Вычислительное устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(32) Приоритет -Опубликовано 15.08,74. Бюллетень хЪ 3 осударственныи комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытийДа опубликования описания 09.04.75(71) Заявитель ФЫ 8 3%ЛИ 4) ВЫЧИСЛИТЕ Е УСТРОЙСТВ слу участвляетностей реалиПредлагаемое изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может найти широкое применение в качестве арифметического узла цифровых электроизмерительных приборов различного назначения с промежуточным время-импульсным преобразованием (частотомеров, фазометров и др.), в устройствах масштабирования, в специализированных вычислительных машинах, в системах управления и регулирования для воспроизведения различных функциональных зависимостей и т. и,Устройство предназначено для воспроизведения и вычисления линейной, экспоиенциальной и гиперболической функций с число-импульсной формой представления аргумента,Известные устройства воспроизведения линейных функций (множительно-дел ительные устройства число-импульсных кодов) отличаются узкими функциональными возможностями, поскольку, во-первых, не позволяют воспроизводить функции с произвольными угловыми коэффициентами (целыми и дробными) и, во-вторых, служат для воспроизведения только одной функциональной зависимости.Эти же недостатки в полной мере относятся и к известным устройствам воспроизведения гиперболических и экспоненциальных функций. Кроме того, существенным недостатком устройств этого типа является то, что их объем растет пропорционально чков линеаризуемой кривой.Целью предлагаемого изобретения яся расширение функциональных возмож с одновременным упрощением схемной зации.Предлагаемое устройство отличается отизвестных тем, что в нем счетные входы триггеров сумматора поразрядно соединены с помощью двух групп импульсно-потенциальных вентилей с выходами триггеров суммирующего и реверсивного счетчиков. При этом выход сумматора, являющийся выходом устройства, соединен, с одной стороны, через первый ключ и элемент задержки с импульсными входами первой группы вентилей переноса, и, с другой стороны, через второй ключ - со входом реверсивного счетчика, а импульсные входы второй группы вентилей переноса, являющиеся входом устройства, подключены через третий ключ ко входу суммирующего счетчика.Такое построение вычислителя позволяетупростить схемное решение и расширить его функциональные возможности.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.В устройстве вход соединен с первымивходами группы вентилей 1, другие входы которых соединены с выодами реверсивного зо счетчика 2, а выходы группы вентилей 1 сое 4398033ДИНСНЫ СО ЬХОДс 1 МИ СУХ 1 мс 1 ТОРс 1 3, ВЫХОД КОО. рого через переключатель 4 и элемент задержки 5 соединен со входами группы всптилей 6, другнс Входы этой группы соединены с вьх 1- дами суммиру 1 ощсго счетчика 7. Выход сумМЯТОра 3 СОСДИПСП ТЯКжс сЕрсэ ПсрЕКЛЮЧятель 8 со входом реверсивного счетчика 2. На вход суммирующего счетчика 7 через переключатель 9 подан вход устройства.В режиме отраоотки линейной функции а ад= х, гдеЬЬ- угловой коэффициент(4) 12 сс .Ь 11. что соответствует появлению второго выходного импульса устройства.В дальнейшем описанные процессы в схеме циклически повторяются.Покажем, что в описанном режиме устройство отрабатывает линейную функцию.Ввиду того, что после каждого очередного переполнения сумматора 3 в нем остается число А(а, где lг = 1, 2, 3, , число импульсов последовательности х, заключенное между любыми двумя соседними выходными импульсами устройства, может быть равно функции, х = 1, 2, 3 , - независимая пере. менная, исходное состояние схемы следующее.В счетчике 7 записано число 6, в сумматоре 3 - число (с - 6), где с - емкость сумматора, а в счетчике 2 - число а. Переключатель 4 замкнут, а переключатели 8 и 9 ря зомкнуты.При отработке линейной функцгц 1 возможны два случая; а(6 и а) Ь.Рассмотрим случай а(6.Импульсь 1 последовательности х начинают поступать пя импульсн 11 с Входы группы Вентиле 1. Кяждь 11 Нмпул 1.с последовятел.Ности х переносит прямой код числа а, записанного в счетчике 2, в сумматор 3 ня суммирование,Пусть при поступлении первых 11 импульсов числа х ня Вход устройства выполняется неравонствог 1 а) 6 (1) Тогда на выходе сумматора 3 появится импульс переполнения, а показания сумматора станут равнымиА 1= 1 а - 6, (2) Импульс переполнения поступает на выход устройства и по цепи обратной связи через замкнутый переключатель 4 и элемент задержки 5 (время задержки определяется временем переходных процессов в с мматоре 3) - на импульсные входы группы вентилей б переноса. При этом осуществляется перенос числа 6, хранящегося в счетчике 7, в сумматор 3 в дополнительном коде. В результате после переноса показания сумматора 3 равны:А; = с - 6+А,. (3) Л алогично при поступлении очередных импульсов последовательности х имеет место неравенство: Ь Ь 1 Ьлибо ), либо1+1, гдеЬцелая часть числя. Следовательно, при 6 Ьращению аргумента хх =- - соответствует приращение функции, равное Лд = 1. Переходя к дифференциалам, получим:ду а10 дх Ь(6)Рассмотрим случай а) 6.