Вычислительное устройство

Союз СоветскмкСоцмалмстмческмвРеспублмк ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ42930 Фиа лелем иэооретеиий и открытий(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Устройство относится к вычислительной технике и может бьаь использовано в устройствах обработки информации.И зве стны вычислительные устройств а, предназначенные для вычисления функции вида У-К Х+ ., К,Х+Ко Г 13 и 23Однако они являются довольно сложными по своему выполнению.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является вычислительное устройство, содержащее четыре счетчика, регистр, две группы элементов И, блок памяти, два дешифратора, два элемента задержки, три элемента И, элемент ИЛИ и генератор тактовых импульсов 13(Недостатками этого устройства являются большое количесгво оборудования и низкое быстродействие, обусловленное наличием делителя частоты, генератора так 20 товых импульсов в цели умножения устройстваБель изобретения - упрощение устрой ства и повышение его быстродействия. 2Поставленная цель достигается тем, что вычислительное устройство, содержащее счетчики, блок памяти, генератор тактовых импульсов, дешифратор, элементы И, ИЛИ и задержки, причем выход блока памяти подключен ко входам первою счетчика, выходы которого подключены ко входам дешифратора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выходы разрядов второго счетчика подключены к первым вхоаам соответствующих элементов И первой группы, содержит триггер и два блока вычитания, причем выход генератора тактовой частоты подключен ко второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первым вхоаом второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элеменгов ИЛИ поттключены ко входам первого и второго счетчиков соответственно, выхоаы разрядов первого счетчика соединены с первымя входами соответствующих элементов7 и 93 О ЭО И второй группы, выходы которых подключены ко входом третьего ИЛИ, выходы элементов И первой группы подклкчаны ко входам четвертого эпемента ИЛИ,первый и второй входы первого блока еьчитония соединены с выходами первого итретьего элемента ИЛИ соответственно,е первый и второй входы второго блокавычитания - с выходами второго и четвертого элементов ИЛИ соответственно, выход цешифратора подключен к счетному входутриггера и, через элемент задержки - ко,входу блока памяти, нулевой выход триггере подключен к первым входам второгои третьего элементов И и первому управляющему входу второго счетчика, второйуправляющий вход которого соединен сединичным выходом триггера, вторые входы второго и третьего элементов И подкпючены к выходам первого и второго блоков вычитания соответственно, а выходыко вторым входам соответственно первого и второго эпементов ИЛИ, второй входкахйого элемента И первой группы (с=1И, где ц-разрядность счетчиков) подключенок вы)соду (И - +1)-го разряда первогосчетчика, о второй вход кождого ь -гоэлемента И второй группы подключен квыходу (П. - ь+1)-го разряда второго счетчика. ФПотенциальные входы каждого из элементов 4 И группы подключены к елинич ным выходам одного из триггеров реверсивного счетчика 2, а импульсные входы соединены С единичными выходами одного из триггеров счетчика 1, причем ео-пи один из его входов подкпючен к триг геру младшего разряда счетчике 2, то второй вход подключен к триггеру старше го разряда счетчика 1 и наоборот, Импульсы появляются на выхоце того элемента 4 И группы, который подключен к находящемуся в единичном состоянии триггеру счетчика 2 и пер.ходящему из нулевого в единичное состояние триггеру счетчика 1, Средняя частота Гб спедования импульсов на выходе элемента 6 ИЛИ определяется частотойимпульсов, поступающих на вход счетчика 1,. и числом Й (Е), нахоцящимся в реверсивном счетчике 2 и равнк где Ч - коэффициент пересчета счетчи ков 1 и 2.На выходе схемы 10 вычитания частота импульсов равна разности частот, поотупеющих на ее входы;На чертеже представпена функционапьноя схема устройстве.Оно содержит счетчик 1, реверсивныйсчетчик 2 блок 3 памяти, группы элементов 4 и 5 И, эпементы 6-9 ИЛИ, блоки 10 и 11 вычитания, эпементы 12-14И, дешифратор 15, элемент 16 задержки,триггер 17, генератор 18 тактовых импульсов.Работа устройства на примере вычиопения многочлено дня случая и. =4.Предварительно в счетчик 1 зеноситсязначение О.ц, в реверспвный счетчик 2.значение Х, а в ячейки блока 3 памяти -значения коэффициентов О.- Й в дополнительном коде и значение Х. Триггер17 установпивается и "О", при этом элементы 12 и 13 И поцготавпиваются коткрытию по первым входам, а реверсивный счетчик 2 устанавливается в режимвычитания,Импульсы с генератора 18, частотаспедования которых 1 т, поступают на входы элементов 8 и 9 ИЛИ. На второй входэлемента 8 ИЛИ поступают импульсы свыхода блока 10 вычитания, проходящиечерез элемент 12 И, частота спедованиякоторых 1 .