Устройство для деления чисел,представленных число- импульсным кодом

 

О П И С А Н И Е 934470

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоРскомь свидяпльствь

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I) Дополнительное к авт.саид-ву (22) Заявлено 08. 10.80 (21) 2990786/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 07.06.82 ° Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 07.06.82 (5a)M. Кл.

G 06 F 7/68

Гооударстеапай комнтет

СССР

Ro делам нзабретеннй н открытнй (53) УДК 681, 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Е.Б. Гр ейз, А. И. Мехович и В.Л. Бобченок (71) Заявитель

Центральное конструкторское бюро гидромет приборостроения Госкомитета СССР по гидро и конт олю п и о ной с (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ ЧИСЕЛ, ПРЕДСТАВЛЕННЬИ ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫМ

КОДОМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для систем измерения и обработки информации.

Известно устройство, содержащее задающее устройство, связанное через управляющую вентильную схему со счетчиками, детектор, вентильные и формирующие схемам, причем один из входов управляющей вентильной схемы связан с источником входных сигналов, l0 а второй — с выходом детектора, один иэ выходов управляющей вентильной схемы соединен со входом счетчика, а вторрй — с вентильными схемами (13 °

t5

Недостатком этого устройства является низкая точность деления при заданном быстродействии, так как входной число-импульсный код может быть разделен только с точностью до це20 лых, т.е. делитепь может принимать только целые значения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее М декадных реверсивных счетчиков (где

И-1 2,...,n, n-число разрядов делите ля), блоки задания делителя, первый элемент И, генератор импульсов, счетчик результата, причем первый вход генератора импульсов соединен с входной шиной устройства, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выходы блоков задания делителя поразрядно соединены с входами суммирования

Й декадных реверсивных счетчиков, выход и-ro декадного реверсивного счетчика соединен с входом счетчика результата (2 ).

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие при

l заданной точности деления. Это вызвано тем, что частота эадаюцего генера. тора в 10 раз вьппе частоты входно" го число-импульсного кода. При заданной высокой точности деления дпя выполнения такого соотношения прие ходится накладывать ограничение на

3 9344 максимальную частоту импульсов входного число-импульсного кода.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства при заданной точности деления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены регистр сдвига, М декадных реверсивных счетчиков (где М=п+1, и+2, . ° ., 2п), второй и третий элементы И, пять эле- щ ментов ИЛИ, причем вход установки в исходное состояние регистра сдвига соединен с входом счетчика результата и с объединенными входами суммирования If декадных реверсивных 15 счетчиков, выход первого элемента ИЛИ соединен с информационным входом регистра сдвига, первый выход кото.—. рого .соединен со вторым входом пер вого элемента И, выход которого соеди. нен с вычитающими входами первого и (и+1)-ro декадных реверсивных счетчиков, второй выход регистра сдвига соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, а второй вход — с третьим выходом регистра сдвига, выход второго элемента И соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с выходом (и+1)-ro декадного реверсивного счетчика, а выход — с вычитаюдим входом (n+2)-ro декадного реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого декадного реверсивного счетчика соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом второго декадного реверсивного счетчика, выход последнего соединен со вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом 2п-го декадного реверсивного счетчика, вход суммирования которого соединен с входной шиной устройства, выход 2п-го декадного реверсивного счетчика соединен со вторым входом генератора импульсов, И выход третьего элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом n-ro декад-, ного реверсивного счетчика.

70 4

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства для деления чисел, представленных число-импульсным кодом.

Устройство содержит декадные реверсивные счетчики 1-6, блоки 7-9 задания делителя, элементы 10-14 ИЛИ, элементы 15-17 И, регистр 18 сдвига, старт-стопный генератор 19 импульсов входная шина 20, счетчик 21 результата.

