Множительно-делительное устройство

 

ъ9 7 k P о

Ф кап

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»746511

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 030478 (21) 2600650/18 24 (51)м к„.2

G 06 F 7/39 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по деАам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070780 Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 070780 (- 13) УА)(681. 325 (088. 8) (72) Автор изобретения

Г. Г. Воробьев (71) За яв итель

Куйбышевское, специальное конструкторское бюро (54) МНОЖИТЕЛЬНОЦЕЛИТЕЛЬНОЕ.УСТРОЙСТВО

Изрбретение относится к.вычислительной технике, а именно, к цифровым множительно-делительным устройствам последовательного типа.

Известны множительно-делительные устройства, содержащие импульсный генератор, подключенный через ключ к источнику множимого (частного), регистры множимого, множителя (делителя), делимого, счетчик произведения (делимого), две схемы сравнения, переключатель, выход которого шиной Стоп подключен ко входу установки нуля триггера, на вход установки единицы которого подключена шина 15 пуск, выход триггера подключен к другому входу ключа (1).

Однако, известное устройство сложно в конструктивном(исполнении за 2() счет того, что все регйстры содержат по 2n + 2 разряда, в то время как оперируеьие числа не могут быть больше п-разрядов, и имеет низкое быстродействие вследствие большого времени 25 умножения (деления), которое равно

Т умн (дел где n — разрядность чиселу период частоты схемы выра ботки тактовых сигналоВ.. 30

Наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее регистры множимого, множителя (делителя) и делимого, счетчики множимого (частного) и произведения (делимого), группу элементов И, группу элементов

ИЛИ, генератор импульсной последовательности, счетчик произведения. при этом вход счетчика произведения соединен с выходом элементов ИЛИ группы, соединенных своими входами с выходами элементов И группы, первые входы которых соединены с выходами регистра множителя (делителя), а вторыес выходами счетчика множимого (част- ного), счетный вход которого соеди« нен с выходом генератора импульсной последовательности (2) .

Однако данное устройство требует затрат времени на выполнение операций преобразования прямых кодов множимого и делимого в дополнительный код. Кроме этого выходы счетчика множимого (частного) должны иметь импульсный выход при переходе триггеров из состояния 1 в состояние 0, что может потребовать наличие тактирующей сетки.

746511

Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в множительно-делительное устройство введены две схемы сравнения кодов и по одному,.одновибратору на каждую декаду счетчика множимого (частного), причем информациойные. входы первой схемы сравнения соединены с выходами счетчика множимого (частного) и выходами регистра множимого. Входы второй схемы сравнения кодов соединены с выходами счетчика произведения и выходами регистра делимого. Третьи входы элементов И группы соединены с выходами соотг„" ветствующих одновибраторов, четвертые входы второго, третьего и четвертого элементов И группы соединены с инверсным выходом первого триггера декады счетчика множимого (частного), пятый вход третьего элемента

И группы соединен с инверсным выходом второго разряда декады счетчика мно- . жимого (частного). Счетный вход Как" дой декады соединен с входом соответствующего одновибратора.

На фиг. 1 приведена схема предпагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений в различных точках одной декады умножителя

Множительно-делительное устройство состоит из генератора 1 импульсной последовательности, подключенного через элемент 2 И к счетчику 3 множимого (частного). Выходы разрядов счетчика 3 подключены к схеме 4 срав- З нения кодов и к умножителю 5. Другие входы схемы 4 сравнения кодов подсоединены к выходам регистра б множимого. Другие входы умножителя 5 подключены к выходам регИстра 7 множителя (делителя).. Выход схемы сравнения. кодов подключен через переключатель 8 ко входу установки нуля триггера Я на вход установки единицы которого подается сигнал Пуск .

Выход умножителя 5 подключен ко входу счетчнка 10 произведения (делимого), выходы разрядов счетчика

l0 подсоединены к схеме сравнения кодов 11, другие входы которой подключены к выходам разрядов регистра 12 делимого. щ из десяти входных (см.диаграмму 1 ), Каждая декада 13 счетчика 3 состоит из тетради триггеров 14, 15, 16. и 17 в коде 1-2-4-8. Каждая декада

l8 регистра 7 состоит из тетрады двоичных разрядов 19, 20, 21 и 22 соответственно в коде 5-2-1-1. Каждая декада 23 умножйтеля 5 состоит из группы элементов 24, 25, 26 и 27 И и одновибратора 28. Первые входы элемен" тов 2, 25, 26, 27 И подсоединены к выходам соответственно разрядов i9, 20, 21, 22 декады 18 регистра 7. Вторые:вхсЩы элементов 24, 25, 26, 27 И соединены с выходами соответственно триггеров 14, 15, 16, 17 счетчика 3 множимого (часTHoro) .