Исходное состоягние схемы остается прежним.С поступлением первого импульса последовательности х на вход устройства, на выходе сумматора 3 появляется импульс переполнения, а показания сумматораА, = а - 6. (7)В случае а ) 26 после первого переноса всумматор 3 дополнительного кода числа Ь из счетчика 7 ня ВВ 1 ходс сумматора ВнОВь поя- ЯВится импульс переполнения, я в сумматоре ОСТЯНЕТС 51 ЧИСЛОА 2и - 26. (8)Лналогично, если и) 36, процессы в схеме ПОВТОРЯ 10 ТСЯ, и В СУММс 1 ТОРС ЗЯПИСЬ 1 ВЯЕТСЯ т.1 ИСЛ(1Аз = а - 36. (9)В дальнейшем процессы в схеме циклически повторяются до тех пор, пока после 1-го переполнения сумматора 3 имеет место36о,16 (10)Следовательно, после 1-го переноса дополнительного кода числа 6 в сумматор 2, импульс переполнения последнего отсутствует. В дальнейшем с поступлением второго импульса последовательности х на вход устройства описанные процессы в схеме циклически повторятся.Таким образом, каждому входному импульсу устройства по каналу х соответствует либо- ), либо- + 1 выходных имЕ аапульсов устройства в канал д, что соответствует отработке линейной функции.В режиме отработки экспоненты.Исходное состояние схемы остается прежним, за исключением следующего: переключатель 8 замкнут, счетчик 2 установлен в режим последовательного суммирования,Аналогично предыдующему с поступлениемпервых 11 импульсов последовательности х на вход устройства па Выходе сумматора 3 появляется выходной импульс, который по цепи обратной связи переносит дополнительный 60 код числа 6 из счетчика 7 в сумматор 3 изаписывает в счетчик 2 единицу. В результате показания счетчика 3 станут (а+ 1), Второй импульс переполнения сумматора 3 появитсяЬпри поступлении очередных 12 = -им а+1пульсов последовасльности х, третий - приЬг= и т. д. Следовательно, единичноп+2му прирлгценгпо функции Лд =- 1 соответствует приращение аргумента, равное,Лх= (11)а+у вСледовательно,.1у=е +а+1. (14)В режиме отработки гиперболы для гиперболической функции у =, где Л - целосгХгфиксированное положительное чис.чо, имеетместо соотношение:Х;у,=х( уг (15)Полагая хг =х, +Лх, у, =у, - 1,после прсоорлзований получим:Лх у; =х, (16)В режиме отработки гиперболы исходноесостояние схемы следующее.Все перек,чючатели находятся в замкнутомположении, показания счетчика 7 нулевое, всумматоре 3 записано число (с - Л), а в счетУчике 2 - число у, =1, где х -хнижняя граница диапазона возможных значений независимой переменной. Счетчики 7 и 2 работают в режиме последовательного суммирования и вычитания соответственно. 6Б процессс работы схемы текущие значения х, независимой переменной х образуются в счетчике 7 и каждым импульсом переполнения сумматора 3 в дополнительном кодепереносятся в последний, где сравниваютсязатем с величиной Лх гг;. ПроизведениеЛх д;.образуется последовательным переносом тек щего значения функции д;+изсчетчика 2 в сумматор 3 импульсами последо 1 О вательности х до очередного переполнениясумматора 3,Погрешность вьгчисления функций в каждом из Описанных режимов работы устройства не превышает единицы младшего разряда15 числа х,Предмет из о бр етен и я2 ц Вычислитсльпос устройство, содержащеесуммирующий и рсверсивный счетчик, элемент задержки, первую и вторую группу вентилей, сумматор и переклгочатели, причем выход каждого разряда суммирующего счетчика 25 соединен с потенциальным входом соответствующего вентиля первой груггпгг, л выход каждого разряда реверсивпоО сгетпгка сос.динен с потенциальным входом соответствующего вентиля второй группы, выходы которых ЗО соединены с первым счетным входом соотвстствующего разряда сумматора, л импульсные входы вентилей второй группы соединены со входом устройства, от,гггчагопгееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, выходы первой группы вентилей поразрядно соединены со вторыми счетными входами сумматора, выход которого через первый переключатель и элемент задержки подключен к импульсным входам первой груп пы вентилей и через второй переключатель -ко входу реверсивного счетчика, а вход суммирующего счетчика через третий переключатель сосдггггсс входомстроггства.439803 Составитель О. ГрибТехред 3. Тараненко Корректор Л. Орлова Редактор Е, Семанова МОТ, Загорский цех Заказ 7523 Изд.1918 Тираж 624 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5