Число-импульсное множительное устройство

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. С 06 Г 7/39 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 05.1179, Бюллетень Мо 41 Дата опубликования описания 05.11.79(72) Авторы изобретения В.П. Бордыков и В.П, Буторин Специальное проектно-конструкторское бюро средствавтоматизации неФтедобычи и неФтехимии СПКБНеФтехимпромантоматика(54) ЧИСЛО в ИМПУЛЬСН МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к областивычислительной техники и может применяться в различных циФровых приборах и устройствах.Известны множительные устройства,использующие число-импульсный методумножения двух чисел и содержащиерегистры сомножителей, выходной регистр, блок триггеров, генератор импульсон, дополнительные триггеры,элементы И и ИЛИ 1),Недостатком таких устройств являются низкое быстродействие и ограниченные Функциональные воэможности,Наиболее близким по технической 15сущности к предложенному устройствуявляется число-импульсное множитель"ное устройство, содержащее и счетчиков множимого, и счетчиков множителя,выходной регистр, управляющие счетчики, триггеры элементы И и ИЛИ, причем выходы счетчиков множителя подключены к единичным входам соответственно 1 в : и-го триггеров, единичныевыходы которых соединены с первымивходами соответственно 1 в : и-го элементов И, единичный вход (и+1)-готриггера подключен к управляющемувходу устройства, а единичный выход -к первому входу (и+1)-го элемента И,второй вход которого подключен ктактовому входу устройства 2),Недостатком этого устройства является низкое быстродействие и невозможность представления чисел в любойсистеме счисления без изменения структуры схемы,Цель изобретения - повышение быстродействия и расщирение функциональных возможностей устройстна.Поставленная цель достигается тем,что число-импульсное множительноеустройство содержит коммутаторы иэлемент задержки, причем первый выходпервого коммутатора подключен ко входам счетчиков множимого, вторым входам 1 + и-го элементон И и входу пер.ного управляющего счетчика, выходкоторого соединен с нулевыми входами 1 в : и-го триггеров, входом эле"мента задержки и первым входом первого элемента ИЛИ, нторой вход которого подключен ко второму выходупервого коммутатора, выходы 1 в : и-гоэлементов И подключены к соответствующим входам второго коммутатора,(в+и) ныходов которого соединены ссоответствующими разрядными входамивыходного регистра, управляющий входкоторого подключен к выходу элементазадержки, выход первого элемента ИЛИподключен ко входу второго управляющего счетчика, выход которого соединен со входом третьего управляющегосчетчика и единичным входом (и+2)-готриггера, нулевой вх ц которого подключен к выходу вторго элемента ИЛИ,входы которого подключены к выходамсчетчиков множителя, входы которыхсоединены с соответствующими выходами третьего коммутатора, щ управляющих входов которого подключены ксоответствующим разрядным выходамтретьего управляющего счетчика, которые подключены также к соответствующим в управляющим входам второгокоммутатора, вход третьего коммутатора соединен с выходом первогоэлемента ИЛИ, первый разрядный выход третьего управляющего счетчикаподключен также к нулевому входу(и+2) -го триггера подключен к первому входу первого коммутатора, второйвход которого подключен к выходу(п+1)-го элемента И,Поставленная цель достигается также тем, что выходной регистр содержит (в+и) разрядов, каждый из которых содержит счетчик, триггер и элемент И, причем вход счетчика подключен к соответствующему разрядномувходу выходного регистра, а выходк единичному входу триггера, единичный выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к дополнительному входусчетчика последующего разряда, вторые входы элементов И и нулевыевходы триггеров всех разрядов выходного регистра подключены к его управляющему входуУстройство содержит и счетчиковмножимого 1, щ счетчиков множителя 2,выходной регистр 3, 1 -. и-ый триггеры 4, первый элементы И 5, управляющие счетчики б, 7, 8, коммутаторы 9, 10, 11, элемент задержки 12,(и+1)-ый элемент И 13, элементы ИЛИ14, 15, (и+1) -ый триггер 16, (п+2) -ойтриггер 17, Выходной регистр 3 содержит в своем составе триггеры 18,элементы И 19 и счетчики 20,Выходы счетчиков 1 подключеныко входам соответствующих триггеров4, другие входы которых подключенык выходу управляющего счетчика б,а выходи - ко входам соответствующихэлементов И 5, другие входы которыхсоединены со входами счетчиков 1,входом управляющего счетчика б ипервым выходом коммутатора 9.