Устройство для определения количества единиц в двоичном числе

. СОЮЗ ООВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕЮИХ РЕСПУБЛИК 345 О 6 Об Р 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 33851 б.8/18-24 ных триггеров соединены с первыми (22) 20.01.82 входами соответствующих разрядных (4 б) 15,0 б.83. Бюл. Р 22 элементов ИЛИ, выход разрядного (72) В.В. Зуб, В.Н.Свирин н В.И,Стан . элемента ИЛИ 1 -го разряда (1=1 - . (53) б 813(088.8) й -1) соединен с первым входом раз(5 б) 1, Авторское свидетельство СССР :рядного элемента И (1.+ 1)-го раз- Р 781811, кл. 6 Об Р 5/02,ряда, вторые входы разрядных эле Об. Р 7/50 р 1979ментов И.являются группой прямых2. Авторское свидетельствонСССРвходов устройства, о т л и ч а.ю -5 71 б 041, кл. 6 Об Г .11/10, 1977 щ е е с я тем, что, с целью повыае(прототип), ния быстродействия и раааирения (54) (57) УСНОйстВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ . Функциональных возможностей устрой- КОЛИЧЕСТВА ЕДИНИЦ В ДВОИЧНОМ ЧИСЛЕ, ства путем контроля на четность содержащее счетчик, два элемента И, двоичного числа и обеспечения возможэлемент И-НЕ., И . разрядных тригге- ности подсчета единиц в произвольном ров, й разрядных элементов И, ю раз.- количестве разрядов двоичного чис.рядных элементов ИЛИ, причем первый ла, в него введены контрольный триг вход первого элемента И является . гер и третий элемент И, причем выход входом тактовых импульсов устройст- первого элемента И соединен со ва,:второй вход первого элемента . . счетным входом контрольного тригге- Н соединен с первыми входами влемен-:ра, выход которого квлкетск контр С та И-НЕ, второго элемента И, разряд- . ным выходом устройства, вторые и ного элемента И первого разряда и третьи входы разрядных элементов является управляющим входом устрой- ИЛИ образуют соответственно группу ства, второй вход второго элемента . инверсных входов устройства и груп- И соединен с вторым входом. элемента . . пу входов маски устройства, выходы, И-НЕ, выход которого соединен с . разрядных элементов ИЛИ соединенЫ третьим входом первого элемента И, с соответствукщиМи входами третьего выход которого соединен с синхрони- . элемента И, выход которого соединен зирующими входами разрядных тригге- с вторым входом второго элемента И, ров и входом счетчика, выходы кото- выход разрядного элемента ИЛИ 4-го фф рого являются информационными выхо- .,разряда соединен с соответствующими дами устройства, выход второго эле-:Еходами всех последующих разрядных мента И является выхбдом конца счета элементов И, начиная с (1 + 2)-го устройства, единичные выходы разряд-. разряда. СЛИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре контроля дискретных устройств.Известно устройство для параЛлельного счета количества единицнулей)в двоичном числе, содержащеевходной и выходной регистры, а также 1 ор й групп сумматоров пои/2 К сумматоров в каждой группе(,и - число разрядов кода 1 К РОДА), 10а также три элемента И, два элементаИЛИ, элемент НЕ и триггер режима Ц,Йедостатками данного устройстваявляются его невысокое быстродействие, обусловленное тем, что время 15задержки в устройстве складываетсяиз времени пробега сигнала суммывдоль сумматоров первой группы ивремени пробега сигнала переносавдоль последнихсумматоров групп, атакже невозможность подсчета числаединиц в произвольном количестве разрядов.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для определенияколичества единиц в двоичном числе,содержащее счетчик, два элемента И,элемент И-НЕ, а в каждом из разрядов,два элемента И, элемент ИЛИ и триггер 23К недостаткам известного устройства относятся: невысокое быстродей-ствие, связанное с тем, что периодтактовых импульсов зависит от задерж-.ки сигнала управления в разрядныхэлементах И и ИЛИ, которая состав-З 5ляет величину И (Си+Тиьи)., ( гдеи-количество разоядов чйсла ии йьйвремя задержки сигнала управленияв элементе И и элементе ИЛИ); отсутствие контроля на четность двоичного числа, а также отсутствие возможности подсчета числа единиц впроизвольном количестве разрядов:двоичное число может состоять изоперационной (операнд) и вспомогательной признаки, контрольные раз.