Устройство для возведения в куб

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.1?79 (2f ) 2858005/18-24 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 3009,81,Б оллетеиь 14936

Дата опубликования описания 3009.81 (51) м. кл.з

G 06 F 7/552

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) Н

Ь

Ф (72) Автор изобретения

В.Л.Баранов (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики

AH Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КУБ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления и в устройствах воспроизведения функциональной зависимости.

Известно устройство для возведения в куб, содержащее счетчик, два накапливающих сумматора, два блока элементов И и элемент задержки (1).

Недостаток этого устройства заключается в сложности реализации, поскольку аппаратурные затраты растут пропорционально количеству разрядов счетчика и накапливающих сум- т5 маторов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для возведения в куб, содержащее три регистра, два сумматора, две группы элементов И, 20 элемент ИЛИ, элемент задержки, вычитающий счетчик и блок управления (21.

Недостаток известного устройства заключается в относительной сложности его реализации.

Цель изобретения — Упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для-возведения в куб, 30 содержащее три регистра сдвига, два сумматора, два элемента И, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, и первый элемент задержки, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго регистров сдвига через соответствующие сумматоры соединены со своими входами, содержит второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент задержки и два триггера, первые входы которых подключены к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен со входом устрбйства и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход и второй вход которого подключены соответственно ко входу первого сумматора и выходу второго регистра сдвига, вход второго сумматора соединен с выходом первого элемента И и со входом третьего регистра сдвига, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно со вторым входом первого триггера и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом первого триггера и с первым входом второго элемента

868755

И, второй вход и выход которого соединены соответственно с инверсным выходом первого триггера и со входом первого элемента задержки, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно первого элемента ИЛИ и первого элемента И.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для возведения в куб сОдержит три регистра 1, 2 и 3 сдвига, два сугматора 4 и 5, последовательные два триггера 6 и 7 (RS), два элемента И 8 и 9, три элемента ИЛИ

10, 11 и 12, два элемента 13 и 14 задержки, а также вход 15.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистры 1, 2 и 3 сдвига очищены, триггеры б и

7 находятся в нулевом состоянии, в которое их устанавливают единичные сигналы инверсных выходов регистра

3 сдвига и элемента 13 задержки соответственно.

Регистры 1 и 2 сдвига и кольцевой регистр, образованный последовательным соединением через элементы 12, 9, 13, 10 и 8 прямого выхода регистра 3 сдвига с его входом, имеют и разрядов и предназначены для запоминания динамическим способом и-разряд ных двоичных кодов. На входную шину

15 устройства поступает последовательность импульсов.

Устройство для возведения в куб реализует следующие операции

К-1

Х =Х „+Е 6 +1; ()

К k-1 1

4О

К к-л Е 61=Р 6 +ЬХК, Я)

1=1 1=Л

6Хк=Х3 6 Х;, (Ь)

1=. 45 где Ьх; = 1" х к — значение аргумента на к шаге вычислений," х „, х - значения функции на к и к-1 шагах вычислений.

Первый входной импульс, действующий на входной шине 15, поступает через элемент ИЛИ 11 на второй вход сумматора 4, на первый вход которого с выхода регистра 1 сдвига непрерывг о сдвигается, начиная с младших 55 разфядов, двоичный код начального значения функции. Последовательный двоичный сумматор 4 увеличивает на единицу начальное значение функции и результат записывается в регистр р

1 сдвига. Первый входной импульс поступает также через элемент 14 задержки на первые входы триггеров б и 7 н устанавливает их в единичные состояния к моменту считывания с выхода регистра 1 второго разряда начального значения функции. В это время на выходах элемента 13 задержки действует сигнал второго разряда начального значения аргуглента, а на выходах регистра 3 сдвига — сигнал третьего разряда начального значения аргумента. Так как с выхода регистра 3 сдвига непрерывно сдвигается, начиная с младших разрядов, нулевое значение аргумента, то триггер б возвращает в нулевое состояние сигнал инверсного. выхода регистра 3 сдвига, а триггер 7 переходит в нулевое состояние под действием сигнала инверсного выхода элемента 13 задержки.

Переход триггера 7 из единичного состояния в нулевое приводит к формированию на выходе элемента И 8 импульсного сигнала, так как на его первом входе действует благодаря задержке элементом ИЛИ 10 единичный сигнал предыдущего состояния триггера 7, а на втором входе — единичный сигнал текущего состояния триггера

7. Аналогично переход триггера б из единичного состояния в нулевое приводит к формированию на выходе элемента И 9 импульсного сигнала, поскольку на его первом входе действует благодаря задержке элементом

ИЛИ 12 единичный сигнал предыдущего состояния триггера 6, а на втором входе — единичный сигнал его текущего состояния.

Импульсный сигнал с выхода элемента И 8 записывается во втором разряде регистРа 3 сдвига и через сумматор 5 — во втором разряде регистра 2 сдвига. Спустя такт, импульсный сигнал с выхода элемента И 9 через элемент 13 задержки, элеглент ИЛИ 10 и элемент И 8 записывается в третьем разряде регистра 3 сдвига и через сумматор 5 — в третьем разряде регистра 2 сдвига.