Выходы счетчиков 2 подключены ковходам элемента ИЛИ 15, а входы -к разрядным выходам коммутатора 11,Выход элемента ИЛИ 15 подключен ковходу триггера 17, другой вход которого соединен с выходом управляю" щего счетчика 7 и входом управляющего счетчика 8, выходыкоторого подключены к управляющимвходам коммутатора 10 и коммутатора 11, Вход коммутатора 11 соединенсо входом счетчика 7, Выход триггера 17 подключен к первому входу коммутатора 9, второй вход которогоподключен к выходу элемента И 13,входы которого соединены с выходомтриггера 16 и с тактовым входомустройства, Входы триггера 16 соединены с управляющим входом устройстваи с первым выходом счетчика 8,Выходы элементов И 5 подключенык разрядным входам коммутатора 10.Выход счетчика б подключен ко входуэлемента задержки 12 и первому входу элемента. ИЛИ 14.Выходной регистр 3 содержит (в+п)счетчиков 20, элементы И 19 и триг геры 18. Вход первого счетчика 20подключен к выходу второго счетчика20. Первый вход второго и последующих счетчиков 20 подключены к выходусоответствующего элемента И 19, а 25 другие входы счетчиков 20 соединеныс разрядными выходами коммутатора 10,Первые входы элементовИ 19 подключены к выходам соответствующих триггеров 18, входы которых подключены к 30 выходам соответствующих счетчиков 20,Другие входы триггеров 18 и вторыевходы элементов И 19 обаединены иподключены к управляющему входу регистра 3, который соединен с выходом 35 элемента задержки 12.Количество состояний счетчиков 1,2, б, 7, 20 равно основанию выбранной системы счисления,.Работа устройства заключается в 40 дУющВ исходном состоянии в счетчиках1 и 2 записаны значения обоих сомножителей, в счетчики 20, б, 7, 8 записаны нули. На выходах триггеров 16и 18 находятся запрещающие потенциа лы, состояние триггера 17 разрешаеткоммутацию входной шины коммутатора9 на второй выход.Сигнал, Пуск на управляющемвходе устройства переводит триггер16 в разрешающее состояние. Тактовые импульсы (ТИ) через элементЙ 13,коммутатор Э,элемент ИЛИ 14 начинают поступать на вход счетчика7 и через коммутатор 11 на вход пер вого счетчика 2, где было записанозначение старшего разряда множителя.Сигнал переполнения счетчика 2-1через элемент ИЛИ 15 изменяет состояние триггера 17, переключая темсамым входную шину коммутатора 9.Анализ старшего разряда множителязаканчивается записью его значенияв дополнительном коде в счетчик 7.В случае нулевого значения старшегоразряда множителя импульс перепол30 35 40 45 50 55 50 нения появляется одновременно всчетчиках 2-1 и 7, триггер 17 неизменяет своего состояния, а счетчик 8 переходит в следующее состояние, переключая входную шину коммутатора 11 на второй выход и подготавливая тем самым устройство к анализу второго разряда множителя.Следующая операция заключается впараллельном поразрядном суммировании множимого в регистре произведенияЧисло суммирований равно значениюстаршего разряда множителя,ТИ через элемент И 13 и коммутатор 9 поступают на входы счетчиков1,6 и на первые входы элементов И 5.На выходе 1-того (1 = 1 п) триггера 4 формируется импульс с длительностью равной значению 1-того (11п) разряда множимого, пропуская на выход 1-того (1 = 1п)элемента И 5 соответствующее количество импульсов. Через коммутатор10 эти импульсы поступают на второйвход К+1-го счетчика 20,суммируясьсо значением его исходного состояния. Количество таких параллельныхсуммирований множимого определяетсязначением анализированного разрядамножителя. При окончании последнегосуммирования количество переполненийсчетчика б, поступивших через элемент ИЛИ 14 на счетчик 7 и через коммутатор 11 на счетчик 2-1 станетравным значению анализируемого разряда множителя, Счетчики 2-1 и 7 вернутся в исходные состояния, а импульспереполнения последнего изменит состояние триггера 17 и состояние счетчика 8, подготавливая устройство канализу следующего разряда множителя,При возникновении переполненийсчетчиков 20 вэводится соответствующий триггер 18, переходя в разрешающее состояние. Импульс переполнениясчетчика б через элемент задержки 12проходит через элемент И 19 на первыйвход следующего счетчика 20 и своимзадним фронтом возвращает взведенныйтриггер 18 в исходное состояние, Вслучае сквозного переноса импульс переполнения К-того счетчика 20, образованный в свою .