Вычислительное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 21.02.72 (21) 1750121/18-24 (51) М.Кл. G 06f 7/38 с присоединением заявки . 4— (32) Приоритет—

Государственный комнтет

Совета Министров СССР по делам нэобретеннй н открытий

Опубликовано 15.08.74. Бюллетень х 30

Дата опубликования описания 09.04.75 (53) УДK 685.321.5 (088.8) (72) Л втор ы изобретения

М. Я. Минц, В. T Рябуха, В. H. Чинков и О. Г. Гриб (71) Заявитель

1! з

0Ц 3%ЛИЛ (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Предлагаемое изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может найти широкое применение в качестве арифметического узла цифровых электроизмерительных приборов различного назначения с промежуточным время-импульсным преобразованием (частотомеров, фазометров и др.), в устройствах масштабирования, в специализированных вычислительных машинах, в системах управления и регулирования для воспроизведения различных функциональHûх зависимостей и т. и.

Устройство предназначено для воспроизведения и вычисления линейной, экспоиенциальной и гиперболической функций с число-импульсной формой представления аргумента.

Известные устройства воспроизведения линейных функций (множительно-делительные устройства число-импульсных кодов) отличаются узкими функциональными возможностями, поскольку, во-первых, не позволяют воспроизводить функции с произвольными угловыми коэффициентами (целыми и дробными) и, во-вторых, служат для воспроизведения только одной функциональной зависимости.

Эти же недостатки в полной мере относятся и к известным устройствам воспроизведения гиперболических и экспоненциальных функций. Кроме того, существенным недостатком устройств этого типа является то, что их

2 объем растет пропорционально числу участков линеаризуемой кривой.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей с одновременным упрощением cveìíîé реализации.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем счетные входы триггеров сумматора поразрядно соединены с помощью двух групп импульсно-потенциальных вентилей с выходами триггеров суммирующего и реверсивного счетчиков. При этом выход сумматора, являющийся выходом устройства, соединен, с одной стороны, через первый ключ и элемент задержки с импульсными входами первой группы вентилей переноса, и, с другой стороны, через второй ключ — со входом реверсивного счетчика, а импульсные входы второй группы вентилей переноса, являющиеся входом устройства, подключены через третий ключ ко входу суммирующего счетчика.

Такое построение вычислителя позволяет упростить схемное решение и расширить его функциональные возможности.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

В устройстве вход соединен с первыми входами группы вентилей 1, другие входы которых соединены с вы одами реверсивного зп счетчика 2, а выходы группы вентилей 1 сое439803

3 динсны со входами сумматора 3, выход которого через переключатель 4 и элемент задержки 5 соединен со входами группы вснтилей 6, другнс входы этой группы соединены с выходами суммиру1ощсго счетчика 7. Выход сумматора 3 соединен также через переключатель 8 со входом реверсивного счетчика 2.

На вход суммирующего счетчика 7 через переключатель 9 подан вход устройства.

В режиме отраоотки линейной функции а а

y= х, где

b b — угJIQB011 коэффициент (4) 12а .- 6 11. что соответствует появлcнию второго выходного импульса устройства.

В дальнейшем описанные процессы в схеме циклически повторяются.

Покажем, что в описанном режиме устройство отрабатывает линейную функцию.

Ввиду того, что после каждого очередного переполнения сумматора 3 в нем остается число А«<а, где lг= 1, 2, 3, ..., число импульсов последовательности х, заключенное между любыми двумя соседними выходными импульсами устройства, может быть равно функции, х = 1, 2, 3 ..., — независимая переменная, исходное состояние схемы следующее.

В счетчике 7 записано число b, в сумматоре 3 — число (с — b), где с — емкость сумматора, а в счетчике 2 — число а. Переключатель 4 замкнут, а переключатели 8 и 9 разомкнуты.

При отработке линейной функции возможны два случая; a

Рассмотрим случай а<6.

Импульсь1 последовательности х начинают поступать па импульсньIС Входы группы вентилей 1. Каждьш импульс последовательности х переносит прямой код числа а, записанного в счетчике 2, в сумматор 3 ня суммирование, Пусть при поступлении первых iI импульсов числа х ня вход устройства выполняется неравонство

iIa) b (1)

Тогда на выходе сумматора 3 появится импульс переполнения, а показания сумматора станут равными

А1 = iIa — b. (2)

Импульс переполнения поступает на выход устройства и по цепи обратной связи через замкнутый переключатель 4 и элемент задержки 5 (время задержки определяется временем переходных процессов в c) мматоре

3) — на импульсные входы группы вентилей б переноса. При этом осуществляется перенос числа b, хранящегося в счетчике 7, в сумматор 3 в дополнительном коде. В результате после переноса показания сумматора 3 равны:

А; =c — 6+А1. (3)

Аналогично при поступлении очередных импульсов последовательности х имеет место неравенство:

b 1 b 1 b либо ), либо 1+ 1, где

b целая часть числя --- . Следовательно, ирна

6 б ращению аргумента Лх =- — соответствует приращение функции, равное Лу = 1. Переходя к дифференциалам, получим:

dy а

10 дх b (5) что после интегрирования дает; у = — х.

b (6)

Рассмотрим случай a) b.

