Устройство для возведения в квадрат число-импульсного кода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 093 А 1 114 С 06 Р 7/55 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Иг ътъ.ч. ъ К АВТОРСКОМУ) СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Азербайджанский институт нефтии химии им.М, Азизбекова(56) Данчеев В.П. Цифровое устройствовоспроизведения квадратичной временной зависимости. -Автоматикаи вычислительная техника. 1970, 9 2, с. 77.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАД;РАТ ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНОГО КОДА(57) Изобретение относится к областивычислительной техники. Цель изобретения - повьппение точности выполняемой операции, которая достигаетсяэа счет введения накапливающего сумматора. Устройство содержит ш-разрядный двоичный счетчик, счетчик результата, логический блок, состоящий изК элементов Ии элемента ИЛИ, накапливающий сумматор с соответствующимисвязями. Принцип работы устройстваоснован на суммировании одноразрядныхи (ш-и)-разрядных приращений интеграла (результата). Одноразрядные приращения результата поступают на входпереноса накапливающего сумматорас выхода логического блока, а (ш-и)разрядные приращения - на его кодовыевходы с выхода (ш-и) старших разрядовш-разрядного счетчика. 2 ил.1246093 50 55 Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительнойтехнике и может быть использовано дляполучения квадратичной зависимостипри построении автоматических измерительно-вычислительных устройств,например, при линеаризации характеристик частотных датчиков.Цель изобретения - повышение точности выполняемой операции, которая 1 Одостигается за счет введения накапли-.вающего сумматора.Введение в устройство накапливающего сумматора позволяет перейти отсуммирования одноразрядных приращений 15интеграла (квадрата входного числа),как это имеет место в известном устройстве, к суммированию как одноразрядных приращений, так и (ш-и)-разрядных приращений интеграла (резуль- .20тата), что приводит к повышению точности. Одноразрядные приращения интегральной суммы (результата операции)поступают на вход переноса накапливающего сумматора с выхода логического 25блока, а (т-и)-разрядные приращенияна его кодовые входы с выхода ш-истарших разрядов ш-разрядного счетчика.На фиг. 1 представлена структурная ЗОсхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - структура логического бло-ка 2,Устройство содержит ш-разрядныйсчетчик 1 - формирователь двоичныхнечетных чисел, логический блок 2,состоящий из набора 1 элементов И иодного (К + 1)-входового элемента ИЛИ(фиг, 2), накапливающий сумматор 3и счетчик 4 результата. В ш-разрядном счетчике 1 выделены три, приблизительно равные по количеству разрядов группы. "группа ш-и старших разрядов, группа и-Есредних разрядов (числа и и 1 с связаны соотношением п=21+1) и группа Е+1 младших разрядов. Группа,1+1 младших разрядов счетчика 1 совмещает в себе функции программного счетчика цифрочастотного интегратора и младших разрядов счетчика, формирующего значения двоичных символов нодынтегральной функции. Это сделано для того, чтобы устройство работало по модифицированному алгоритму, основанному на совмещении в реальном времени, процедур, описываемых выражениями у(х) =:г." (2-1) = х, (1)к(т):=К (1 дх)ду = К (2)о Осогласно которым формируются (ш-и) -разрядные и одноразрядные приращенияинтегральной суммы (результата операции), фиксируемой в накапливающемсумматоре и счетчике результата. Устройство, реализующее указанный алгоритм, благодаря введению накапливающего сумматора, лишено отмеченныхнедостатков,Устройство работает следующимобразом,Вначале по шинеУстановка нуляосуществляется обнуление счетчика 1,накапливающего сумматора 3 и счетчика 4 результата. Затем число-импульсный код х,Одх д 2) поступает на входсчетчика 1, причем каждый иэ входныхимпульсов поступает также на входуправления сложением (вход переменной интегрирования) накапливающегосумматора 3. Нечетные числа, формируемые в счетчике 1, являются дискретными значениями подынтегральнойфункции, нарастающей по линейномузакону (1), старшие разряды которыхпредставляют собой код (ш - и)-разрядных приращений интегральной суммы(результата операции), фиксируемой внакапливающем сумматоре 3. На входпереноса сумматора 3 пдступают одноразрядные приращения, формируемые спомощью п младших .разрядов счетчика 1и логического блока 2,Импульсы, появляющиеся на выходелогического блока 2 (одноразрядныеприращения), выполняют функцию коррекции погрешности результата операции, возникающей из-за отсутствиянакапливающего сумматора в областип младших разрядов счетчика 1. Импульсы переполнения накапливающегосумматора подсчитываются счетчиком 4.