Число-импульсный функциональный преобразователь

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДИ7ИПЬСТВУ

Союз Соаатскнх

Соцнапнстнческнх

Республнк

rrr> 3620 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (51)м к 3

G 06 F 7/38 (22) Заявлено 040479 (21) 2746215/18-24 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231080. Бюллетень М .39 (5З) УДК 681.. 3 (088.8) Дата опубликования описания 02. 11. 80 (72) Автор изобретению

Е.Ф.Киселев (7 ) заявитель (54 ) ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРРЗОБАТЕЛЬ, Изобретение относится к вычисли-тельной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислителей, работа которых основана на принципах цифрового интегрирования, т.е. связана с числоимпульсной обработкой информации.

Известно устройство, содержащее счетчики импульсов, вычислительные операции в котором осуществляются ,за счет управления коэффициентами деления счетчиков (1).

Однако устройство не имеет возможности разделить меньшее число на большее.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее умножители, регистры, счетчикит причем входы сдвига и записи регистров соединены с соответствующими входами устройства, разрядные входы регистров соединены с информационными входами устройства, выход последнего разряда каждого регистра подключен к последовательному входу этого регистра, выходы разрядов первого и второго регистров подключены соответственно к разрядным входам первого и второго умножителей, тактовые входы которых соединены со входами устройства, входы записи первого и второго счетчиков и входы установки в ноль счетчиков и умножителей со5 единены со входа ли устройства, выходы разрядов первого и второго счетчиков являются выходами устройст,ва (21.

Недостатком известного устройства является невозможность реализации операции деления.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет возможности выполнения операции деле15 ния.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее умножитель, регистры, счетчики, причем входы сдвига и записи регистров

20 соединены с соответствующими входами устройства, разрядные входы регистров соединены с информационными входами устройства, выход последнего разряда каждого регистра под25 . ключен к последовательно входу этого регистра, выходы разрядов первого и второго регистров подключены соответственно к разрядным входам первого и второго умножителей, 30 .тактовые входы которых соединены со, 773620 житель 1 на выходе вырабатывает имя пульсы число-импульсного кода, умножитель 2 по импульсам +) и операнду Ь - импульсы число-импульсного кода.

Так как Сдоп=1-С, то в результате выполнения операции через время Т„, в счетчике 5 и в счетчике б будут содержаться соответственно код первого и второго произведений, определяемых в соответствии с алгоритмом выполнения операции умноженияу

60 входами устройства, выходы записи первого и второго счетчиков и входы установки в ноль счетчиков и умножителей соединены со входами устройства, выходы разрядов первого и второго счетчиков являются выходами устройства, дополнительно введен коммутатор, информационные входы которого соединены со входами устройства, а управляющие - со входами, управления устройства, первый и второй входы коммутатора связаны с выходами первого и второго умножителя соответственно, первый и второй выходы коммутатора подключены к входам суммирования первого и вто рого счетчиков соответственно, третий и четвертый выходы коммутатора подключены к выходам вычитания первого и второго счетчиков соответственно, разрядные входы первого и второго счетчиков подключены к разрядным выходЪм первого и второго регистров соответственно;

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства., Устройство содержит умножители 1 и 2, регистры 3 и 4, счетчики 5 и б, коммутатор 7, входы 8 управления коммутатором 7, входы 9 прира-. щений.

Функционирование устройства основано на принципах цифрового интегрирования. Устройство может выполнять несколько вычислительных операций (суммирование, вычитание, ум° ножение, деление).

Каждую иэ операций устройство осуществляет эа цикл вычисления, длительность которого определяется длительностью формирования числоимпульсного кода операнда, который вырабатывается в процессе выполнения операции, т.е. при выполнении операции сложения определяется величиной второго слагаемого, при выполнении операции умножения — величиной. второго сомножителя, а при делении — величиной самого частного.

