Реверсивное счетное устройство с иррациональным основанием

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реверсивного счета импульсов в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов координат в геометрический код с иррациональным основанием и при разработке линейных и круговых интерполяторов. Устройство содержит Зп-разрядных реверсивных двоичных счетчика (1-3), Зп мультиплексоров

COIO3 СОВЕТСКИX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 Н 03 К 23/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4870378/21 (22) 01,10.90 (46) 23.07.92. Бюл, № 27 (71) Винницкий политехнический институт (72) Н. А, Квитка, В, П, Кожемяко. А. И. Короновский, В. С. Стратиенко и С. Н. Квитка (56) Авторское свидетельство СССР № 1115240, кл. Н 03 Н 23/00, 1984, Авторское свидетельство СССР

¹ 1677868. кл, Н 03 К 23/56, 1989, (54) РЕВЕРСИВНОЕ СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТ.-.

ВО С ИРРАЦИОНАЛЬНЫМ ОСНОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реверсивного счета импульсов в устройст„„5U„, 1750057 А1 вах сжатия информации. в устройствах преобразования двоичных -кодов координат в геометрический код с иррациональным основанием и при разработке линейных и круговых интерполяторов. Устройство содержит Зп-разрядных реверсивных двоичных счетчика (1-3), Зп мультиплексоров (4l 4(Зп — 1), 6 элементов (5 — 8, 20, 21) 20 элементов И (9-12, 14-19, 22-28, 32-34), 1 элемент ИЛИ-НЕ (3), три элемента H (29-31), 1 шину синхронизации (38), 6 шин режимов работы (39-44), 1 шину сброса (45), 1 шину разрешения параллельной записи реверсивного счетного устройства (46). 2 шины управления (52, 53). 1 ил.

1750057

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реверсивного счета импульсов в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов координат в 5 геометрический код с иррациональным основанием и при разработке линейных и круговых интерполяторов.

Цель изобретения — расширение области использования, заключающейся в обес- 10 печении реверсивного счета в трехмерном. геометрическом коде с иррациональным основанием.

Счетное устройство предназначено для реверсивного счета импульсов как в двоич- 15 ном коде, в двоично-кодированной позиционной системе счисления с иррациональным основанием 2, так и в трехмерном геометрическом коде с иррациональным основанием, В трехмерном геометрическом 20 коде с иррациональным основанием любой вектор можно представить в виде

К-2 g-i

n — 1 Зn — 2

Х = 3 g Xk 2 + 2,Я Х) 2 + 25

k =2

)=1 (1)

Зп — 3

+ X) 2 )/3

) о

30 где Х), Х), Xk e (0,1) . k E (2. 5, 8, 11,...3 — 1}

j Ц1, 4, 7, 10„.,3-2}

) Е(0, 3, 6, 9,...3 — 3}

Выражение (1) позволяет любой вектор 35 в пространство изобразить в виде трех составных векторов, направление одного из которых совпадает с координатой горизонтальной системы координат, а его величина равна:

an-з

Х) 2 !/3

)=о

Направление второго вектора составляет с направлениями горизонтальных координат угол 45 и его значение представляется в виде

50 -! 2 г, х г ., направление третьего вектора составляет 55 угол arctg 2/2 с направлением второго вектора и его значение представляется в виде:

Эn — 1

УЗ g Х 2, к=2

Особенностью такого иэображения является то, что код, используемый для записи вектора, единый и в то же время члены вы.ражения (1) независимы друг от друга.

При переходе от двоичного представления координат вектора в прямоугольной пространственной системе координат к представлению трехмерного кода с иррациональным основанием необходимо осуществить формирование трех частей выражения (1).

Этот процесс осуществляется с помощью представляемого реверсивного счетного устройства с иррациональным основанием.

На чертеже представлена функциональная схема реверсивного счетного устройства с иррациональным основанием.