В устройстве первый вход стартстопного генератора 19 импульсов соединен с входной шиной 20 устройства, выход старт-стопного генерато1ра 19 импульсов соединен с первым входом элемента lj H, выходы блоков

7-9 задания делителя поразрядно соединены с входами суммирования декадных реверсивных счетчиков 4-6, выход декадного реверствного счетчика 6 соединен с входом счетчика 21 результата, вход установки в исходное состояние регистра 18 сдвига соединен с входом счетчика 21 результата и с объединенными входами суммирования декадных реверсивных счетчиков 4-6, выход элемента 14 ИЛИ соединен с информационным входом регистра 18 сдвига, первый выход которого соединен со вторым входом элемента 17 И, выход ко- торого соединен с вычитающими входами декадных реверсивных счетчиков

1 и 4, второй выход регистра !8 сдвига соединен с первым входом элемента

15 И, второй вход которого соединен с первым входом элемента 17 И и первым входом элемента 16 И, выход которого соединен с первыми входами элементов 11 и 13 ИЛИ, а второй входс третьим выходом регистра 18 сдвига, выход элемента 15 И соединен с первыми входами элементов 10 и 12 ИЛИ, второй вход элемента 10 ИЛИ соеди нен с выходом декадного реверсивного счетчика 1, а выход — с вычитающим входом декадного реверсивного счетчика 2, выход которого соединен с вторым входом элемента 11 ИЛИ, выход декадного реверсивного счетчика 4 соединен с первым входом элемента

14 ИЛИ и вторым входом элемента

l2 ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом декадного реверсивного счетчика 5, выход которого соединен со вторыми входами элементов 13 и 14 ИПИ, выход элемента ll ИЛИ соединен с вычитающим входом декадного реверсивного счетчика 3, вход

9344

5 суммирования которого соединен с

t входной шиной 20 устройства, выход декадного реверсивного счетчика 3 соединен со вторым входом старт-стопного генератора 19 импульсов, выход элемента 13 ИЛИ соединен с вычитающим входом декадного реверсивного счетчика 6.

Устройство работает следующим образом. 1О

По команде "Начальная установка" (шины этой команды не показаны) счетчика 1-3 обнуляются, на стартстопный генератор 19 подается стоповый сигнал (запрет генерации импульсов), в счетчики 4-6 вводятся парал" лельным кодом цифры из блоков задания делителя 7-9 соответственно, первый разряд регистра 18 сдвига устанавливается в 1, остальные разряды этого регистра устанавливаются в О, счетчик 21 результата обнуляется. В блоках задания делителя

7-9 значение делителя набрано предварительно, причем на чертеже показа- но три последователыых разряда набора делителя, старший разряд набирается в блоке 9, а младший разряд набирается в блоке 7. Например, число 13 набирается так, В блоке 9 устанавливается цифра О, в блоке 8— цифра 1, в блоке 7 — цифра 3.

Снятие команды "Начальная установка" является моментом начала работы устройства. На входную шину 20 начинают поступать импульсы число-им35 пульсного кода, который нужно разделить на число, набранное в блоках задания делителя 7-9. Пусть, например, код, поступающий на входную шину

20, нужно делить на число !, 3. Ниже работа устройства показана на этом примере. Итак, в блоке задания делителя 9 устанавливается О, в блоке 8 — цифра 1, а в блоке ? — цифра

3. По окончании команды "Начальная установка" в счетчике 4 записан код числа 3, в счетчике 5 — код числа

1, в счетчике 6 записан О.

На входную шину 20 поступает первый импульс, по этому импульсу в счет. чик 3 записывается 1, так как входная шина 20 связана с суммирующим входом счетчика 3. Этот импульс поступает также на запускающий вход стартстопного генератора 19, на выходе которого формируются импульсы высокой частоты, поступающие на вход элемента 17 И, на другом входе которо70 6

ro разрешающий потенциал с первого выхода регистра 18 сдвига. Отметим, что через элементы 15 и 16 И импульсы старт-стопного генератора 19 пройти не могут, так как в этот момент на втором и третьем выходах регистра 18 сдвига запрещающий, нулевой потенциал

С выхода элемента 17 И импульсы высокой частоты поступают на вычитающие входы декадных реверсивных счетчиков 1 и 4. Первый импульс с выхода элемента 17 И вычитает единицу из числа в счетчике 4, т. е. в счетчике 4 остается код числа два. Счетчик 1 обнулен, поэтому вычитание еди ницы из счетчика 1 вызывает сигнал

"Заем" на его выходе, при этом в счетчике 1 остается код числа 9.