Для описания работы устройства примем, что все операнды а., Ь, с и d нормированы так, что каждому из них соответствует и разрядное двоичное число (т.е. число а или Ь или с, или

d),. изменяющееся в пределах от О до

1-2 " с весом младшего разряда 2 ".

Возможно несколько алгоритмов выполнения устройством операции умножения.

Поэтому рассмотрим работу устройства при выполнении операции умножения первого операнда а и второго операнда b на третий операнд с по тому алгоритму, который наиболее полно характеризует устройство и определяется логическим значением С старшего разряда операнда С.-PC-2-1

1=1

ЗО

Операция умножения по этому алгоритму осуществляется следующим образом.

Перед началом каждого цикла операции в устройстве содержится информация, обусловленная предыдущим циклом работы, а с входов 8 устройства на входы коммутатора 7 приходит двухраэрядный управляющий код, который активизирует работу коммутатора 7 так, что коммутатор 7 разрешает прохождение сигнала с выхода умножителя 1 и сигнала с выхода умножителя 2 при C--Î соответственно на суммирующий вход счетчика 5 и суммирующий вход счетчика б, а при

С =1 — на вычитающий вход счетчика

5 и вычитающий вход счетчика-б.

При этом непосредственно перед началом цикла вычисления умножители 1 и 2 устанавливаются в О, в регистре 3 и 4 заносятся или последовательными нли параллельными кодами соответственно операнда а и Ь.

Затем, если С, =О, то счетчики 5 и б устанавливаются в О, а если С, =1,, то в счетчик 5 с регистра 3 заносится операнд а, а в счетчик б с регистра 4 — операнд Ь, После этого начинается цикл вы-. числения, который производится при

С =0 по импульсам число-импульсного кода, соответствующего прямому двоичному коду операнда C=Cп„, а при

С =1 — по импульсам число-импульсно4 го кода, соответствующего дополнительному коду операнда С, т.е. по число-импульсному коду операнда С, „

=р,(С „) 2=1-с,где(С „)„- и2 соответственно логический и весовой коэффициенты операнда С „. Поэтому в течение цикла вычисления с входов устройства на тактовые входы умножителей 1 и 2 поступают импульсы число-импульсного кода С при С =

=О или С „,„ при С =1, число которых равно:

Мс)=с„м «с.„ г"-и„) 2. "

По импульсам й(с)и операнду а умноос"-г"(и д,(а"а-и с Д в

773620

Не трудно заметить, что длительность цикла вычисления можно оценить выражением

Тчмн й(С1 Т 2 Т, где Т вЂ” период частоты последовательности тактовых импульсов.

Рассмотрим осуществление в устройстве операции деления. для выполнения этой операции с входов 8 устройства на коммутатор

7 поступает управляющий код, который активизирует работу коммутатора 7 так, что коммутатор 7 разрешает прохождение сигнала с выхода

- умножения 1 и выхода умножения 2, соответственно, на вычитающий вход счетчика б и вычитающий вход счетчика б и вычитающий вход счетчика

5.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом цикла выполнения операции, умножители 1 и 2 устанавливаются в О, а в регистры 3 и 4 заносятся последовательными, или параллельными кодами соответственно операнды а и Ь . После занесения

/ l операндов в регистры 3 и 4, если окажется, что одновременно и а < 0,5 и Ь <О 5, то на регистры 3 и 4 поступают сдвиговые импульсы.

По этим импульсам, число которых не более и, содержимое обоих регистров 3 и 4 сдвигается вправо до тех пор, пока в старшем разряде по крайней мере одного из регистров при à r0 или Ь > О не появится 1.

Это производится для того, чтобы повысить точность выполнения операции деления в том случае, ког,ца исходные величины операндов а и

Ь малы.

После, выполнения сдвига производится запись в счетчики 5 и б с регистров 3 и 4 соответственно операндов а и b таких, что если одновременно эти операнды не равны

О, то для них обязательно выполняется условие 0,5<а или Ь 1-2 ".

Таким образом, перед началом вычисления умножители 1 и 2 обнулены, в регистре 3 и в счетчике 5 еодержится операнд а, а в регистре 4 и счетчике б — операнд b.

