Устройство для возведения в квадрат число-импульсного кода

 

Союз Соввтсиик

Социалистичесиик

Ресттублии (6t ) Дополнительное к авт. св (22) Заявлено 23.02.77 (2! ) с присоединением заявки И 2 (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.78

Государствекны1 коиотет

СССР оо делам изобретений к откритек

Дата опубликования оп (72) Авторы изобретения

B. Л. Гончарук; O. М. Дерфель, А, П. Олейников и В. Г. Чмутов (73) Заявитель (5 ) УСтройСтВО ДЛЯ ВазаГД НИЯ В КаАДГАт

ЧИСЛО;ИМПУЛЬСНОГО КОДЛ

Изобретение относится к области автомати ки и вычислительной техники и может быть использовано при реализации технических средств дискретной автоматики и вычислительных устройств.

Известны устройства возведения в

5 квадрат числа, представленного число импульсным кодом Г1).

Недостатком известных устройств является сложность схемы.

f0

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройст во для возведения в квадрат число импульсного кода, содержащее счетчик основа ния, задающий генератор, выход которого соединен со входом синхронизации блока управления, второй вход которого подключен к входной шине, и группы элементов

И (2).

Основным недостатком данного уст ройства является наличие в его составе накапливающего счетчика-сумматора, что существенно усложняет схему и ограничи вает его использование в усгройствах, где наряду с повышенными требованиями по надежности и минимуму аппаратурных за трат отсутствуют жесткие требования по быстродействию.

Целью изобретения является упроптение устройства.

Поставленная цель достигается тека, что в устройство введены счетчик результата, регистр числа, анализатор нуля, элементы ИЛИ, причем счетные входы счетчика оснований и счетчика результата под. ключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ, первые входы которых объединены и связаны с первым выходом блока управления, а вторые входы соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого подключены к первым входам элементов И соответственно первой, второй и третьей групп, вторые входы элементов И соответственно первой группы соединены с разряднымы выходами счетчика основания,. второй группы - с прямыми, а третьи - с обрат-.

ЗЯ06

3 ",o;

" — ййми выходами разрядов регистра числа, выходы первой, второй и третьей групп элементов И соединены соответственно с разрядными входами регистра числа, счет чйка осяования и со входами старших 5 разрядов счетчика основания, выход кото рого через анализатор нуля подключен к управляющему входу блока управления.

На чертеже представлена блок-схема устройства для возведения в квадрат чис - 10 ло-импульсного кода.

Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2 управления, регистр 3 числа, счетчик 4 основания, счетчик 5 результата, группы элементов И 6 8, элементы ИЛИ 9 и 10, анализатор 11 нуля. входную шину 12.:

В процессе работы устройство реали эует аналитическое выражение квадрата числа в виде числового ряда, который мо жет быть представлен как ,р И-ч и = Х:(21+1)

1=О

Работа устройства основана на циклическом подсчете результата формируемо го в каждом цикле монотонно возрастаю. щего числа входных импульсов с предварительным умножением этого числа в каждом 1п1кле на два с сохранением нулевого кода основания в первом цикле и добавлением 1 в счетчик 5 результата в каждом ?икле.

В исходном состоянии регистр 3 и счетчики 4 и 5 установлены в нулевое состояние. На всех выходах блока 2 управ-. ления сигналы отсутствуют, а на его управляющий вход с выхода анализатора 11 нуля подается разрешающий потенциал.

Первый выходной импульс с шины 12 через блок 2 управления поступает на счетчик 5. При поступлении последующих импульсов блок 2 управления по каждому входному импульсу формирует на своих выходах определенную поспедовательность уцрав йпощиХ силапов, синхронизация которых осуществляется от задающего генератора 1. Такая организация вычисле ния обеспечивает реализацию требуемого числа циклов и Х.

= H (21+1) a-a

Для выполнения этих действий хранимое в регистре 3 значение величины основания, соответствующее предыдущему циклу,через группу элементов И 7 посту пает в прямом коде в счетчик 4. По сиг налу с первого выхода блока 2 управления через элементы ИЛИ 9 и 10 проиэво дится прибавление 1" в счетчики 4 и 5, в результате чего осуществляется увеличейие на "1" кода основания и добавле25 ние 1 к текущему результату (коррекция). Затем через группу элементов И 6 код основайия передается из счетчика 4 в регистр 3 и через группу элементов И8 в обратном коде возвращается в счет30 чик 4 со сдвигом на один разряд влево.

Указанным сдвигом осуществляется умножение на два.

Формирование доцолнительного кода осуществляется добавлением в счетчик 4

35 со второго выхода блока 2 управления через элемент ИЛИ 9 двух импульсов (с учетом произведенного действия умножения на два).