ряды, метки и т.д.) частей,. Частовозникает необходимость подсчетачисла единиц только в операционнойчасти двоичного числа, т.е, устройство должно обеспечивать два режимаработы: 1 - подсчет числа единиц Вовсех разрядах двоичного числа и 2подсчет числа единиц в определенныхразрядах двоичного числа, причем этиразряды Могут быть размещены в чис- .ле самьм произвольным образом.Цель изобретения - повышениебыстродействия и расширеиие функцио".нальных возможностей устройства путем контроля на четность двоичного 60числа и обеспечения возможности подсчета единиц в произвольном количестве разрядов двоичного числа,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для определе ния количества единиц в двоичном числе, содержащее счетчик, два элемента И, элемент И-НЕ, й разряднйх триггеров, И разрядных элементов И., И разрядных элементов ИЛИ, причем первый вход первого элемента И является входом тактовых импульсов устройства, второй вход первого элемента И Соединен с первыми входами элемента И-НЕ, второго элемента И, раз-. рядногоэлемента И первого разряда и является управляющим входом устройства, второй вход второго элемента И соединен с вторым входом элемен. та И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с синхронизирующими входами разрядных триггеров и входом счетчика, выходы которого являются инФормациойными выходами устройства, выход второго элемента И :является выходом конца счета устройства, единичные Выходы разрядных триггеров соединены с первыми входами соответствующих раз рядных эдементов ИЛИ, выход разрядного элемента ИЛИ ).-го разряда ( = 1 -; п - 1) соединен с первым входом р аз рядно го элемента И ( 1+1 ) - го разряда, вторые входы разрядных элементов И являются группой прямых входов устройства, введены контрольный триггер и третий элемент И, причем выход первого элемента И соеди-. нен со счетным входом контрольного триггера, выход которого является контрольным выходом устройства, вторые и третьи входы разрядных элементов ИЛИ образуют соответственно группу инверсных входов устройства и группу входов маски устройства, выходы разрядных элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход разрядного элемента ИЛИ т-го разряда соединен с соответствующими входами всех последующих разрядных элементов И, начиная с (+ 2)го разряда.Введение триггера со счетным входом позволяет проводить контроль на четкость параллельно с подсчетомчисла единиц за время, равное количеству тактов по числу единиц в двоичном числе или в его части, Введение связей между .Выходами предщ 1 ущих разряднЫх элементов ИЛИ с входами всех последующих разрядныхэлементов И, а также введение дополнительного элемента И, присоединенного к входам с выходами всех разрядных элементов ИЛИ, а выходомс вторыми входами элементов И-НЕ и второго элемента И позволило организовать цепь параллельного запрета отпредыдущих единичных разрядов на последующие, что сократило время1023335 разрядный триггер 4 ближайшего разряда к предыдущему из тех разрядов, на приемные входы б которых действует логическая единица.Этот процесс ггродолжается до тех пор, пока на всех входах, а значит и на выходе третьего элемента И 5, не появится сигнал, который через второй элемент И 9 поступает на вы.ход конца счета устройства, что.означает воэможность чтения состояния счетчика 1. Содержимое счетчика 1 равно числу тактощях импульсов, потребовавшихся для продвижения управляющего сигнала от первого до последнего разряда, и точно соответствует числу единиц двоичного числа на входе устройства. Одновременноимпульсы с выхода первого элемента И 11 поступают на счетный вход конт. рольного триггера 13, который осуществляет операцию суммирования по .модулю два входных импульсов. В мо,ца. Этот сигнал через соответствующие разрядные элементы ИЛИ 3 поступает на входы последующих разрядных элементов И 2. Таким образом, управляющий сигнал проходит через замаскированные разряды, не останавливаясь в тех разрядах,по прямому входу б которых действует логическая единица.