Устройство для вычисления разности двух чисел

(23) П рноритет аа делам изабретеиий и вткрытийОпубликовано 05,01.80, бюллетень,% 1 Дата опубликования описания 07,01,80(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ДВУХ ЧИСЕЛ Изобретение касается вычислительнойтехники и может быть использовано в специализированных вычислителях, устройствах сравнения чисел, системах автоматического контроля и управления,Известны устройства для вычисления5разности содержащее счетчик, триггеры,.генератор импульсов, элементы И и ИЛИ,позволяющие Формировать значение разности как в параллельном, так и в числоЯимпульсном коде (11. Недостатком таких устройств является низкая точность, обусловленная конструктивными особенностями, В связи с отсутствием синхронизации сигнала записи по15 отношению к импульсам генератора на входы счетчиков может поступать импульс малой длительности, при этом из-за неодинаковой чувствительности счетчиков кй входным сигналам может произойти срабатывание одного и несрабатывание другого, в результате чего появится погрешность вычи слепня. 2Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для получения разности двух чисел,содержащее генератор импульсов, счетчикиоперандов счетчик результата, схему сравнения, элементы И и триггер знака результата, выходы счетчиков операндов подключены к входам схемы сравнения, выходыкоторой подключены к входам первого ивторого элементов И, другие входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы - к входам соответствукнцих счетчиков операндов, триггера знака и счетчика результата 21,Недостатком такого устройства такжеявляется недостаточная точность, Сигналзаписи может как совпадать во времени,так и .не совпадать с импульсом генератора. Г 1 ри этом длительность первого импульса, поступающего на входы счетчиков,может иметь критическую длительность,В силу различного срабатывания счетчиков, может произойти срабатывание одного счетчика и несрабатывание другого,7 08348 3вследствие чего результат выполнения будет неверным,Цель изобретения - повышение точностиустройства.Для этого устройство ддя вычисленияразности двух чисел, содержащее два счетчика операндов, счетчик результате, схему сравнения, генератор импульсов, триг-,гер, два элемента И и элемент ИЛИ, причем выходы первого и второго элементов 0И подключены к входам счетчиков соответственно первого и второго операнда, выходь: которых подключены к входам схемысравнения, выходы первого и второго элементов И подключены также к входам ьэлемента ИЛИ, установочные входы счетчиков первого и второго операндов подключены к управляющему входу устройства,дополнительно введены третий, четвертый,пятый и шестой элементы И, второй триггер и два элемента НЕ, Первый и второйвыходы схемы сравнения подключены кпервым входам третьего и четвертогоэлементов И, выходы которых подключенысоответственно к первому и второму знаковым выходам устройства. Выход генератора импульсов подключен к первому входу пятого элемента И, выход которогоподключен к входу счетчике результатаи первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены через соответственно первый и второй элементы НЕ к выходам соответственно третьего и четвертого элементов И,которые подключены к третьим входам соответственно второго и первого элементовИ. Второй вход пятого элемента И подключен к единичному выходу первого триггера, единичный вход которого соединен суправляющим входом устройства, которыйподключен также к установочному входусчетчика результата и к нулевому входувторого трииера, единичный вход которого подключен к выходу счетчика результата, а единичный выход - к вторым вхо,дам третьего и четвертого элементов И,выходы которых подключены также к входам шестого элемента И, выход которогосоединен с нулевым входом первого триггера,0На чертеже приведена функциональнаясхема устройства,Устройство для вычисдения разностидвух чисел содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2 3 операндов, счетчик 4 55результата, схему 5 сравнения, триггеры6, 7, элементы И 8-13, элементы НЕ14, 15, элемент ИЛИ 16, управляющий вход 17, знаковые выходы 18, 19, числовой выход 20. Выход генераторе 1 импульсов соединен с входом элемента И 8, другой выход которого подключен к выходу