Отсчет счетчиком 4 основания умно40 женного на два числа импульсов с одновременным подсчетом их счетчиком 5 результата осуществляется с помощью блока 2 управления путем формирования на

eI o втбром и третьем выходах непрерывной серии сйнхронных импульсов, поступающих на счетчики 4 и 5 через элементы

ИЛИ 9 и 10. Процесс отствета завершается при переполнении счетчика 4, в результате чего на выходе анализатора 11 нуля формйруется запрещающий потенциал, подаваемый на управляющий вход блока 2 управления, и формирование. серии импульсов на его выходах прекращается. йля обеспечения нормального функциоS5

"ййрования устройства исходя из разряд ности числа а и частоты следования числоимпульсного кода, частота задающего ге нератора 1 выбирается такой, чтобы сумС помощью управляющих сигйалов блока 2 управления для каждого входного амйульса выполняются следующие действия: увеличение на 1" числа в счетчике

4 основания; отсчет счетчиком 4 основа-, ,ния умноженного на д6е, получейного чисII& им1фйя:ов с одйс@феменным подсчетом счетчиком 5 результата значения суммы п-1

,тем самым заменяется операция =о параллельного суммирования с использо- ванием параллельного сумматора на операцию последовательного счета с использованием счетчика 5 результата); добавле ние «1 к текущему результату, aa счет чего осуществляется коррекция для полу« чения точного результата в каждом текущем цикле, 7ОЗЯО6 марное время на выполнение подготовительных действий и отсчет величины основания в каждом цикле не превышало периода следования импульсов входной частоты. 5

В сл Гчяе, когда Входная частота доста точно высока и быстродействие схемы не обеспечивает обработку каждого входного импульса, с помощью блока 2 управления " может быть организован такой режим работы устройства, при котором реализуется следующее эквивалентное выражение квадрата числа:

2 и-1

И = 1 1 + 2 1

1 =-1

При этом на первом этапе в процессе поступления число-импульсного кода осуществляется одновременный подсчет числа импульсов счетчиками 4 и 5, в результате чего на счетчике результата фор20 мируется первое слагаемое и приведенного выше выражения.

В дальнейшем работа схемы по фодмим рованию и суммированию слагаемого 2 Е 2s

1=1 осуществляется следующим образом. Производится преобразование кода основания в счетчике 4 в дополнительный код путем передачи содержимого счетчика 4 через зо группу элементов И 6 в регистр 3, возврата его через группу элементов И 8 в обратном коде со сдвигом на один разряд влево в счетчик 4 и добавления в счетчик

4 двух импульсов (с учетом сдвига на

З5 один разряд). Полученный результат (до полнительный код числа два} передается через группу элементов И 6 в регистр 3.

Затем организуется циклическая работа схемы, при которой число из регистра 3 через группу элементов И 7 передается в счетчик 4, к нему добавляется два импульса, таким образом формируя код 2 (t1 1). Это значение через группу элементов И 6 запоминается в регистре 3 и. далее, аналогично описанному выше, про- изводится отсчет счетчиком 4 основания числа импульсов с одновре(менным подсчетом их счетчиком 5 результата.

Процесс вычисления 11 завершается

2 после выполнения указанного циклического действия ll --1 раз путем получения на анализаторе 11 нуля сигнала перепол пения счетчика 4 в момент формирования очередного значения кода 2 {1 -1) при л 1

Предлагаемое устройство может быть также использовано для возведения в квадрат чисел, представленных параллельным кодом. Для этого счетчики 4 и 5 должны быть снабжены дополнительными входными разрядными шинами для внесения параллельного кода основания. При этом блок 2 управления формирует последова« тельность управляющих импульсов аналогично . описанному выше режиму.

Технико-экономическая эффективность.. устройства заключается в том, что в отличие от построения сумматора на один разряд, требующего в среднем до семи логических элементов типа И-ИЛИ-НЕ, не считая триггеров и линий задержек, при построении счетчика расходуется в среднем до двух аналогичных логических элементов.

Таким образом, использование счетчика результата, соответствующих связей между элементами и организация вычислений позволяют существенно упростить схему устройства возведения в квадрат число импульсного кода.

Формула изобретения

Устройство для возведения в квадрат число импульсного кода, содержащее счет чик основания, задающий генератор, выход которого соединен со входом синхронизации блока управления, второй вход которо го подключен к входной шине, группы элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены счетчик результата, регистр числа, анализатор нуля, элементы ИЛИ, причем счетные входы счетчика основания и счетчика результата подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ, первые входы которых объединены и связаны с первым выходом блока управления, а вторые входы соединенй соответственно со вторым и третьнм выходами блока управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого подключены к первым входам элементов И соответственно первой, второй и третьей групп, вторые вхо ды элементов И соответственно гервой группы соединены с разрядными выходами счетчика основания, второй группы -с прямыми, а третьей - с обратными выходами разрядов регистра чйспа, выходы первой, вто рой и третьей групп элементов И соединены соответственно с разрядными входами регистра числа, счетчика основания и со входами старших разрядов счетчика оско вания, выход которого через анализатор

7 703806 нуйа подключен к управляющему входу блока управления, М

Источники информ апии, принятые во внимание при экспертизе N.

1, Авторское свидетельство СССР

475619, кл. Cj 06 Г 7/38, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

419889, кл. 6 06 Р 7/38, 1972.

Составитель Н. Шелобанова

Редактор Н. Лобач Техред М. Келемещ Корректор Я. Веселовская

Заказ 7813/41 Тираж 780 Подписное

UHHHIIH Государственного,комитета СССР по делам изобретений и открытий

1ХЗОЗЗ, Ыоокев, ?К-З5, Рау?кокан наб., и. 4/5 фипиен ППП "Патент", r. Ужооро?к уп. Проективв, 4