Реверсивное счетное устройство содержит первый 1, второй 2, и третий 3п-разрядные реверсивные двоичные счетчики, мультиплексоры 4о-43п-1, первый 5, второй

6, третий 7 и четвертый 8 элементы ИЛИ, первый 9, второй 10, седьмой 11 и восьмой

12 элементы И, элемент ИЛИ-НЕ 13. третий

14, четвертый 15, пятый 16, шестой 17, девятый 18, десятый 19 элементы И, пятый 20 и шестой 21 элементы ИЛИ, одиннадцатый

22, двенадцатый 23, тринадцатый 24, четырнадцатый 25, пятнадцатый 26, шестнадцатый 27 и семнадцатый 28 элементы И, первый 29, второй 30 и третий 31 элементы

НЕ, восемнадцатый 32, девятнадцатый 33 и двадцатый 34 элементы И, первый 35; вто рой 36 и третий 37 входы реверсивного счетчика. шину 38 синхронизации, четвертую 39, третью 40, вторую 41, первую 42, пятую 43 и шестую 44 шины режимов работы, шину

45 сброса, шину 46 разрешения параллельной записи реверсивного счетного устройства, второй 47 и первый 48 выходы переноса реверсивного счетйого устройства, первые 490 — 49п-1, вторые 50о-50п 1, третьи 510 — 51n-1 входы параллельной записи, первую 52 и вторую 53 шины управления, выходы 54О-54ап-1 реверсивного счетного устройства.

Первый выход переноса первого реверсивного двоичного счетчика 1 соединен с первым входом первого элемента И 9, выход которого подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ 5, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика 2, второй выход переноса первого реверсивного двоичного счетчика 1 соединен с первым входом второго элемента И 10, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ

6, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного двоичного

1750057 счетчика 2, первый выход переноса и второй выход переноса второго реверсивного двоичного счетчика 2 соединены соответственно с вторыми входами седьмого 11 и восьмого 12 элементов И. выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего 7 и четвертого 8 элементов

ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами третьего реверсивного двоичного счетчика 3, первый и второй выходы переноса третьего реверсивного двоичного счетчика 3 соединены соответственно с первой 48 и второй 47 шинами переноса реверсивного счетного устройства с иррациональным основанием; входы элемента ИЛИ-НЕ 13 соединены с шинами 52 и 53 управления, а выход подсоединен к вторым входам первого 9, второго 10, седьмого 11 и восьмого 12 элемЕнтов И, первые входы восемнадцатого

32, девятнадцатого 33 и двадцатого 34 элементов И подключены соответственно к первому 35, второму 36 и третьему 37 входам реверсивного счетного устройства, вторые входы восемнадцатого 32, девятнадцатого 33, двадцатого 34 элементов И подключены к шине 38 синхронизации.

Реверсивное счетное устройство с иррациональным основанием может работать в шести режимах;

1) в режиме суммирования импульсов

По одному, двдм или трем входам в коде с основанием 3; 2) в режиме вычитания импульсов по одному, двум или трем входам в коде с основанием 3; 3) е режиме суммирования импульсов по одномуили по двум входам в коде с основанием 2; 4) в режиме вычитания импульсов по одному или двум входам в коде с основанием 2; 5) в режиме суммирования импульсов в двоичном коде;

6) в режиме вычитания импульсов в двоич- ном коде.

Первый режим обеспечивается приложением к шине 53 управления логической единицы, к пятой 43, второй 41 и четвертой

39 шинам режима работы логической единицы, к первой 42, третьей 40, шестой 44 шинам режимов работы сигнала логического нуля. Второй режим обеспечивается приложением к шине 53 управления. первой 42, третьей 40 и шестой 44 шинам режимов работы логической единицы, к шине 52 управления, пятой 42, второй 41 и четвертой

39 шинам режимов работы сигнала логического нуля. Третий режим обеспечивается приложением к шине 52 управления, четвертой 39 и второй 41 шинам режимов работы сигнала логической единицы, к шине