Сигнал "Заем" на выходе счетчика 1 через элемент 10 ИЛИ поступает на вычитающий вход счетчика 2, так как счетчик 2 также обнулен, на его выходе формируется сигнал "Заем", а в счетчике 2 остается код числа 9. Сиг" нал "Заем" с выхода счетчика 2 через элемент 11 ИЛИ поступает на вычитающий вход счетчика 3, тем самым вычитается единица, которая была за« писана в этом счетчике, в счетчике

3 остается код нуля. Второй импульс с выхода элемента 17 И вычитает еще по единице с чисел в счетчиках 1 и

4, в счетчике 1 остается число 8, а в счетчике 4 остается число 1. Третий импульс с выхода элемента 17 И оставляет в счетчике 1 код числа 7. а счетчик 4 обнуляется, при этом передний фронт сигнала "Заем" с выхо. да счетчика 4 через элемент 14 ИЛИ поступает на тактирунщий вход регистра 18 сдвига, тем самым 1 нз первого разряда этого регистра сдвигается во второй разряд. В первом разряде регистра !8 сдвига остается нулевой потенциал, который запрещает прохождение импульсов через элемент 17 И.

Ю

Так как второй разряд регистра 18 сдвига связан со входом элемента 15 И, то четвертый импульс старт-стопного генератора 19 проходит через элемент 15 И (разрешение есть со второго разряда регистра 18 сдвига) . Этот импульс поступает с выхода элемента

15 И через элемент 10 ИЛИ на вычитающий вход счетчика 2 (в счетчике 2 в результате остается код числа 8) и через элемент 12 ИЛИ на вычитающий вход счетчика.5, счетчик 5 об9344

40

Седьмой цикл

Счетчики Число

1 . 9

2 О

3 О

21 7

Восьмой цикл начинается аналогично первому циклу, т.е. в счетчике 4число 3, в счетчике 5 — число 1, в счетчике 6 — нуль. Первый разряд регистра 18 сдвига в 1, вычитается

3 импульса нз счетчика 1 и иэ счетчи.

1 нуляется, и передним фронтом сигнала "Заем" с выхода этого счетчика

5 через элемент 14 ИЛИ в регистре

18 сдвига сдвигается в третий разряд (из второго) 1, при этом разрешение на прохождение импульсов старт стопного генератора 19 подается на элемент 16 И. Однако так как на выходе счетчика 5 начинает формироваться сигнал "Заем", и передний фронт этого сигнала поступает через элемент 13 ИЛИ на вычитающий вход счетчика 6, а этот счетчик б обнулен, то и на выходе счетчика 6 формируется передний фронт сигнапа

"Заем", по этому сигналу регистр

18 сдвига устанавливаетая в исход-. ное состояние 1,1 в первом разряде, в остальных разрядах О). По этому же сигналу в счетчики 4-6 вновь устанавливается код из блоков задания делителя 7-9 соответственно, т.е. в счетчике 4 — код числа 3, в счетчике 5 — код числа 1 в счетчике 6 — код нуля. Кроме того, по 25 этому сигналу с выхода счетчика 6 в счетчик 21 результата записывается единица. Закончен первый цикл деления.

Запишем числа в счетчиках 1-3 после окончания первого цикла

Счетчик Число

1 7

2 8

3 О

Второй цикл деления и последующие протекают аналогично первому циклу. Покажем числа в счетчиках

1-3 и в счетчике 21 результата I после каждого цикпа деления.

Второй цикл Третий. цикп

Счетчики Число Счетчики Число

1 4 1 1

2 7 2 6

3 О 3 0

21 2 21 3

70 8 ка 4, счетчик 4 обнуляется, I сдвига ется во второй разряд регистра 18 сдвига. Однако, так как счетчики

2 и 3 обнулены, то с выхода счетчика

3 формируется сигнал "Заем", который поступает на стоповый вход стартстопного генератора 19, и останавливает этот генератор. Генерация импульсов прекращена, поэтому в устройстве ничего не изменяется до прихода второго импульса по входной шине 20, который записывает 1 в счетчик 3, запускает старт-стопный генератор

19 и т.д.

Результат деления после первого импульса на входной шине 20 получается в счетчике 21,результата, где записано число 7. Действительно, 1:1,3=0,7. При индикации результата в счетчике 21 результата младшая декада для данного примера выполнения устройства отделяется запятой.

