение значения ров, то в первом разряде будет запиХ, на коэффициенты а;,у поступаю- сан коэффициент а (при k (и в перI щие с четных ($+1)-х выходов регист- вые (свободные) разряды регистров 18 ров 18 и 19, и получившиеся произве- и 19 заносятся нулевые значения). Подения просуммируются на нечетных S-x 1O этому на входы множителя первого блосумматорах 25 второй группы с произ- ка 22 умножения первой группы и втоведениями, поступающими из соответ- рого блока 24 умножения второй гр;иствующих S-х сумматоров 23 первой пы поступает значение коэффициента а группы, а в четных г-х (r = 2, 4,..., с первого выхода регистров 18 и 19, ...,и) блоках 24 умножения второй 15 на входы множителя второго блока 22 группы произойдет умножение значения умножения первой группы и первого блоХ, на коэффициенты а1 >,, поступаю- ка 24 умножения. второй группы — знащие с нечетных (r-1)-ых выходов ре- чение à >, со второго выхода регистров гистров 18 и 19, и получившиеся про- 18 и 19.и т.д., и на входы множителя изведения просуммируются на четных 2о последнего и-го блока 22 умножения г-х сумматорах 25 второй группы с первой группы и (п-1) -го блока 24 умпроизведениями, поступающими из ножения второй группы — значение а, (r-2)-х сумматоров 23 первой группы. с и ro выхода регистров 18 и 19.

В результате полученные в первом так- Последовательность потактного выте на сумматорах 25 второй группы 2б числения значений выходных массивов произведения поступят на информаци- lY Z;,,) и (Yg;, j представлена на онные входы соответствующих регистров фиг. 1, причем в течение первых

4 группы и по импульсу сопровождения ()k/2 () тактов никаких значений на значений Х„ и Х поступающему на выходы устройства выдаваться не бувход синхронизации регистров 4 через ЗО дет, так как элементы И 8 и 9 группы открытый элемент И 6, запишутся в эти и элемент И 7 закрыты. И лишь в регистры. В следующем такте на входы (— +1 -ом такте значение счетчика множимого блоков 22 умножения первой 2 группы поступит параллельным кодом 10, подсчитывающего количество импульвторое значение Х,, массива данных gr сов сопровождения, поступаюших с вы(Х ц,,I а на входы множимого блоков хода элемента И 6 через открытый эле24 умножения второй группы — значе- мент И 5, совпадает со значением чисние второй величины Х массива ла коэффициентов 1 в 1 +17, записанtXö, В результате произведения значений Х,на соответствующие козффици- 40 ным в регистр 14, и в результате на енты а;, ; просуммируются на суммато- выходе схемы 13 сравнения появится рах 23 первой группы с соответствую- единичный сигнал, который установит щей суммой произведений, полученной триггер 3 в единичное состояние, а в предыдущем такте и поступившей из. задержавшись на такт на элементе 12 соответствующих регистров 4, и, пос- 1$ задержки, пройдет через элемент ИЛИ тупив на соответствующие сумматоры 25 11 и сбросит счетчик 10 в нулевое сосвторой группы, полученный результат . тояние. Триггер 3 закроет элемент И 5 просуммируется с поступившим из соот- и откроет элементы И 8 группы,,элеменветствующего блока 24 умножения произ.- ты И 9 группы и элемент И 7, в резульведением значения Х „ на соответству- щ тате чего в (— (+1)-ом такте знающий коэффициент а;+> и запишется в )2 соответствующий регистр 4 группы. Даль- чение Y „= а„Х „,+ а,Х,+...а„Х1,,с вынейшее функционирование устройства при ходов (n-1)-го регистра 4 группы пройпотактном вычислении значений выход- дет через открытые элементы И 8 групных массивов 7 ;,,)и jY, „1происхо- gg пы на выходы 34 устройства, а значедит аналогично вышеописанному,, причем ние 7,, = а X>, + ... + а„Х,c выхозначения коэффициентов а, в регист- дов n-ro сумматора 23 первой группы

1 Ф-) рах 18 и 19 записаны в следующей по- пройдет через открытые элементы И 9следовательности: в и-ом раз рядев группы на выходы 35 устройства и че1444759 рез открытый элемент И 7 на выход 33 устройства поступит импульс сопровождения вычисленных значений У „ и Y„ .