Исходное состояние схемы остается прежним.

С поступлением первого импульса последовательности х на вход устройства, на выходе сумматора 3 появляется импульс переполнения, а показания сумматора

А1= а — b. (7)

В случае a ) 26 после первого переноса в сумматор 3 дополнительного кода числа b из

C eT IH1I0 7 II 6 BI IX0$0 C) IIIматоря

Я вится импульс переполнения, я в сумматоре

ОстаIIcTcH 1исло

А2 ) и — 26. (8)

Лналогично, если a) 36, процессы в схеме повторя1отся, я в сумматоре записывается

30 т-1 и с л о

Аз = a — - 6. (9)

В дальнейшем процессы в схеме циклически повторяются до тех пор, пока после J-го переполнения сумматора 3 имеет место

36 a < jb (10)

Следовательно, после 1-ro переноса дополнительного кода числа b в сумматор 2, импульс переполнения последнего отсутствует. В дальнейшем с поступлением второго импульса последовательности х на вход устройства описанные процессы в схеме циклически повторятся.

Таким образом, каждому входному импульсу устройства по каналу х соответствует либо — ), либо — + 1 выходных им1 а1 а пульсов устройства в канал у, что соответствует отработке линейной функции.

В режиме отработки экспоненты.

Исходное состояние схемы остается прежним, за исключением следующего: переключатель 8 замкнут, счетчик 2 установлен в режим последовательного суммирования, Лналогичпо предыдующему с поступлением первых iI импульсов последовательности х на вход устройства па выходе сумматора 3 появляется выходной импульс, который по цепи обратной связи переносит дополнительный код числа b из счетчика 7 в сумматор 3 и записывает в счетчик 2 единицу. В результате показания счетчика 3 станут (а + 1), Второй импульс переполнения сумматора 3 появится

b при поступлении очередных 12 = — -- им66 а+1

439803 пульсов последова1сльности х, третий — при

b г.,= и т. д. Следовательно, единичноп+2 му приря!цен!Ио функции Лу =- 1 соответствует приращение аргумента, рявнос:

Лх= (11) а+у вЂ

Следовательно, (12)

dy а+у — что и после преобразования дает: л. у — e" — а-, -1. (13)

В том случае, если счетчик 2 установить в режим последовательного вычитания, устройством вырабатывается функция: .1 у=е +а+1. (14)

В режиме отработки гиперболы для гиперболической функции у =, где Л вЂ” целос

rV фиксированное положительное число, имеет место соотношение:

Х; У; = Хi I 1 У!., (15)

Полагая х!!1 =х, +Лх, у;! =у,— 1, осле прсоорязований получим:

Лх у;,1=х, (1 !1)

В режиме отработки гиперболы исходное состояние схемы следующее.

Все переключатели находятся в замкнутом положении, показания счетчика 7 нулевое, в сумматоре 3 записано число (с — !V), а в счетrY чике 2 — число у„„, = 1, где х„„„—

1 нижняя граница диапазона возможных значений независимой переменной. Счетчики 7 и

2 работают в режиме последовательного суммирования и вычитания соответственно.

Б процессс работы схемы текущие значения х,- независимой переменной х образуются в счетчике 7 и каждым импульсом переполнения сумматора 3 в дополнительном коде переносятся в последний, где сравниваются затем с величиной Лх gl; I . Произведение

Лх у;. I образуется последовательным переносом тек .щего значения функции у;+! из счетчика 2 в сумматор 3 импульсами последо1О вятельности х до очередного переполнения сумматора 3.

П О г р е!и и О c T h в 1>! и c;I с!!и я II) у и к l IH I I в Ical >кдом из Описанных режимов работы устройства не превышает единицы младшего разряда !

5 ЧИСЛЯ Х

Предмет изобретения

Вычислитсльпос устройство, содержащее суммирующий и реверсивным счетчик, элемент задержки, первую и вторую группу вентилей, сумматор и перекл!Очатели, причем выход каждого разряда суммирующего счетчика соединен с потенциальным входом соответствующего вентиля первой грушп 1, я выход кяждОГО рязрядя pcвcpсивпо! О сiiетчиl я соcдинен с потенциальным входом соответствующего вентиля второй группы, выходы которы.; соединены с первым счетным входом соотвстствующего разряда сумматора, я импульсные входы вентилей второй группы соединены со входом устройства, от.ппа oll1åeñÿ тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, выходы первой группы вентилей поразрядно соединены со вторыми счетными входами сумматора, выход которого через первый переключатель и элемент задержки подключен к импульсным входам первой груп-!

О пы вентилей и чсрез второй переключатель— ко входу реверсивного счетчика, а вход суммирующего счетчика через третий переключат ель cOc IIIIlcH с входом у стройствя.

439803

Составитель О. Гриб

Техред 3. Тараненко

Корректор Л. Орлова

Редактор Е. Семанова

МОТ, Загорский цех

Заказ 7523 Изд. № 1918 Тираж 624 Подписное

ЦНЙИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5