триггера 6, единичный вход которого соединен с установочными входами счетчиков 2-4, с нулевым входом триггера 7 и с управляющим входом 17 устройства. Выход элемента И 8 подключен квходу счетчика 4, к первым входам элементов И 9, 10, выходы которых подключены к входам соответственно счетчиков 2 и 3 и к входам элементе ИЛИ 16. Поразрядные выходы счетчиков 2 и 3 соединенены с поразрядными входами схемы 5 сравнения. Первый и второй выходы схемы 5 сравнения подключены к входам элементов И 11 и 13 соответственно, выходы которых подключены к знековым выходам устройства 18 и 19. Выход элемента И 11 соединен с первым входом элемента И 12, входом элемента И 10 и через элемент НЕ 14 с вторым входом элемен та И 9, Выход элемента И 13 соединен с вторым входом элемента И 12, с третьим входом элемента И 9 и через элемент НЕ 15 с третьим входом третьего элемента И 10. Вторые входы элементов И 11 и 13 соединены с выходом триггера 7, единичный вход которого подключен к выходу счетчика 4. Выход элемента ИЛИ 16 подключен к числовому выходу 20 устройства.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии счетчики 2-4, триггеры 6 и 7 находятся в нулевом состоянии. Элемент И 8 закрыт но второму входу запрещающим потенциалом единичного выхода триггера 6. Элементы И 11, 13 закрыты по вторым входам запродаю щим потенциалом единичного выхода триггера 7. Элемент И 9 закрыт по третьему входу запрещающим выходным потенциалом элемента И 13. Элемент И 10 закрыт по второму входу запрещающим выходным потенциалом элемента И 11, Элемент И 12 также закрыт. Сигналом записи, поступающим на управляющий вход 17, в счетчики 2 и 3 записываются исходные числа, счетчик 4 и триггер 6 устанавливаются в единичное состояние, триггер 7 остается в исходном (нулевом) состоянии, Допустим, что число, записанное в счетчике 2, больше числа, записанного в счетчике 3 (уменьшаемое больше вычитаемого), Тогда не первом выходе схемы 5 сравнения появляется резрешаюший потенциал, открывающий по первому входу элемент И 11, в не втором выходе схемы 5 сравнения - запрещающий потенциал, закрывеюший по первому входу элемент И 13, При установке в единичное состояние триггера 6 рвзрешеюшим потенциалом его единичного выхода открывается элемент И 8 и очередной импульс генератора 1 поступает не информационный вход счетчика 4. Счетчик 4 пе О реполняется и выходным импульсом, иодаваемым нв единичный вход триггера 7, устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Разрешающим потенциалом единичного выхода триггера 7 открываются по вторым входом элементы И 11, 13 и на выходе 18 устройства (плюс) появляется сигнал, указывающий, что разность положительна. При этом разрешающим выходным потенциалом элемента И 11 откроются по первому входу элемент И 12, по второму входу - элемент И 10, открытый по третьему входу разрешающим потенциалом элемента НЕ 15, и закрываетрс ся по второму входу запрещающим потенциалом элемента НЕ 14 элемент И 9, Следующий импульс генератора 1 поступает через элемент И 8 нв инфэрмационный вход счетчика 4, записывая в него число 1, и через открытый элемент ИЮ Ф30 10 на информационный вход счетчика 3, увеличивая записанное в нем число на "1, С выхода эчемента И 10 импульс поступает также через элемент ИЛИ 16 на числовой выход 20 устройства, Импуль-З 5 сы генератора 1 будут продолжать поступать на входы счетчиков 3 и 4 и на числовой выход устройства 20 до момента совпадения чисел, записанйых в счетчиках 2 и 3. В момент совпадения чисел на второ ром выходе схемы сравнения 5 также позволяется разрешающий потенциал, открываюший элемент И 13. При этом открывается по второму входу элемент И 12 ие закрывается запрешеюшим выходным потенциалом элемента НЕ 15 по третьему входу элемент И 10, в результате чего прекращается поступление импульсов генеретора 1 не счетчик 3 и на числовой выход устройстве 20. Разрешающий сигналЦ с выхода элемента И 12; поступая на нулевой вход триггеров, устанавливает его в исходное (нулевое) состояние. При этом закрывается элемент И 8 и прекрвшает 55 ся поступление импульсов генератора 1 нв вход счетчика 4. Число импульсов, прошедших через элемент И 8 не вход счетчика 4 зв время между срабетываниями 708348элементов И 11 и И 13, и число импульсов, пооиедших через элементы И 10 иИЮ 16 на числовой выход устройства20, равно величине искомой разности.