Таким образом, первый входной импульс, поступающий по шине 15, изменяет начальные состояния регистров

1 2 и 3 сдвига на состояния, в кото рых в регистре 1 сдвига содержится единичный код в младшем разряде, а в регистрах 2 и 3 — единичные коды во втором и третьих разрядах.

Второй входной импульс, поступающий по шине 15, формирует на выходе элемента ИЛИ 11 импульсный сигнал в момент сдвига с выходов регистров

1 и 2 младших разрядов двоичных кодов, сформированных на предыдущем шаге вычислений. Так как в регистре

2 сдвига в результате вычислений накапливается четное число Е61, а входной импульс устройства формирует на выходе элемента ИЛИ 11 единичный сигнал в момент считывания с выхода регистра 2 сдвига младшего разряда, то на выходе элемента ИЛИ 11 формируется последовательный двоичный код

868755 числа Е 6 1+1 который суммируется сумматором 4 с двоичным кодом хк „ вычисленного значения функции на предыдущем mare. На виходе суылатора 4 формируется последовательный двоичный код значения функции на текущем шаге вычислений, который записывается в регистр 1 сдвига.

Второй входной импульс, поступающий по шине 15 через элемент 14 задержки, поступает на первые входы триггеров 6 и 7, устанавливая их в единичные состояния к моменту действия на выходе элемента 13 задержки единичного сигнала второго разряда, а на прямом выходе регистра 3 сдвигаединичного сигнала третьего разряда.

Установка триггеров б и 7 в единичное состояние приводит к разрыву цепи циркуляции кодов с выхода регистра 3 сдвига на его вход, так как элементы И 8 и 9 закрыты нулевы- 20 ми сигналами инверсных выходов триггеров 7 и б соответственно, Триггер б сохраняет единичное состояние до первого, начиная с третьего разряда, единичного сигнала, считываемого с р5 инверсного выхода регистра 3 сдвига.

Триггер 7 сохраняет единичное состояние до первого, начиная со второго разряда, единичного сигнала, поступающего с инверсного выхода элемента 13 задержки. Во время единичного состояния триггера 7 элемент И 8 закрыт и во второй разряд регистра 3 сдвигается нулевой код.

Спустя такт,на инверсном выходе элемента 13 задержки устанавливается единичный сигнал, который возвращает триггер 7 в нулевое состояние.

Переход триггера 7 из единичного состояния в нулевое приводит K формированию на выходе элемента H 8 импуль- 40 сного сигнала, который поступает на вход регистра 3 сдвига, записывая в третьем разряде единичный код, и на второй вход сумматора 5, на первый вход которого сдвигается после-. 45 довательный двоичный код предыдущего шага вычислений.

Триггер б на втором шаге вычислений сбрасывает ециничный снгйал инверсного выхода регистра 3 сдвига, который действует в момент считывания с выхода регистра 3 сдвига четвертого разряда двоичного кода предыдущего шага вычислений. Переход триггера 6 из единичного состояния в нулевое приводит к формированию на выходе элемента И 9 импульсного сигнала, который через элемент 13 задержки, элемент ИЛИ 10 и элемент

И 8, открытый инверсным выходом триггера 7, поступает в четвертом раз- в() ряде на вход регистра 3 сдвига и второй вход сумматора 5.

Таким образом, в четырех младших разрядах регистра 3 сдвига вместо двоичного кода 0110 (шесть), сформи- Я рованного на первом шаге вычислений, записывается двоичный код 1100 (двенадцать), которий суммируется сумматором 5 с двоичным кодом 0110 (шесть), записанным в регистр 2 сдвига на предыдущем шаге вычислений. В результате суммирования с выхода сумматора 5 в регистр 2 сдвига записывается двоичный код 10010 {восемнадцать). величины Я 61 на втором шаге вычислений.

Вычисления на третьем и на всех последующих шагах выполняются аналогичным образом. В регистрах 1, 2 и 3 сдвига формируются согласно соотношениям {1), (2) и (3) двоичные коды х, Е б 1 и бх соответственно.

Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в упрощетт предлагаемого устройс — âà. По сравнению с известным из состава предлагаемого устройства исключены две группы элементов И, вичитающий счетчик и блок управления. формула изобретения

Устройство для возведения в куб, содержащее три регистра сдвига, два сумматора, два элеглента И, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входам первого элемента И, и первый элемент задержки; прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго регистров сдвига через соответствующие сумматоры соединены со своими входами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент задержки и два триггера, первые входы которых подключены к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен со входом устройства и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход и второй вход которого подключены соотвественно ко входу первого сумматора и выходу второго регистра сдвига, вход второго сумматора соединен с выходом первого элемента И и со входом третьего регистра сдвига, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно со вторым входом первого триггера и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом первого триггера и с первым входом второго элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с инверсным выходом первого триггера и со входом первого элемента задержки, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно

868755

Составитель В. Баранов

Редактор М.Митровка Техред N.Голинка Корректор У.Пономаренко

Заказ 8330/71 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 первого элемента ИЛИ и первого элемента И, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

1. Авторское свидетельство СССР

Р 532512, кл. G 06 F 7/38, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 590729, кл. G 06 F 7/38;.1976