очередь переполнением(К+1)-го счетчика 20, своим переднимфронтом взводит К-ой триггер 18,возвращаемый задним фронтом импульсас выхода элемента задержки 12 в исходное состояние, разрешая такимобразом прохождение импульса переносачерез элемент И 19 - (К) на первыйвход К-го счетчика 20.Дальнейшая работа устройства прои ходит аналогично вышеописанному,Процесс умножения заканчивается переполнением счетчика 8, которое переводит триггер 16 в исходное состояние.К этому моменту в регистре 3 записаночисло равное произведению обоих сомножителей, а счетчики 1 и 2 приведены в исходное состояние.Быстродействие данного устройства значительно выше, чем у известного. Так для выполнения операции умножения двух 12 разрядных десятичных чисел при помощи заявленного устройства необходимо (1+9+10)х 12=1092 такта. При умножении же двух 12-разрядных чисел при помощи известного устройства необходимо около 210 ф тактов,Поэтому данное устройство по быстродействию в большей степени приближается к известным устройствам умножения чисел, представленных параллельным двоичным кодом, но позволяет не меняя структуру схемы использовать любую систему счисления. Эти особенности предлагаемого устройства отвечают требованиям, предъявляемым к цифровым приборам и системам управления. Формула изобретения 1. Число-импульсное множительное устройство, содержащее и счетчиков множимого, в счетчиков множителя, выходной регистр, управляющие счетчики, триггеры, элементы И и ИЛИ, причем выходы счетчиков множителя подключены к единичным входам соответственно 1 в : и-го триггеров, единичные выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого в . п-го элементов И, единичный вход (и+1)-го триггера подключен к управляющему входу устройства, а единичный выход - к первому входу (и+1)-го элемента И, второй вход которого подключен к тактовому входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства, заключающемся в возможности представления сомножителей в произвольной системе счисления, устройство дополнительно содержит коммутаторы и элемент задержки, причем первый выход первого коммутатора подключен ко входам счетчиков множимого, вторым входам 1 в . п-го элементов И и входу первого управляющего счетчика, выход которого соединен с нулевыми входами первого в .и-го триггеров, входом элемента задержки и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен ко второму выходу первого коммутатора, выходы первого -.и-го элементов И подключены к соответствующим входам второго коммутатора, (в+и) выходов которого соединены с соответствующими разрядными входами выходного регистра,управляющий вход которого подключ ик выходу элемента задержки, выхолфффс.7 6964;51 ,. 8Тираж 780 П ое аказ 7088/ ЦНИ роектн первого элемента ИЛИ подключен ковходу второго управляющего счетчика,выход которого соединен со входомтретьего управляющего счетчика иединичным входом (и+2) -го триггера,нулевой вход которогэ подключен квыходу второго элемента ИЛИ, входыкоторого подключены к выходам счетчиков множителя, входы которых соединены с соответствующими выходамитретьего коммутатора, щ управляющихвходов которого подключены к соответствующим разрядным выходам третьего управляющего счетчика, которыеподключены также к соответствующимщ управляющим входам второго коммутатора, вход третьего коммутаторасоединен с выходом первого элементаИЛИ, первый разрядный выход третьегоуправляющего счетчика подключен такжек нулевому входу (и+1)-го триггера,единичный выход (и+2)-го триггера под-ключен к первому входу первого коммутатора, второй вход которого подключен к выходу (и+1)-го элемента И. илиал ППП Патент, г. Ужгород 2. Число-импульсное множительное устройство по п,1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что выходной регистр содержит (в+и) разрядов, каждый из которых содержит счетчик, триггер и элемент И, причем вход счетчика подключен к соответствующему разрядному входу выходного регистра, а выход - к единичному входу триггера, единичный выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к дополнительному входу счетчика последующего разряда, вторые входы элементов И и нулевые входы триггеров всех разрядов выходного регистра подключены к его управляющему входу,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 384104, кл, С 06 Е 7/44, 1971,2. Авторское свидетельство СССРР 602942, кл. 6 06 Р 7/39, 1975