Предлагаемое устройство позволя 60 задержки до величины, Г + си , разрядов, у которых по прямому входут.е. позволило уменьшить время рас- б действуей логическая единица.: Все,.пространения управляющего сигнала единицы будут на входе того разрядвИ) раз, а значит увеличить ного элемента И 2,.который являетсябыстродействие устройства. ближайшим к управляющему входу 8Введение связей между третьими 5 из всех разрядов, по прямому входувходами разрядных элементов ИЛИ с :б которых действует логическая едисоответствующими входами маскирова- ница. В таком разряде триггер 4 счиния разрядов устройства позволило тается подготовленным к переключе-,ввести блокировку тех разрядов,.кото- . нйям, При поступлении тактового имрые несут вспомогательную информацию 10 пульса. первый элемент И 11 выдаети подсчет единиц в которых произво- сигнал, и триггер, подготовленныйдить не нужно. к переключению, переходит в единич На чертеже приведена структурная ное состояние, что вызывает распросхема устройства, странение с задержкой Тщн управляю"Устройство содержит счетчик 1, , 15.щего сигнала на все последующие разразрядные элементы И 2,разрядные рядные элементы И 2. При этом подгоэлементы ИЛИ:3,. разрядные триггеры товленным к переключению становится4, третий элемент И 5,.группу прямыхвходов 6 устройства, группу инверсных входов 7 устройства, управляю- ,20щий вход 8 устройства,. второй элемент И 9, элемент И-НЕ 10, первыйэлемент Й 11, вход 12 тактовых им.пульсов устройства, контрольный триггер 13, .группу входов 14 маски устройства, контрольный выход устройства, информационные выходы устройства,Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии все разрядные триггеры 4, контрольный триггер13 и счетчик 1 находятся в нулевомсостоянии. На входы б и 7 подаютпрямой и инверсный сигналы от соответствующих-разрядов числа, Допус-.тим, необходимо произвести подсчетчисла единиц; находящихся во всехразрядах числа, что соответствуетрежиму 1. Для этого на все входы 14маски устройства подается уровень .40 мент появления сигнала на выходе кон"логического нуля. ца счета устройстэа (на выходе втоПри поступлении на управляющий рого элемента И 9) на выходе контвход 8 управляющего сигнала проис- рольного триггера 13 находится призходит лИбо подготовка разрядного . . нак четности двоичного числа.триггера 4 первого разряда к перехо . В случае, когда необходим режимду в единичное состояние ( через раз подсчета числа единиц не во всех .рядный элемент И 2, если на прямом разрядах двоичного числа на входывхо е б е иничсв оде б единичный сигнал ), либо пере- .;14 маски тех разрядов, которые масдача управляющего сигнала на разряд- . кируются, подается логическая едининые элементы И 2,всех последующихразрядов через разрядный элементИЛИ 3, если единичный сигнал на ин-.версном входе 7).Распространение управляющих сигналов от выходов предыдущих разрядныхэлементов ИЛИ 3, на вторые входы которых от соответствукщих инверсных входов 7 устройства поступают логические единицы, до входовпоследуюцих разрядных элементов И 2происходит с задержкой, равнойб,д, ет примерно вф 1,Раз сокра(времени задержки в разрядном элементе ИЛИ 3). тить периоц тактовых сигналов поТаким образом, на входах каждого сравнению с периодом тактовых сигнаразрядного элемента И 2 устанавли- лов устройства-прбтотипа, что уве-. ваются единицы от тех предыдущих 6 личивает быстродействие устройства.1023335 6 7 Составитель В. ГречневТехред М, Тепер Корректор Г. Огар едактор М. Бандура Тираж 706 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/Заказ 4214/ пиал ППП фПатент Кроме того, предлагаемое устрой-. ство обладает более. широкими Функциональными воэможностями, позволяет проводить, контроль на четность входной инФормации и обладает воэможностью суьиирования содержимогопроизвольного числа разрядов входного числа,Ужгород, ул. Проектная, 4