Третьи входы элементов 24, 25, 26, 27 И объединены и подключены к выходу одновибратора 28, вход которого подключен к счетному входу соответствующей декады 13, счетчика 3. Четвертые входы элементов 25, 26, 27 И подключены к инверсному выходу триггера 14. Пятый вход элемента 26 И подсоединен к инверсному выходу триггера 15, Выходы всех декад 23 объединены группой элементов ИЛИ 29. Выход элементов ИЛИ .29 группы подключен к входу счетчика 10.

Прежде чем рассмотреть работу всего устройства, необходимо ознакомиться с работой умножителя 5 на примере работы его одной декады, например, первой. Работа остальных декад идентична.

При поступлении на вход декады 13 счетчика 3 импульсной последователь»ности то генератора 1 триггеры 14, 15, 16, 17 начнут изменять свое состояние согласно приведенным диаграмм Я1 Я2 ЯЭ Я4 (фиг ° 2) полученным с прямых выходов указанных триггеров. Состояние инверсных выходов

Я1 и Я, которое в дальнейшем будет необходимо для объяснения работы, легко представить на основании диаграмм

Я1 и Я .

На диаграмме ho представлена частота входных импульсов f декады 13

На выходе одновибратора 28.

На шине а (фиг. 2) при разрешающем потенциале с разряда 19 присутствуют; пять импульсов из десяти импульсов частоты f . На шине Ь при разрешении с разряда 20 присутствуют два импульса из десяти входных и соответственно на шинах с и d по одному импульсу при аналогичных условиях.(т.е. разрешении с разрядов 21 и 22). В этом нетрудно убедиться совместив соответствующие потенциалы на входах элементов 24, 25, 26, 27 И. Таким образом, если разрешение .получено только с разряда 21, то на. выходе декады 23 (а - b — С - d ) имеем один импульс

Если разрешение получено с разряда 20, на выходе декады 23 имеем два импульса (диаграмма 2). Три импульса (диаграмма 3) получим при разрешении с разрядов 20 и 23 и т.д. Четыре — разрешение с разрядов 20, 21, 22; пятьразрешение с разряда 19; шесть - разрешение с разрядов 19 и 21 семь— разрешение с разрядов 19 и 20g;3o»."ему - разрешение с разрядов 19, 20, и 22; девять - разрешение с разрядов

19, 20, 21 и 22. Группа элемейтов 29

ИЛИ производит сложение импульсов всех декад 23, при этом все импульсы строго разнесены во времени. Импульсы каждой последующей декады располо746511 жены в местах переноса десятого импульса предыдущей декады.

Рассмотрим работу устройства на примере умножения двух чисел 785 и 0,643., Точное произведение указанных выше чисел равно 504, 755. Округленный результат произведения с точностью до единицы третьего знака будет 505, до единицы четвертого знака — 504,8.

Запятая взята чисто условно поскольI 10 ку во всех других случаях недостаю,щие разряды в округленном произведении заменяются нулями. Число 785 заносят н регистр 7 н коде 1-1-2-5, а число 643 (без учета запятой) заносят в регистр б в коде 1-2-4-8. Переключатель 8 установлен в положение умножение, когда выход схемы 4 подсоединен к шине Стоп триггера

9. Умножение начинается подачей команды (импульса) по шине Пуск, 20 устанавливая триггер 9 в единичное состояние. Ключ 2 открывается, пропуская импульсы с генератора 1 на вход счетчика 3. После набора счетчиком 3 числа 643 срабатывает схема 25 совпадения 4, сигнал с выхода которой по.шине Стоп выключит триггер, а тот н свою очередь выключит ключ 2.

Прекратится подача импульсов н счетчик 3. Процесс умножения закончится, 30 в счетчике 10 запишется число равное округленному до единицы младшего раз-. ряда произведению, т.е. числу 505 при трехдекадных регистре 7 и счетчикам 3 и 10, или 504,8 при четырехдекадных З5 регистре 7 и счетчиках 3 и 10.

Рассмотрим более подробно процесс

:умножения этих чисел при трехдекадном регистре 7 и счетчиках 3 и 10.

Согласно стрелке около блоков 3 40 и 7, показывающей направление от младшего разряда к старшему, видно, что при записи множителя 785 в регистр 7 цифра 7 заносится н декаду 18, стыкующуюся с младшей декадой 13 счетчика

3, а младшая цифра 5 запишется в декаде 18, расположенной против старшей декады 13 счетчика 3. При записи цифры 7 будут включены разряды 19 и 20; при записи цифры 6 — разряды

19, 20 и 22; при записи цифры 5 - разряд 19 (см.диаграммы 7, 8, 5). Следовательно, с первой декады 23 на схему 29 импульсы поступают с открытых схем 24 и 25, т.е. по шинам о и Ь, со второй декады 23 импульсы поступают с шин а, Ъ, (открйты схемы 24, 25, 27), с третьей -:декады 23 импульсы поступают с шины о, (открыта схема 19) .