53 управления. первой 42, шестой 44, 15

30 работают автономно, прйчем первый счет35 чик 1 ведет счет импульсов, присутстеую40

55

10 третьей 40 и пятой 43 шинам режимов работы сигнала логического нуля, ЧетвертьiA режим обеспечивается приложением к шине

52 управления, третьей 40 и первой 42 шинам режимов работы сигнала логической единице, к шине 53 управления. четвертой

39, второй 41, пятой 43 и шестой 44 сигнала логического нуля. Пятый режим обеспечивается приложением к четвертой 39 шине режима работы сигнала логической единицы, к шинам 52 и 53 управления, первой 42, второй 41, третьей 40, пятой 43 и шестой 44 шинам режимов работы сигнала логического нуля. Шестой режим обеспечивается приложением к третьей шине 40 режима работы сигнала логической единицы, к шинам 52 и

53 управления, первой 42, второй 41, четвертой 39. пятой 43 и шестой.44 шинам управления режимами работы сигнала логического нуля.

Работе предшествует установка реверсиеных счетчиков 1, 2 и 3 в исходное состояние с помощью импульсного сигнала, поступившего в шину 45 сброса, или в начальное состояние, путем приложения к шине 46 разрешения параллельной записи сигнала логической единицы, а на входы

49 — 49п-1, 50 — 50 -i и 51о-51

33, или двадца-ый 34 элементы И, через четырнадцатый 25 или пятнадцатый 26, или шестнадцатый 27 элементы И на выходе шестого элемента ИЛИ 21 появится импульс, который, пройдя через пятый элемент И 16, первый элемент ИЛИ 5 поступит на суммирующий вход второго реверсивного двоичного счетчика 2, где и запишется, В том

1750057 ь.случае, если на входах 35. 36 и 37 будут присутствовать три импульса, то они пройдя через восемнадцатый 32, девятнадцатый 33 и двадцатый 34 элементы И, поступят на входы восемнадцатого элемента И 28, что вызовет появление на его выходе импульса, который пройдя через десятый элемент И

18, третий элемент ИЛИ 7 поступит на суммирующий вход третьего реверсивного счетчика 3, где и запишется.

Таким образом, такт за тактом будет сформирована в счетчиках 1, 2 и 3 информация в виде:

n — 1 n — 1 n — 1

Х 2, 2 g Xj 2, 3 g )42", =О j=o =0 которая будет присутствовать на выходах счетчиков. Для образования окончательной информации в виде к-а j-t зп — 1 э

X=Ч3 g Xk 2 +Ч2 g X ° 2 +

k=2 j= i

3n — 3

+g )(, 21/3

j=o необходимо к шине 53 управления приложить сигнал логической единицы. Тогда код, сформировавшийся с помощью коммутаторов 4О-43 -1 будет присутствовать на выходе счетного устройства.

Пример. Преобразование с помощью . счетного устройства двоичных кодов координат вектора А(5, 8, 10) в трехмерный геометрический код с иррациональным основанием. В двоичной системе счисления координаты Х=5, V=8, Z-10 предс гавляются в виде X=101, V=1000; Z-1010.

Импульсы, количествО которых соответствует координатам Х,Y,Z поступая на входы 35, 36 и 37, изменяют состояние счетчиков 1, 2 и 3. Первый реверсивный счетчик 1 производит подсчет импульсов, присутствующих на входах 35 или 36, или 37, второй реверсивный счетчик 2 — при однооременном присутствии импульсов на входах 35 и 36 или 35 и 37, или 36 и 37, а третий реверсивный счетчик 3 — одновременно присутствующих на входах 35-37. Такт за тактом формируется информация в реверсивных счетчиках 1, 2 и 3 в виде: 01, 11, 101 (младшие разряды находятся слева).

При работе Счетного устройства в четвертом режиме работа его аналогична работе его в третьем режиме, но отличается тем, что импульс с выхода пятого элемента ИЛИ

20, пройдя через четвертый элемент И 15, 45 д) вычитание импульсов по одному и трем входам и суммирование по двум входам; е) вычитание импульсов по одному и двум входам и суммирование по трем вхо50 дам ж) суммирование по двум входам и вычитание по одному входу;

3) суммирование по одному входу и вычитание по двум входам.