Цикл вычисления осуществляется так, что сначала с число-импульсных входов 9 устройства через коммутатор 7 на вычитающие входы счетчиков

5 и б поступает одновременно по корректирующему импульсу, а затем через коммутатор 7 на вычитающий вход счетчика .5 поступают импульсы числоимпульсного кода с выхода умножителя

2, а на вычитающий вход счетчика б импульсы число-импульсного кода а d(t) с. выхода умножителя 1, где

d(t) — некоторый операнд, представФормула изобретения

Число-импульсный функциональный преобразователь, содержащий умножители, регистры, счетчики, причем входы сдвига и запись регистров соединены с соответствующими входами устройства, разрядные входы регистров соединены с информационными вхо дами устройства, выход последнего ряда каждого регистра подключен к последовательному входу этого реги60

65 ленный импульсами число-импульсного кода, поступающими на тактовые входы умножителей 1 и 2 с входов устройства в течение цикла деления.

Содержимое счетчиков 5 и б начинает уменьшаться сначала по импульсу коррекции, а затем по импульсам число-импульсного кода Ь .d(t) и импульсам число-импульсного кода à d(t) соответственно.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока не переполнится, по крайней мере, один из счетчиков 5 или б. Причем при переполнении счетчика

5 на выходе генерируется импульс переполнения, аналогично и при пере15 полнении .счетчика б.

Импульсы переполнения снимаются с устройства и сигналиэируют о том, что цикл выполнения текущей операции заканчивается. В некоторый мо20 мент после окончания любого из этих импульсов прекращается поступление на тактовые входы умножителей последовательности импульсов, представляющей число-импульсный код некоторого аргумента 4.

Следовательно, переполнение одного из счетчиков 5 или б или одновременное т-.ереполнение обоих счетчиков означает, решение одного или обоих уравнений системы:

d (tet) =а/b

d (йЬ) =Ь/а

Решением системы является величи. на d такая, что при àCb, d=d(ta)=а/Ь

З5 при Ь са, d=d (tb) =b/a при а= Ь, d =d (t a) =d (t b)

Результат выполнения операции -деления, импульсы d снимаются с входа устройства и соответствуют числу, из40 меняющемуся от О до (1-2 ").

О

Таким образом, устройство позволяет автоматически поделить меньшее из двух чисел на большее из них.

Нетрудно заметить, что устройство позволяет также автоматически поделить большее из двух чисел на меньшее из них. о

При выполнении функции известного устройства, предложенное устройу ство может иметь в два раза более высокое быстродействие, чем известное.

773620

ВНИИПИ Заказ 7506/62 Тираж 751 Подписное

I филиал ППП"Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 стра, выходы разрядов первого и второго регистров подключены соответственно к разрядным входам первого и второго умножителей, тактовые входы которых соединены со входами устройства, входы записи первого и второго счетчиков и входы установки в ноль счетчиков и умножителей сое. динены со входами устройства, выходы разрядов первого н второго счетчиков являютоя выходами устройства, отличающийся. тем, что, с целью расширения класса режаеьых задач за счет возможности выполнения операции .деления, в него введены коммутатор, информационные вхо- ды которого соединены со входами устройства, а управляющие — со входами управления устройства, первый и второй входы коммутатора связаны с выходами первого и второго умно жителей соответственно, первый и второй выходы коммутатора подключены к входам суммирования первого и второго счетчиков соответственно, третий и четвертый выходы коммутатора подключены к входам вычитания первого и второго счетчиков соответственно, разрядные входы первого и второго счетчиков подключены к разрядным выходам первого и второго

© регистров соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .Р 392495, кл ° 6 06 F 7/39.

15 2. Сонин и др. Датчик текущих координат РЛС,и цифровая-радиолокационная развертка. Депонированная рукопись ДЗ-4134, Р21, 75;

75.06.1605., Б.И., 1974 (прототип).