Частоте импульсов на выходе элемента8 ИЛИ равно:8 1 о(3)Учитывая эти выражения, получим тИк и,(о Анапогично, учитывая вырахиния Дд Ю й (5)5 742930 6Подставляя выражения (9) и (1 О) со- В общем случае в счетчик 1 предваответственно в (4) и (8) получим рительно заносится,значение а , в ЙЙ й) Г йт (1 Цреверсивный счетчик 2 - значение Х, а и к в ячейке блока 3 памяти - значения коэффипиентов Йн- Яо в дополнительном о.12) коде и значение Хсс ЙА(О 0) результирующее выражение в общемр де в уравнение (11) на уравнение случае приметс вид: (12) и произведя разделение переменнь получимХ ф Со (18)си "фЩ(15)После этого, через промежуток времени 1-который определяется элементом 16 задержки, число Й в дополнительном коде переписывается с блока 3 памяти в счетчик 1, Дешифратор 15 перебрасывает триг- гер 17 в единичное положение, (ри этом элементы 12 и 13 И закрываются. а реверсивный счетчик 2 устанавливается в режим суммирования. Импульсы с генератора 18 через открытый элемент 14 И поступают на счетчики 1 и 2,За время прошедшее с момента поступления первого импульса на счетчик 1, до момента переполнения счетчика 1, при котором дешифратор 15 закрывает элемент 14 И, в реверсивный счетчик 2 поступает а, уПосле этого число, записанное в ревер сивном счетчике 2, равно+ с(6)Х О.чДальше процесс вычисления повторяется в аналогичном порядке, причем значения чисел переписываются с блока 3 памяти в счетчик 1 в следующем порядке Х,а Х, а Х, О,о . В р зультте в реверсивном счетчике 2 содержится числоУ= "-х" +Ц х+ Д 2 Х+ х+а .- цЦ +з г, + О" ю) 50 В момент переполнения счетчика 1 дешифратор 15 закроет элемент 14 И. При 15 этом в реверсивном счетчике 2 записывается число У,Проинтегрировав выражение (13), подставив пределы изменения переменных, получим 20 Таким образом, при включении в состав устройства реверсивного счетчика, трех элементов ИЛИ, двух блоков вычитания и триггера и введении новых связей между элементами из состава вычислительного устройства исключается три счетчика, регистр, дешифратор и элемент задержки, чем достигается упрощение устройства по сравнению с известным.В известном устройстве- счетчик 4 устанавливается в О через промежуток времени Т = Т, О.Х, где Тт - период импульсов тактового генератора, а О, - число, содержащееся в этом счетчике. В предлагаемом устройстве в режиме суммирования счетчик 1 устанавливается в "О" через промежуток времени У=Тт, а, . где П - число, содержащееся в этом счетчике, В режиме умножения промежуток времени, необходимый для установления счетчика 1 в О, меньше Т, так как частота импульсов, поступающих на счетчик 1 больше Г С учетом вышесказанного, быстродействие предлагаемого устройства выще быстродействия известного.Фо рмул а из об ретенияВычислительное устройство, содержащее счетчик, блок памяти, генератор тактовых импульсов, дешифратор, элементы И, ИЛИ и задержи, причем выход блока памяти подключен ко входам первого счетчика, выходы которого подключены ко входам дещифратора, выход которого сое динен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выходы разрядов второго счетчика подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его быстродейстаия, устройство содержит триггер и два блока7429 Составитель В, Березкинедактор Т. Киселева Техред О, Легеза Корректор М. По Тираж 751 ПИ Государственного о целом изобретени 1 , Москва, Ж, Ра Поцписиоекомитета СССРи сткреГ: ий".ская на 5 .д, 4/5 аз 3618/1411 НИ 11 30 Филиал ПП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4 вычитания, причем выход генератора тактовой часготь подкпючен ко второму входу первого элемента И, выход которогосоединен с первым входом второго эпемента ИЛИ, выходы первого и второгоэлементов ИЛИ подключены ко входампервого и второго счетчиков соответсгвенно, выходы разрядов первого счетчика соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходыкоторых подключены ко входам третьегоэпемента ИЛИ, выходы элементов И перво группы подключены ко входам четверто 1"о элемента ИЛИ, первый и второй входыпервого блока вычитания соединены с выходами первого и третьего адементов ИЛИсоЬтветственно, а первый и второй входывторого блока вычитания - с выходамивторого и четвертого апементов ИЛИ соответственно, выход дешифратора поцкпюченк счетному входу триггера И через элемент задержки - ко входу блока памяти,нулевой выход триггера подключен к первЫм входам второго и третьего апементовИ и первому управляющему входу второго ЗО 8счетчика, второй управляющий вход которого соединен с единичным выходом триггера, вторые входы второго и третьегоэлементов И подключены к выходам первого и второго блоков вычитания соответсзвенно, а выходы - ко вторым входам соответственно первого и второго алементов ИЛИ, второй вход каждого апементаИ первой группы ( =11 Ъ, где и, - рырядносгь счетчиков) подключен к выхоцу(И.-+1)-го разряда первого счетчика, авторой вход каждого ь-го алемента Ивторой группы подкпючен к выходу(й. - к+1)-го разряда второго счетчика.Исючники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Данчеев В. П. 11 ифрочастотные вычислительные устройства. М " Энергия",1976, с. 42.2, Мельников АА, и др. Обработкачастотных и временных импульсных сигналов. М., Энергия", 1976, с, 121,рис, 109,3, Авторское свидетельство СССР,М 496554, кл. ( 06 Р 7/ЗВ (прототип).