Устройство для возведения в степень

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания ОЫ 278 Сеюз Соеетсиик Спианистических Республик(51) М. Кл,606 Г 7/38 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В СТЕПЕНЬ Предложенное устройство относитсяк области вычислительной техники иможет быть использовано в вычислительных устройствах и системах для выполнения операции возведения в третьюстепень.Известные специализированные устройства )1 для возведения в третьюстепень могут быть построены с использованием двух цифровых интеграторов,каждый из которых содержит счетчик,два сумматора и два регистра,Недостатком вышеупомянутых устройств является их сложность.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяустройство 21 для возведения в степень, содержащее счетчик, триггер,элемент И, элемент ИЛИ, первый накапливающий сумматор, формировательимпульсов и элемент задержки, входкоторого соединен с первым входом элемента ИЛИ, а выход - с первым входомэлемента Й и счетным входом триггера,прямой выход которого соединен с информационным входом первого разрядапервого накапливающего сумматора исо вторым входом элемента И, выходкоторого подключен ко второму входуэлемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход прямого кода каждого 1-го разряда которого соединен с информационным входом(т +1) -го разряда первого накапливающего сумматора.Однако, это устройство не выпал"няет операцию возведения в третью степень.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства, обеспечивающее возведениевходного кода в третью степень,указанная цель достигается тем,что в устройство введен второй накапливающий сумматор, информационныйвход первого разряда которого подключен к шине установки в единичное состояние, а тактирующий вход - ко входу элемента задержки и выходу формирователя импульсов, вход которого подключен к тактирующему входу первогонакапливающего сумматора и входу устройства, прямой выход каждого т -горазряда первого накапливающего сумматора Соединен с информационным входом каждого (1+1) -го разряда второгонакапливающего сумматора, выходи которого являются выходами устройства.На чертеже представлена схема устройства, содержащая формирователь(п) -го членов арифметической прогрессии вида а =а 44; при а, =0 и"1, то естьП(п) в=Х:414 10 можно записать 11-4И (П) 1 2 Х:31+4 12)134Устройство работает следующим об разом, В исходном положении все разряды счетчика б и накапливающих сумматоров 7 и 8 установлены в нулевое состояние. Триггер 3 также установлен в нулевое состояние. Число Й, которое 15 возводится в третью степень, подается в числоимпульсном коде на вход 9 устройства. Первый входной импульс, поступающий на тактирующий вход сумматора 7, подтвердит нулевое состоя- З ние всех его разрядов, так как на информационных входах данного сумматора присутствует нулевой код, сформированный разрядами счетчика б и триггером 3, Задним фронтом входного импульса запускается формирователь импульсов 1, Выходной импульс формирователя поступает на элемент задержки 2, тактирующий вход сумматора 8 и через элемент ИЛИ 5 - на вход счетчика б, записывая в нем 1. В накапливающем сумматоре 8 запишется код, равный единице, так как только на информационном входе его первого разряда присутствует единичный логический уровень. Выходной код сумматора45 8 является кодом результата вычислений. С выхода элемента задержки 2 импульс поступает на счетный вход триггера 3 и первый вход элемента И 4, Задним фронтом этого импульса триггер ф устанавливается в единичное состояние, а так как перед этим триггер находился в нулевом состоянии, то через элемент И 4 импульс не проходит. При поступлении второго входного импульса код, равный трем, сформированный на информационных входах сумматора 7 триггером 3 и счетчиком б, запишется в этот сумматор. С выхода формирователя 1 импульс поступает на такти рующий вход сумматора 8, К моменту его поступления содержимое сумматора 8 равно единице, а на его информационных входах присутствует код, равный семи. Такой код образуется благо импульсов 1, элемент задержки 2, триггер 3, элемент И 4, элемент ИЛИ 5, счетчик б, первый и второй накапливающие сумматоры 7 и 8, вход устройства 9, выходы устройства 10, шина установки в единичное состояние 11,В основу алгоритма работы устрой ства положено итерационное выражение даря тому, что содержимое сумматора 7 подается на инФормационные входы сумматора 8 со сдвигом на один разряд в сторону старших, то есть с удвоением, на последний разряд этого сумматора постоянно поступает единичный логический уровень, Результат суммирования сумматора 8 будет равен3 х 2 + 1 + 1 з 8, т.