Следовательно, по окончании цикла вычисления на выходах разрядов счетчика 4получается параллельный код разности, ана выходах разрядов счетчиков 2, 3 - параллельный код большего исходного числа(уменьшаемого), Если вычитаемое больше уменьшеемого, то первым появляетсясигнал на выходе устройства 19 (минус),указывеюший, что разность отрицательна,открывается элемент И 9, и импульсы генератора 1 поступают на числовой выходустройства 20 (через элемент ИЛИ 16)и на вход счетчика 2 до совпадения кодасчетчике 2 с кодом счетчика 3. В остальном работа устройстве происходит аналогично описанному выше.Число импульсов, прошедших черезэлемент И 8 на вход счетчика 4 зв времямежду срабатываниями элементов И 13 и11 и число импульсов, прошедших черезэлементы И 9, ИДИ 16 на числовойвыход устройства 20, равно величине разности. По окончании цикла вычисления навыходах разрядов счетчике 4 получаетсяпараллельный код разности, а не выходахразрядов счетчиков 2, 3 получается параллельный код большего исходного числа (вычитаемсго),Конструктивные особенности данногоустройства позволяют повысить точностьустройстве, так как при вычислении разности двух чисел первый импульс, поступающий на вход счетчика, содержащегоменьшее исходное число, и на вход счет- чика результата, равен по длительностиимпульсу генераторе импульсов. Благодаря этому исключается возможность несрабатывения указанных счетчиков от первого импульсе. Кроме того, в устройстве при сравнении ровных чисел счетчик результата находится в нулевом состоянии, и на обоих знаковых выходахприсутствуют одинаковые потенциалы. Таким образом информация на обоих знаковых выходах устройстве не противоречитинформации счетчика результата, а дополняет и нодтверждеет ее. Если цри сревнении разных чисел, в случае нарушениянормальной работы устройства, счетчикрезультата будет находиться в пулевомсостоянии, то не знаковых выходах будутразные потенциалы. Таким образом, впредложенном устройстве противоречиваяинформация на выходах двух узлов устроЯ70ства будет только в случае неправильногофункпионирования устройства. Устройство для вычисления разности двух чисел, содержащее два счетчика операндов, счетчик результата, схему сравнения, генератор импульсов, триггер, два 1 О элемента И и элемент ИЛИ, причем выхо-. ды первого и второго элементов И подключены к входам счетчиков соответственно первого и второго операнда, выходы которых подключены к входам схемы сравне ния, выходы первого и второго элементов И подключены также к входам элемента ИЛИ, установочные входы счетчиков первого и второго операндов подключены к управлякщему входу устройства, о т л и - 20 ч а ю щ е е с, я тем, что, с целью павьпцения точности устройства, в него дополнительно введены третий, четвертый, пытый и шестой элементы И, второй триггер и два элементе НЕ, причем первый и второй выходы схемы сравнения подключены к первым .входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму, знаковым выходам устройства выход ге нератора импульсов подключен к первому ра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 450166, кл, 6 06 Г 7/385, 1972 2, Авторское свидетельство СССР М 341031, кл. б 06 Г 7/02, 1971- оО ЦНИИПИ Заказ 8489/44 Тираж 751 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужт ород, ул. Проектная, 4 8348входу пятого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата и первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены ф о р м у л а и з о б р е т е н и я , через соответственно первый и второйэлементы НЕ к выходам соответственно третьего и четвертого элементов И, которые подключены к третьим входам соответственно второго и первого элементов И, второй вход пятого элементы И подключен к единичному выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с управляющим входом устройства, который подключен также к установочному входу счетчика результата и к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу счетчика результата, а единичный выход - к вторым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены к входам шестого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом. первого тригге