Устройство для возведения двоичного числа в четвертую степень

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистим@ских

Реотубяик (11) 538359

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено01.02,74 (21)1991912/24 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано 05,12,76Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания29.03.77 (51) М. Кл.е

G 06 F 7/38

Государственный комитет

Соната Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681,325.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Боюн и Л, Г. Козлов (71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ДВОИЧНОГО ЧИСЛА

В ЧЕТВЕРТУЮ СТЕПЕНЬ

25

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено при построении специализированных вычислительных устройств и функциональных преобразователей информации.

Известны устройства для возведения чисел в четвертую степень, содержащее регистр, четыре сумматора, двоичный счетчик, группы элементов И и элементы за- 1О держки и построенные по обшей схеме воспроизведения полиномов методами конечных разностей (Ц и (2).

Недостатком этих устройств является большой объем аппаратурных затрат как 15 для вычисления непосредственно искомой функции, так и для ввода начальных условий в регистр и сумматоры.

Известно также устройство для возведения в четвертую степень чисел, поступающих последовательным кодом старшими разрядами вперед, содержащее регистр числа, регистры первого, второго и третьего блоков, три сумматора, умножители на коэффициенты, три, четыре и шесть, блс ки элементов "И и элементы задержки $3), Недостатком его являются большие аппаратурные затраты и ограниченный класс решаемых задач, так как его нельзя использовать для возведения в степень чисел, представленных в виде последовательности импульсов.

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является устройство для возведения двоичного числа в четвертую степень, содержащее элементы задержки, двоичный счетчик, выходы которого через первую группу элементов "И" соединены со входами первого сумматора, входы которого через вторую и третью группу элементов "И" подключены ко входам второго сумматора, выходы которого через четвертую группу элементов "И" соединены со входами третьего сумматора (41

Недостатком его является низкое быстродействие и большой объем оборудования.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его быстродействия.

538359

Работа устройства иллюстрируется таблицей .

О

О

+ (О х 1)

+(3x2) +1+(О х 2) +(О х 2)

+1+(О х 4l

После четырех тактов

Эта цель достигается тем, что в пред ложенном устройстве входная шина соединена с другими входами второй группы элементов "И", а через первый элемент задержки, выход которого подключен ко входу второго элемента, с другими входами третьей группы элементов "И . Выход второго элемента Задержки подключен к другим входам первой группы элементов

"И" и ко второму входу первого сумматора, а через третий элемент задержки — кг входу двоичного счетчика, к другим входа.. четвертой группы элементов "И" и ко второму входу третьего сумматора. Выходы первой группы элементов И" соединены с и и

l5 третьими входами третьего сумматора.

На фиг. 1 дана блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит двоичный счетчик

1, сумматоры 2-4, группы элементов "И

5-8, элементы задержки 9-11 и входную шину 12.

На фиг. 2 дан вариант схемы устройства, предназначенного для возведения в четвертую степень непрерывных функций, представленных последовательностью импульсов.

Устройство содержит двоичный реверсивный счетчик 13, сумматоры 14, 15, 16, группы элементов "И" 17-23 и 24 и элементы задержки 25-30.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Начальное состояние двоичного счетчика 1 и сумматоров 2-4 нулевое. Каждый импульс, поступивший на входную шину 12, добавляет — в первом такте к содержимому второго сумматора 3 код из первого сумматора 2; во втором такте к содержимому второго сумматора 3 удвоенный (со сдвигом на один разряд влево) код из первого сумматора 2; в третьем такте единицу младшего разряда в первый сумматор 2 и удвоенный (co сдвигом на один разряд влево) код из двоичного счетч-па 1 к содержимому первого сумматора

2 . содержимому третьего сумматора 4; в четвертом такте единицу младшего разряда в двоичный счетчик 1 и третий сумматор 4, а также учетверенный (со сдвигом на дьа разряда влево) код из второго сумматора 3 к содержимому третьего сумматора 4.

После четырех тактов в первом 2 и третьем 4 сумматорах получается текущее значение кода соответственно квадрата и четвертой степени от последовательности импульсов, поступившей на входную шину 12.

538359

Продолжение таблицы

+(1 х 1)

+(1 х 2) +(1 х 2)

+1+(3 х 4) +1+(1 х 2) После четь1рех тактов

+(4 х 1)

+(4 х 2) +(2 х 2) +1+(15 х 4) +1+(2 х 2) 81

После четырех тактов

+(д х 1)

+(9 х 2) +(3 х 2)

+1+(42 х 4) +1+(3 х 2) 42

После четырех тактов

Работа устройства для возведения в 4О четвертую степень непрерывных функций, представленных последовательностью импульсов аналогична работе устройства описанного выше. При этом последовательность испульсов х(1)подается на вход 45

31, а на вход 32 поступает последовательность импульсов y(t) . Устройство осущестляет вычисление текущих значений функции и (4) ф It1 g 4l 1 Такое устройство может быть использовано, например, в функциональном аналого-цифровом преобразователе след®ющего типа для возведения в четвертую степень непрерывных функций с получением результата в цифровой виде. 55

Предложенное устройство по сравнению с известными имеет меньший объем оборудования и большое быстродействие, так как в предложенном устройстве частота подачи входных импульсов определяется ЕО о величиной — (где — время сложения

ЪТ сумматора) и не зависит от величины аргумента. Например, в прототипе на входную шину устройства нельзя подавать очередной импульс до тех пор, пока генератор импульсов не выдаст число импульсов, а определяемое величино" X . — х, а часi+1 тота подачи импульсов не превышает величины 1/2х маркс 1 где — максимальное значение аргумента, выраженное числом импульсов, т. е. выигрыш по быстродействию равен 2х„,„„ / Ъ, Формула изобретения

Устройство для возведения двоичного числа в четвертую степень, содержащее элементы задержки, двоичный счетчик, выходы которого через первую группу элементов "И" соединены со входами первого

538359

7 сумматора, входы которого через вторую и третью группу элементов "И" подключены ко входам второго сумматора, выходы которого через четвертую группу элементов "И" соединены со входами третьего сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью упрощения устройства и повышения быстродействия, в нем входная шина соединена с другими входами второй группы элементов И", а через первый )9 элемент задержки, выход которого подключен ко входу второго элемента задержки, к другим входам третьей группы элементов "И"; выход второго элемента задержки подключен к другим входам первой 16 группы элементов "И" и ко второму входу первого сумматора, а через третий элемент задержки — ко входу двоичного счетчика, 8 к другим входам четвертой группы элементов "И и ко второму входу третьего сумматора, а выходы первой группы элементов "И" соединены с третьимк входами третьего сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Воронов А. А. и др. "цифровые аналоги для систем автоматического управления", изд. АН СССР, М, 1960, стр. 100

2. "Автоматизация производства и промышленная электроника" изд. "Сов. энциклопедия", И, 1962, т. 1, стр. 476

3. Авторское свидетельство СССР № 29027 9з 4 06 7/52з DT 15.05 °

69 г.

4. Авторское свидетельство СССР .¹ 151 1 18, 506 " 7/38.

538359 иг.

Составитель Л. Козлов

Редактор Л, Утехина Техред O. Луговая Корректор И. Гоксич

Заказ 5721/29 Тираж 864 Подписн ое

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4