Элемент цифровой сетки

О П ЗОБ Сеез Сфветскик Социалистических Респубпии(11) б 18745 ЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1) Дополнительное к авт 22) Заявлен присоедин 4,02,77 (21) м заявки 51) М 451378/18-24 606 Г 15 Государствеииый комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(71) Заявитель на Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР) ЭЛЕМЕ ФРОВОЙ СЕТКИ ента цифчертеже. иплексоры 4, буфер, тригСтровойЭл1,2,ный ргерыЭлслед руктурная схема элесетки приведена наемент содержит мультсумматор 3, счетчикегистр 5, коммутато7,8 и регистр 9 сдвемент цифровой сеткующим образом. а, работает 1Изобретение относится к областивычислительной техники и может бытьиспользовано при построении устройствдля решения многомерных задач теорииполя, описываемых эллиптическимиуравнениями (Лапласа, Пуассона, Поккельса) и парабо."ическими уравнениями (типа фурье, теплопроводности).Известно устройство И , содер"жащее сдвигающие регистры, сумматори коммутатор.Недостатком такого устройстваявляется низкая производительность.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяэлемент цифровой сетки .2 , содержащий сумматор, первый выход которого.соединен со счетньм входом счетчика,регистр сдвига и два триггера. Выход первогс триггера соединен с первьм входом сумматора,Недостатком устройства являетсянедостаточная гибкость при построении решающих цифровых сеток.Целью изобретения является повышение гибкости.Поставленная цель достигаетсятем, что в предложенный элементцифровой сетки введенй буферный регистр, два мультиплексора и кояаутатор. Группы входов элемента через мультиплексоры соединены со входами сумматора, второй выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход;которого и первый вход элемента соединены с входами первого триггера, выход которого соединен с первьм входом регистра сдвига, другие входы которого соединены со вторым входом элемента, со своим выходом и выходом элемента. Группа выходов счетчика соединена через буферный регистр со своими входами. Третий вход элемента соединен с входом второго триггера, первый выход которого соединен с входомбуферного.регистра и вторым входом коммутатора, третий и четвертый входы которого соединены с выходом счетчика и .вторым выходом второго триггера соответственно.При наличии управляющих сигналов 3 еультиплексоры 1,2 осуществляют последовательный йеребор адресов. При этом информация через мультиплексоры поступает на сумматор 3. Это означает, что в суммирующий узел данного элемента цифровой сетки попарно заводятся значения одноименных разрядов с соседних элементов цифровой сетки правых частей, начальных и граничных условий. При этом на третий вход сумматора 3 через коммутатор 6 и триггер 7 заводится значение результата этого сумматора 3, запомненное ранее. В конце микро- такта, реализующего операцию сложения значений 5 -го разряда от соседних элементов цифровой сетки, правых частей и граничных условий значение результата, запомненное в триг"гере 7, переписываетоя в регистр 9 сдвига, Затем значения всех переносов, каждая единица которого в счетчике 4 по весу превышает значение данного разряда вдвое, но равна по весу каждой единице, которая поступает в сумматор 3 данного элемента цифровой сетки на следующем(9+1) микротакте, начиная со второго разряда счетчика 3 и старше, переписываются в буферный регистр 5 по сигналу, вырабатываемому с помощью триггера 8. Одновременно значение пере" носа иэ младшего разряда счетчика 4 записывается в триггер 7 через коммутатор 6.После выполнения 8-го микротакта триггер 8 перебрасывается н обратное состояние, позволяющее на следующем И Ф -ом микротакте коммутировать на вход переносов сумматора 3 значение результата, запомненное в триггере 7.Аналогично осуществляется обработка остальных разрядон числа, после чего выполняются несколько микротактон (по числу разрядон в буферном регистре 5), но более коротких. При этом триггер 8 находится в одном положении, обеспечивающем коммутацию переносов. (накопленных в счетчике 4) в буферный регистр 5 и передачу младшего разряда счетчика 4:через .коьиаутатор б в триггер 7 и далее в регистр 9 сдвига, где хранится промежуточный результат счета.По окончании счета и записи в регистр 9 суммы, полученной в данной итерации, осуществляют операцию сдвига результата в сторону младших разрядов на соответствующее число их, что равнозначно выполнению операции деления. Это необходимо для реализации алгоритма получения зна 18745 фчений узловых потенциалов методомсеток или конечно-разностной аппроксимации дифференциальных уравненийв частных производных.Данный элемент цифровой сеткиобеспечивает попарноЕ (как было5 описано ранее) подключение входовот соседних элементов первых частей.Кроме того, он может обеспечитьподключение по одному входу различных последовательностей входных 10 сигналов (что важно при использовании элемента цифровой сетки в качестве контурного или предконтурного) .Изобретение может быть использо- )5 вано в качестве элемента цифровойсетки, установленного внутри областирешения, а также н качестве контурного и законтурного, однако, приэтом требуется второй коммутатор,установленный между триггером 7 ирегистром 9 сдвига. Формула изобретения25Элемент цифровой сетки, содержа"щий сумматор, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика, регистр сдвига и дна триггера, выход первого триггера соединен с 30 первым входом сумматора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения гибкости, н него введены буферный регистр, дна мультиплексора и коммутатор; причем группы вхо дон элемента через мультиплексоры,соединены со входами сумматора, второй выход которого соединен с первым входом коммутатора, ныход которого и первый вход элемента соеди иены с входами первого триггера, выход которого соединен с первьм входом регистра сдвига, другие входы которого соединены со вторым входом элемента, со своим выходом и выходом 45 элемента; группа выходов счетчикасоединена через буферный регистр со своими входами, третий вход элемента соединен с входом второго триггера, первый выход которого соединен со входом буферного регистра и нторымвходом коммутатора, третий и четвертый входи которого соединены с выходом счетчика и вторым выходом второго триггера соответственно.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе:1. Авторское снидетельство СССР9 376772, кл, Я 06 Г 15/20, 1971.2. Майоров С;А., Новиков Г.И.Структура ЦВМ, Л., Машиностроение,1970, с,128.618745 Заказ 4262/41 Тираж 826ЦНИИПИ Государственного комитета Советапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб.,исноеистров С П Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 Фили Составитель Ю,ЛедянкинРедактор Л.утехина Техред З.Фанта Корректор М.Демчик