Подсчитаем количество импульсов, которое поступит со всех этих шин на 60 схему 29 (на вход счетчика 10). Это количество импульсов равно результату произведения чисел 785 и 0,643. На первую декаду 13 счетчика 3 поступит

643 импульса, поэтому с первой декады65

23 по шинам а и Ь поступит количестно импульсов, равное io . 7, а точнее яд3

7 (20 yj

Последнее слагаемое проверяется по диаграмме 7 следующим образом.

На вход декады поступило 3 импульса, на выход декады пройдет согласно диаграмме 7 тоже 3 импульса. Итого с первой декады в схему 29 поступит

420 + 28 + 3 = 451 импульс. На вторую декаду 13 счетчика 3 поступит 64 импульса и поскольку для второй декады коэффициейт умножения был ранен

8 (число во второй декаде 18 регистра 7), то с выхода второй декады 23 поступит в схему 29 количество импульсов равное: вЂ, . 8, а точнее

64

Щ- ° 8 + (—, 8) . При уточнении последнего слагаемого по диаграмме 8 имеем сумму импульсов второй декады

48+ 3 = 51.

На третью декаду 13 счетчика 3 поступит б импульсов и поскольку коэффициент умножения для третьей декады был равен 5 (число 5 в первой декаде

18 регистра 7), то с третьей декады

23 поступит согласно диаграмме 5 - 3 импульса. Общая сумма произведения составит 451 . 51 + 3 = 505 импульсов.

При четырехдекадных регистрах б, 7, в которых записываем те же числа (с добавлением О), т.е. 6430 и 7850 соответственно, рассуждая аналогично

hMeeM при четырехдекадных счетчиках

3 и 10: с первой декады 23: — 7+ — 7+, †-4500

6000 400 >р !

О l0 10 импульсов; со второй декады 23- —, 8+ —, 8+(8) Яб импульсову с третьей декады 23: — 5+(— 5)32 .60

lO импульса.

Произведение составит 5048 импульсов или с учетом запятой число 504,8.

Операция деления происходит при коммутации переключателем 8 выхода схемы 11 к шине Стоп . В регйстр

12 заносят делимое в коде 1-2-4-8, а в регистр 7 делитель в коде

1-1-2-5, Аналогично умножению подается команда Пуск .

Счетчик 3 работает и с выхода схема 5 н счетчик 10 поступают импульсы. Как только счетчик 10 подсчитает ко, личество импульсов, равное числу в регистре 12, то сработает схема совпадения 11, которая остановит весь процесс. В счетчике 3 запишется частное. В этом легко убедиться, если рассмотреть приведенный выше пример (умножение) как бы в обратном порядкепроизве4ение заранее известно 505— это делимое и заносится оно в i pe" гистр 12. Известен также один из .соМножителей (785) - это делитель, который заносится н регистр 7. Другой сомножитель, число 643 - это частное будет подсчитано в счетчике 3 (оно за746511 ранее неизвестно) . Но то, что счетчик 3 подсчитает за время деления ровно 643 импульса при наборе счетчиком

10 числа 505 мы уже убедились на примере умножения.Таким образом, предложенное устройство позволяет сравнительно простыми средствами произвести быстрое умножение (деление) чисел представ" ленных двоично-десятичным кодом.

Формула изобретения

Множительно-делительное устройство, содержащее регистры множимого, множителя. (делителя) и делимого, счет-15 чики множимого (частного) и произведения (делимого), груйпу элементов И, - группу элементов ИЛИ, генератор им- . пульсной последовательности; счетчик произведения, вход которого сое- З) динен с выходом элементов ИЛИ групЫи, соединенных своимй входами С"выходами элементов И группы, первые вхо- . ды которых соединены с выходами регистра множителя (делителя), а вторые с Выходами очетчика миожимого (частного), счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсной последовательности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него дополнительно. введены две схемы сравнения кодов и по одному одновибратору на каждую декаду счетчика множимого (частного), причем информационные ° входы первой схема сравнения кодов соединены с выходами счетчика множимого (частного) и выходами регистра множимого, а входы второй схеьы сравнения кодов соединены с выходами счетчика произведения и выходами регистра делимого, третьи входы элементов И группы соединены с выходами соответствующих одновибраторов, четвертые входы второго, третьего и четвертого элементов

И группы соединены с инверсным, выходом первого триггера декады счетчика множимого (частного), пятый вход третьего элемента И группы соединен с инверсным выходом второго разряда декады счетчика множимого (частного), рчетный вход каждой декады которого сое) инеи со входом соответствующего одновибратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 572786, кл. G 06 F 7/39 1975 (прототип) .

2. Авторское свидетельство СССР

411452, кл. G 06 F 7/395, 1971.

746511 а t в д ю fl yp rz ty <> Ю Ю Е

Составитель Г. Плешев

Техред A.Êóëèêîâñêàÿ Корректор И.Вигула

Редактор И. Ковальчук

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4103/17 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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