На чертеже представлено только три разряда для установки коэффициента деления, однако количество этих разрядов можно увеличить до требуемого.

Таким образом, повышение быстродействия предлагаемого устройства при заданной точности деления по сравнению с известным повышается в несколько раз, а при высокой заданной точности — на несколько порядков.

Дня приведенного в описании примера (деление на 1, 3) в известном устройстве частота генератора импульсов в, умножителе в 100 раз выше, чем частота импульсов входного число-импульсногоо к ода (при з адан ной т очности деления) . В данном устройстве достаточно,. чтобы частота генератора импульсов быпа в 9+9=18 раз выше частоты импульсов входного число-импульсного кода (при этом обеспечивается деление на максимальный коэффициент деления для данного конкретного исполнения — 9,9), т.е. быстродействие для данного исполнения предлагаемого устройства выше в =5 раз, чем в известном. При необходимости точность деления и коэффициент деления увеличивают включением в состав предлага" емого устройства дополнительных элементов. При этом быстродействие увеличивается в раз по сравнению к 9 с известным.

Формула изобретения

Устройство для деления чисел, представленных число-импульсным ко,г

9 934470 10 дом, содержащее N декадных реверсив- выход которого соединен с первыми ных счетчиков (где М =I 2,...,п, входами второго и третьего элемент — число разрядов делителя), блоки тов ИЛИ а второй вход - с третьим задания делителя, первый элемент И, выходом регистра сдвига, выход вто генератор импульсов, счетчик резуль- рого элемента И соединен.с первыми тата, причем первый вход генератора . входами четвертого и пятого элеменимпульсов соединен с входной шиной . тов ИЛИ, второй вход четвертого устройства, выход генератора импуль- элемента ИЛИ соединен с выходом сов соединен с первым входом первого (и +1) -го декадного реверсивного счетэлемента И, выходы блоков задания io чика, а выход - с вычитающнм входелителя поразрядно соединены с вхо- дом (й+2)-го декадного реверсивнодами суммирования N декадных реверсив.- го счетчика, выход которого соединых счетчиков, выход n-ro декадного нен со вторым входом второго элеменреверсивного счетчика соединен с та ИЛИ, выход первого декадного входом счетчика результата, о т л и 1у реверсивного счетчика соединен с ч а ю щ е е с я тем, что, с целью первым входом. первого элемента ИЛИ повышения быстродействия устройства и вторым входом пятoro элемента ИПИ, при заданной точности деления, в выход которого соединен с вычитаю-. него введены регистр сдвига, М де- щим входом второго декадного реверкадных реверсивных счетчиков (где снвного счетчика, выход последнего

М=п+1, и+2,...,2n), второй и третий соединен со вторыми входами первого элементы И, пять элементов ИЛИ, при- и третьегo элементов КПИ, выход вточем вход установки в исходное сос- рого элемента ИЛИ соединен с вычитатояние регистра сдвига соединен с ющнм входом 2п-го декадного ревервходом счетчика результата и с объ- Z сивного счетчика, вход суммирования единенными входами суммирования М которого соединен с входной шиной декадных реверсивных счетчиков, вы- устройства, выход 2ь-го декадного ход первого элемента ИЛИ соединен реверсивного счетчика соединен со с информационным входом регистра вторым входом генератора импульсов, сдвига, первый выход которого соеди- выход третьего элемента ИЛИ соеди.нен со вторым входом первого элемен- анен с вычитающкм входом t\ -ão декадта И, выход которого соединен с вы- ного реверсивного счетчика. ,читающими входами первого и (и+1) -го Источники информации, декадных реверсивных счетчиков, вто- принятые во внимание при экспертизе рой выход регистра сдвига соединен 1. Авторское свидетельство СССР с первым входом второго элемента И, Р 311268, кл. Ij 06 F 7/52, 1969 °

35 второй вход которого соединен с 2. Авторское свидетельство СССР первым входом первого элемента И и Р 493924, кл. Н 03 К 23/24, 1973 первым входом третьего элемента И, (прототип).

9 34470

Составитель Л. Иедведева

Редактор Н.Ковалева Техред И. Гайду Корректор Ю.Макаренко

Заказ 3937 45 Тираж 73! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

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