55 Работа в режиме "а" аналогична работе в первом режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 39 режимов работы и прикладывается к шине

40 режимов работы.

40 поступит на вычитающий вход первого реверсивного двоичного счетчика 1, импульс. сформировавшийся на выходе шестого элемента ИЛИ 21, пройдя через шестой элемент И 17, второй элемент ИЛИ 16, поступит на вычитающий вход второго реверсивного двоичного счетчика 2.

При работе в пятом режиме — суммирования в двоичном коде — происходит подсчет импульсов, присутствующих на одном из входов 35. 36 или 37. при этом импульсы, формирующиеся на выходе пятого элемента

ИЛИ 20, пройдут через третий элемент И 14, поступят на суммирующий вход первого реверсивного двоичного счетчика 1 и будут зарегистрированы, Сигнал с первого выхода переноса первого реверсивного и-разрядного двоичного счетчика 1 поступит на суммирующий вход второго 2 реверсивного счетчика, сигналы с выхода переноса второго счетчика 2 поступают на суммирующий вход третьего счетчика 3. С помощью мультиплексоРов 4О 43n-) на выходе УстРойства формируется 3п-разрядный двоичный код.

При работе счетного устройства в шестом режиме работа его аналогична работе в пятом режиме, но отличается тем, что импульсы с выхода пятого элемента ИЛИ 20, пройдя через четвертый элемент И 15 регистрируются на вычитающем входе первого реверсивного счетчика 1.

Так как в первом, втором, третьем и четвертом режимах реверсивные двоичные счетчики работают автономно, то это позволяет организовать восемь дополнительных режимов: а) суммирование импульсов по двум, трем входам и вычитание ho одному входу; б) суммирование импульсов по одному, трем входам и вычитание по двум входам; в) суммйрование импульсов по одному, двум входам и вычитание по трем входам;.

r) вычитание по двум, трем входам и суммирование по одному входу;

1750057

Работа в режиме "б" аналогична работе в первом режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 41 режимов работы и прикладывается к шине

42 режимов работы.

Работа в режиме "в" аналогична работе в первом режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 43 режимов работы и прокладывается к шине

44 режимов работы, Работа в режиме "г" аналогична работе во втором режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 40 режимов работы и прикладывается к шине

39 режимов работы.

Работа в режиме "д" аналогична работе во втором режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 42 режимов работы и прикладывается к шине

41 режимов работы.

Работа в режиме "е" аналогична работе во втором режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 44 режимов работы и прикладывается к шине

43 режимов работы, Работа в режиме "ж" аналогична работе в третьем режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 39 режимов работы и прикладывается к шине

40 режимов работы, Работа в режиме "з" аналогична работе в третьем режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 41 режимов работы и прикладывается к шине

42 режимов работы.

Формула изобретения

Реверсивное счетное устройство с иррациональным основанием, содержащее первый и второй и-разрядные двоичные счетчики, первый, второй, третий, четвертый, пятый. шестой элементы И, первый, второй, элементы ИЛИ, 2п мультиплексоров, i-й выход первого реверсивного счетчика соединен с первым информационным входом i-го мультиплексора и вторым информационным входом (2i — 1)-го мультиплексора. à i-й выход второго двоичного счетчика соединен с первым информационным входом (n+l)-го мультиплексора и вторым информационным входом 2i-го мультиплексора, первый и второй управляющие входы всех мультиплексоров соединены соответственно с первой и второй шинами управления, первый выход перено. са первого двоичного счетчика подсоединен к первому входу первого элемента И, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента ИЛИ. выход которого соединен с суммирующим входом второго