В следующем такте на выходы 34 устрой5 ства поступит значение Y „, а на выходы 35 устройства одновременно поступит значение Y+,è т.д. После того,каь на входы 30 и 31 устройства поступят последние значения массивов переменных (Х q и (X г,,, на вход 28 устройства поступит сигнал конца массива, который пройдет через элемент

HJIH 1 и сбросит в нулевое состояние триггеры 2 и 3 и регистры 4, заканчи — 5 вая тем самым процесс вычисления в устройстве. формула изобретения

Вычислительное устройство, содер— жащее два триггера, два элемента ИЛИ, четыре элемента И, четыре группы элементов И, два счетчика, элемент задержки, схему сравнения, регистр чис25 ла коэффициентов, дешифратор, два регистра коэффициентов, две группы блоков умножения, две группы сумматоров и группу регистров результата, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с входами установки нуля первого и второго триггеров и входами установки в "0" в-х регистров результата группы

s = 1,3,5,...,n — 1, где n — максимальное количество коэффициентов, входы 35 синхронизации регистров результата группы соединены с первым входом первого элемента И, с выходом второго элемента И, с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первыми входами элементов

И первой группы, с первыми входами элементов И второй группы и прямым выходом второго триггера, инверсный выход которого соединен с вто- 45 рым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, вход установки в "0 которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с входом установки в "1" второго триггера и с выходом схемы сравнения, первый и второй входы которой подключены соответственно к выходу первого счетчика и к выходу регистра числа коэффициентов, вход синхронизации которого соединен с выходом четвертого элемента И и со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с входом разрешения записи регистра числа коэффициентов, второй выход дешифратора соединен с входом разрешения записи первого регистра коэффициентов, третий выход дешифратора соединен с входом разрешения записи второго регистра коэффициентов, инверсный выход первого триггеI ра соединен с первым входом четвертого элемента И, прямой выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, с первыми входами элементов И третьей группы и с перми входами элементов И четвертой группы, выход 1-го разряда первого регистра коэффициентов (1-1,2,...,п) сое-. динен с входом положительного значения, коэффициента 1-го блока умножения первой группы, вход отрицательного значения коэффициента которого соединен с выходом 1-ro разряда второго регистра коэффициентов и с входом коррекции

1-ro сумматора первой группы, вход первогб слагаемого которого подключен к выходу 1-го блока умножения первой группы, разряды входа множимого которого соединены с выходами соответствующих элементов И третьей группы, входы второго слагаемого r-го сумматора первой группы (r = 2,4,6,...,п) соединены с выходом r-го регистра результата группы, выходы s-ro разряда первого и второго регистров коэффициентов подключены соответственно к входам положительного и отрицательного значения коэффициента (s+1) — го блока умножения второй группы, выход 1 — го блока умножения второй группы (1=1,2,3,. ° °,n) подключен к входу первого слагаемого

1-го сумматора второй группы, вход коррекции которого соединен с входом отрицательного значения разряда множителя 1-го блока умножения второй группы, выход 1-го сумматора второй группы подключен к информационному . входу 1-го регистра результата группы, разряды входа множимого 1-ro блока умножения второй группы (1=1,2 3 ,п) соединены с выходами соответствующих элементов И четвертой группы, вход сопровождения данных устройства подключен к второму входу четвертого

9 14447 элемента И, к входам синхронизации первого и второго регистров коэффициентов и к второму входу второго элемента И, вход начальной установки уст= ройства подключен к входу установки в

"0" второго счетчика, к входам установки в "0". регистра числа коэффициентов, первого и второго .регистров кокоэффициентов, к второму входу второ- 10 го элемента ИЛИ и к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к входу признака конца массива устройства, вход пуска устройства соединен,с входом установ- 15 ки в "1" первого триггера, первый информационный вход устройства подключен к информационным входам регистра числа коэффициентов, первого и второ. го регистров и к вторым входам соот- 20

: ветствующих элементов И третьей группы, четвертый выход дешифратора подключен к выходу индикации устройства, высод третьего элемента И соединен с выходом импульсов сопровожде- 25 иия результата устройства, выходы элементов И первой группы подключены . к соответствующим разрядам первого информационного выхода устройства, а выходы элементов И второй группы 30 подключены к соответствующиМ разрядам

59 10 второго информационного выхода устройства, второй информационный вход устройства подключен к вторым входам соответствующих элементов И четвертой группы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, вход второго слагаемого р-ro сумматора первой группы (р = 3,5, .,п-1) соединен с выходом (р-2)-ro регистра результата группы, выход s-го сумматора первой группы соединен с входом второго слагаемого s-ro сумматора второй группы, выход q- ro сумматора первой группы (q = 2,4,6,...,n-2) соединен с входом второго слагаемого (q+2)-го сумматора второй группы, выходы r-го разряда первого и второго регистров коэффициентов подключены соответственно к входам положительного и отрицательного значения коэффициента (r-1)-ro блока умножения второй группы, выход (n-1)-го регистра результата группы подключен к вторым входам соответствующих элементов И первой группы, выход п-ro сумматора первой группы подключен к вторым входам соответствующих элементов И второй группы, входы установки в "0" r-x регистров результата группы соединены с выходом первого элемента ИЛИ.

14447 59

Составитель М. Силин

Техред М.Ходанич

Корректор Н.Король

Редактор А. Ревин

Тираж 704 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 6506/47

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4