Результат операции находится внакапливающем сумматоре 3 и счетчике 4,Для получения требуемого алгоритмаобработки кодов старших разрядов нечетных чисел счетчик 1 содержит наодин разряд меньше, чем необходимодля представления максимального нечетного числа 2 х -1=2-1 (нечетдодд дСное число 2-1 состоит иэ ш + 1единиц и требует счетчика, содержащего ш + 1 разрядов). Этот разряд46093 4Сумму членов этого ряда можно определить согласно формуле 12(2 Ввиду того, что каждый из импуль- Осов, составляющих входное число).к,поступает также и на вход управлениясложением накапливающего сумматора 3,то каждое из чисел ряда (4) просуммировано с самим собой х, = 2 раз15Поэтому общая сумма, зафиксированнаяв накапливающем сумматоре 3 равна ди 1- И2(6) и20 1=0 ФХмюкс 2 (2 - 1) 2 =(2 -1) 225 Общий результат операции равен(3) Лри поступлении на вход счетчика ЗО1 мл= 2" импульсов на выходе логического блока 2 получают чимакс 2 н-(игл)= 2 Поскольку цена единицы младшегоразряда накапливающего сумматора при нята равной 2, то число Яощзафиксированное в накапливающем сумматоре 3 и счетчике 4,результата, будет умножено на этот высокий коэффициент40 что и соответствует квадрату входного числа х , . При этом в резуль тате операции оказываются отброшенными п+1 младших недостоверных разрядов.Введение нового блока накапливающего сумматора уменьшает погреш ность операции в 2 " раз . Крометого, точность операции при имеющемся числе разрядов щ счетчика 1 можноизменять(в сторону повышения) выбором числа щ-и разрядов накапливаю щего сумматора 3, что принципиальноневозможно реализовать в известномустройстве, где разрядность счетчикаопределяет точность выполняемой опеисключен в группе и несуммируемых младших разрядов счетчика 1, В итоге счетчик 1 содержит щ разрядов. При этом чтобы обеспечить однозначное соответствие, определяемое выражением (1) между номерами 1.входных импуль - сов и кодами старших разрядов нечетных чисел, двоичным разрядом счетчика 1 присваиваются следующие массовые коэффициенты, от 1-го до п-го - 2" ; 1 = 1,2, , и +1; от и-го до щ-го - 2; р = и+1, и+2, , щ.Веса двоичных разрядов обозначены (фиг. 1) над соответствующими разрядами счетчика 1 накапливающего сумматора 3 и счетчика 4.Проследим алгоритм работы устройства на примере возведения в квадрат максимального входного числа, размер которого обусловлен количеством разрядов щ счетчика 1 и составляет Число х, может быть представленоследующим образом: х (2) их=-= -- =23 2 илл 2 ил 1 Поскольку за время поступления полного числа х, п младших разрядов счетчика 1 проходят х = 2 "полных циклов. то общее число импульсов, полученных на выходе логического блока 2 при возведении в квадрат х = 2 , составляет За это же время в группе щ-и старших разрядов счетчика 1 последовательно сменятся х =2 кодов старгших разрядов нечетных чисел, т.е. реализован ряд вида г 3 4О 1 2 32 -1 (4) образующий арифметическую прогрессиюе-ис числом членов, равным х 2 = 2124 бй 93 20 Фиг, ЯСоставитель Д. Хан-МагомедовТехред Н.Бонкало Корректор Е. Сирохман Редактор Н. ТупицаЗаказ 4002/42 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рации, которая в этом случае являетсяневысокой. Формула из обретения5 Устройство для возведения в квадрат число-импульсного кода, содержащее входной счетчик и К элементов И,п10 где К = в в , при этом и определяет 2ся требуемой точностью при фиксированной разрядности входного счетчика ш, выход -го разряда входного счетчика соединен с первым входом .-го,элемента И (1 = 1,К), выход (К + 1) + 1 разряда входного счетчика соединен с вторым входом 1-го элемента И, входы сброса входного и выходного счетчиков с одноименным входом устройства, счетный вход входного счетчика является информационным входом устройства, о т.л и ч а ю щ ее с я тем, чта, с целью повышенияточности, в нега введены элемент ИЛИи накапливающий сумматор, информационные входы которого подключены квыходам (ш-и) старших разрядов входного счетчика, выход перекоса накап. -ливающего сумматора подключен к счетному входу выходного счетчика, а входпереноса - к выходу элемента ИЛИ,-й вход которого подключен к выходу-го элемента И, а (К + 1)вход - квыходу К + 1 разряда входного счетчика, вхоц управления сложением ивход сброса накапливающего сумматора,соединенные информационным входом ивходом сброса устройства соответственно, выходы накапливающего сумматора являются выходами (т-и) младшихразрядов результата устройства счетчика результата, выходы выходногосчетчика являются выходами ш старшихразрядов счетчика результата.