45 вертого элементов ИЛИ подключены выходы соответственно девятого и десятого

55

30 двоичного счетчика, второй выход переноса первого двоичного счетчика подсоединен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к вычитающему входу второго реверсивного двоичного счетчика, при этом к вторым входам nepaoro и второго элементов ИЛИ подсоединены выходы соответственно пятого и шестого элементов И, выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика, о z л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования за счет обеспечения реверсивного счета в трехмерном геометрическом коде, в него введены седьмой. восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый, восемнадцатый, девятнадцатый. двадцатый элементы И, третий, четвертый, пятый, шестой элементы ИЛИ, первый, второй, третий элементы НЕ, элемент ИЛИНЕ, третий реверсивный и-разрядный двоичный счетчик, и мультиплексоров,.первый и второй входы элемента ИЛИ-HE соединены с первой и второй управляющими шинами мультиплексоров. а выход подсоединен к вторым входам первого, второго и первым входам седьмого и восьмого элементов И, первый выход переноса второго реверсивного счетчика соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента

ИЛИ, выход которого соединен с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, второй вход переноса второго реверсивного счетчика соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом третьего реверсивного счетчика к вторым входам третьего и четэлементов И, первый и второй выходы переноса третьего реверсивного счетчика соединены соответственно с первым и вторым выходом переноса реверсивного счетного устройства, i-й выход первого реверсивного двоичного счетчика дополнительно подсоединен.к третьему информационному входу (3i--2)-го мультиплексора, i-й выход второго реверсивного двоичного счетчика дополнительно подсоединен к третьему информационному входу (3i — 1)-ro мультиплексора, i-й выход третьего реверсивного двоичного счетчика подсоединен к первому информационному входу (2n+i)-го мультиплексора и

1750057

Составитель Л.Симонова

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор 3,Лончакова

Редактор Н.Химчук

Заказ 2604 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 третьему информационному входу 31-ro мультиплексора, первый, второй и третий счетные входы реверсивного счетного устройства соединены соответственно с первыми входами восемнадцатого, девятнадцатого, двадцатого элементов И, вторые входы которых соединены с шиной синхронизации счетного устройства, выход восемнадцатого элемента И подключен к входу первого элемента НЕ, первому входу одиннадцатого элемента И, первому входу четырнадцатого элемента И, первому входу шестнадцатого элемента И, первому входу семнадцатого элемента И, выход девятнадцатого элемента И подключен 5 к входу второго элемента Н Е, первому входу двен адцатого элемента И, второму входу четырнадцатого элемента И, первому входу и тнадцатого элемента И, второму входу семнадцатого элемента И, выход двадцатого элемента И подключен к входу третьего элемента НЕ, первому входу тринадцатого элемента И, второму входу пятнадцатого элемента И, второму входу шестнадцатого элемента И, третьему входу семнадцатого элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом. двенадцатого элемента И, вторым входом тринадцатого элемента И, третьим входом пятнадцатого элемента И, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, третьим входом тринадцатого элемента И, третьим входом шестнадцатого элемента И, выход третьего элемента НЕ соединен с третьим входом одиннадцатого

5 элемента И, третьим входом двенадцатого элемента И, третьим входом четырнадцатого элемента И, выходы одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого элементов И подключены соответственно к первому, вто10 рому, третьему входам пятого элемента

ИЛИ, выхОды четырнадцатого, пятнадцатого, шестнадцатого элементов И подключены соответственно к первому, второму, третьему входам шестого элемента ИЛИ, выход

15 которого подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, выход пятого элемента ИЛИ подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, выход семнадцатого элемента И подключен к пер20 вым входам девятого и десятого элементов

И. вторые входы десятого, девятого, шестого, пятого, четвертого, третьего элементов И подключены соответственно к первой, второй, третьей, четвертой, пятой, шестой ши25 нам режимов работы, входы параллельной записи и сброса реверсивных двоичных счетчиков соединены соответственно с шинами параллельной записи и-сброса реверсивного устройства, выходы мультиплек30 соров являются выходами счетного устройства,