е. 2Я Выходной импульс формирователя 1 поступает также на элемент задержки 2 и через элемент ИЛИ 5 - на вход счетчика б, добавляя к его содержимому единицуЗадним фронтом задержанного импульса триггер устанавливается в нулевое состояние, а так как перед этим триггер находился в единичном состоянии, то импульс проходит через открытый элемент И 4 и элемент ИЛИ 5 на счетный вход счетчика б, добавляя к его содержимому еще одну единицу. Результирующий код счетчика б станет равным трем, Рассуждая аналогично, убеждаемся, что при поступлении третьего входного импульса содержимое сумматора 7 станет равным б + 3 : 9, содержимое сумматора 89 х 2 + + 1 + 8 = 27 : 3 , в счетчике б будет сформирован код, равный четырем, а триггер 3 установится в единичное состояние, Из сказанного видно, что в соответствии со структурой выражения (2), счетчик 6 совместно с элементами 2,3,4,5 осуществляет вычисление члена 31, накапливающий сумматор 7 - вычисление суммы Е 51 , а в накапливаю 1 т 1щем сумматоре Д формируется результат, равный (и)з+2 7. 31+ 4.1:1Для обеспечения бессбойной работы устройства необходимо обеспечить следующие временные соотношения. Длительность импульсов входной последовательностиГ должна удовлетворять условиюГ Г , где Г - длительность переходнйх процессов в накапливающем сумматоре 7. Длительность выходного импульса формирователя 1, равная Г , должна удовлетворять условию , .Гг , где Г - длительность переходных процессов в накапливающем сумматоре 8, Время задержки Г элемента задержки 2 должно выбираться из соотношенияГ Г +г , где Г, " максимальное время задержки распространения используемых логических элементовПериод следования импульсов входной последовательности Тдолжен удовлетворять соотношению Т )7 И; + +Г +Г + 2 Т, где Г , - максимальСЧ.6 О фная длительйость переходных процессов в счетчике б, Быстродействие устройства определяется динамическими свойствами используемой элемент" ной базы, а также динамическим диапанозом значений входного кода,Предложенное устройство требует меньших аппаратурных затрат по сравнению с существующими устройствами аналогичного назначения. Оно может636607 10 Формула изобретения Составитель И.ШелобановаТехред З,Фанта Корректор А ИлИласенко Редактор Э,Губницкя Заказ 6941/38 Тираж 784 Подписное ЦПИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 быть полностью реализовано в интегральном исполнении, Кроме того, прииспользовании для целей обработкиизмерительной информации предложенное устройство сочетается с аналогоцифровыми преобразователями развертывающего уравновешивания, формирующими выходную величину в виде числоимпульсного кода и тем самым осуществляет вычисление в реальном времени,т.е. в темпе поступления измерительной информации. Устройство для возведения в степень, содержащее счетчик, триггер, 15 элемент И, элемент ИЛИ, первый накапливающий сумматор, формирователь импульсов и элемент задержки, вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, а выход - с первым входом а 0 элемента И и счетным входом триггера, прямой выход которого соединен с информационным входом первого разряда первого накапливающего сумматора и со вторым входом элемента И, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход прямого кода каждого 1 -го разряда которо.го соединен с информационным входом(1+1)-го разряда первого накапливающего сумматора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей, в устройство введен второй накапливающийсумматор, информационный вход первогоразряда которого подключен к шинеустановки в единичное состояние, атактирующий вход - ко входу элементазадержки и выходу формирователя импульсов, вход которого подключен ктактирующему входу первого накапливающего сумматора и входу устройства,прямой выход каждого 1 -го разряда первого накапливающего сумматора соединен с информационным входом каждого(1 +1)-го разряда второго накапливающего сумматора, выходы которого являются выходами устройства. Источники инФормации, принятые вовнимание при экспертизе;1, Неслуховский К.С. Цифровые дифференциальные анализаторы, М., Машиностроение, 1968, с. 96,2. Заявка М 2317237/24 от 21,09,76,по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства,