Устройство для вычисления функции вида

кате,. нс. тя инкуя СоюЗ Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пц 765803 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 25.08.78 (2) 2676293/18-24с присоединением заявки Йо(51)М ( 3 6 06 Г 7/38 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ВИДА Ъ,п)ф( Х )Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в приборах и устройствах статистической обработки информации, в частности, при вычислении дисперсии в темпе накопления данных, модуля суммы многомерных векторов и т.д.Известны устройства, выполняющие операцию возведения в квадрат суммй чисел,;содержащие реверсивные счетчики, триггеры, счетчики-делители, счетчик выборки, схемы совпадения, генератор тактовых импульсов 11 .Йаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 15 устройство для вычисления функции вйда, дп) ( 2. Х ) , содержащее регистр числа; выход которогб (тодключен ко входу блока коммутаторов, блок управления, сумматор 21, Кроме того, устройство содержит. эле менты ИЛИ.Недостатком в этих устройствах является то, что при вычислении квадрата суммы чисел 1 х )2 выполняется предварительное йакоплейиеОполной суммы чисел Е хс . Число рабочих тактов при возведении в квадрат составляет М п,=Х, Х +зс,-, х:йХ 2 " и .где Х - среднее значение последовательности входных чисел хт,х 2 хПринципиально указанные устройства позволяют вычислять квадрат суммы чисел в темпе поступления данных, т е. фо 1 эмирдйать функцию вида Щ(п)а (.1 х; ), где %ю=1,2,3,й, В этсзм случае требуемое число рабочих тактов для получения конечного результата при и "-й возрастает и находится следующим образом пух, 14 х,(Н) х,(К-я)+,+:я 1 К 2=,7. х (к-ь( )о я )(2 2 / Быстродействие устройств в таком случае определяется требуемым количеством рабочих тактов, равным -(4/2)х и существенно (по квадратичному закону) зависит от числа исходных цанных, т.е. пропорционально й 2/2 .5 О 15 20 25 ЗО 40 х(22 ) руктурства.блольсов настрчисимп представагаемогорегистренератор На чертеже ная схема предСхема содержит2 управления,Целью изобретения является повы-"шение быстродействия устройства.Это достигается тем, что в устройство для вычисления функции вида1 п)=(,Т. х, ), содержащее регистрчисла, выход которого подключен ковХоду блока коммутаторов, блок управления, сумматор, введены регистрысуммы, результата промежуточныйрегистр, а блок управления содержит генератор импульсов, делитель частоты, счетчик, дешифратор, триггер, дискриминатор нуля,счетчик-регистр, элемент задержки,пять элементов И, причем выходы всех регистров через блок коммутаторов подключены ко входам сумматора, выход которого соединен с ин,Формационными входами регистров результата, сумьи и промежуточного регистра, выход генератора импульсовподключен к первому входу первогоэлемента И и входу делителя частоты,выход которого соединен со входамиэлемента задержки и счетчика, выходкоторого подключен к управляющемувходу блока коммутаторов и входу дешифратора, первый, второй, третий ичетвертый выходы которого соединеныс первыми входами соответственно второго, третьего, четвертого и пятогоэлементов И, вторые входы второго,третьего и пятого из которых подключены к выходу элемента задержки, авторой вход четвертого элемента Исоединен с выходом первого элементаИ и входом вычитания счетчика-регистра, информационный вход которого подключен к выходу регистра числа, входзаписи которого соединен с выходомвторого элемента И и входом счетчикарегистра, выход которого подключенко входу дискриминатора нуля, выходкоторого соединен с нулевым входомтриггера, выход которого соединен совторым входом первого элемента И, аединичный вход триггера подключен ктретьему выходу дешифратора, выходытретьего, четвертого и пятого элементов И соединены соответственно совХодами записи промежуточного регистра, регистров суммы и результата, информационный вход регистра числаявляется входом устройства,Сущность изобретения заключается вв том, что вычисление квадрата суммызначений х производится в интервале времени между приходом двух соседних,значения х, и х и выполняеся в соответствии с рекурентнойформулой) +х(2 ,х)щ( ,)тактов суммирования, равное х,ислолок ения опредесвязи его ва числа хзапоминаетсего блок упвычисленЮет И,Хх =1 х+хнения к суа суммы б управря наличиюдом регистрезультата20, послекоманду на ляет благодахода с выхоЗначение я в. регистре равления дает суммы путем подключходов, регистр мматору 17 в 9 и регистра делитель частоты 4, счетчик 5, дешифратор б, триггер 7, дискриминатор нуля 8, счетчик-регистр 9, элемент задержки 10, элементы И 11 - 15, блок 16 коммутаторов, сумматор 17, промежуточчый регистр 18, регистр суммы 19, регистры результата 20.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии перед поступлением значения х в регистре суммы 19 записана сумма х в регистре 20 записан квадрат суммы(1)По сигналу с блока управления 2 очередное значение х заносится в регистр числа 1, после чего блок управления выдает команду на коммутатор 16 для подключения на входы сумматора 17 выходов регистра числа 1 и регистра суммы 19. Содержимое регистра суммы подается со сдвигом на один разряд влево, благодаря чему осуществляется умножение суммы,Ъ Х на два без дополнительногоь -1.тактирования. Сумматор выполнен на потенциальных полусумматорах, поэтому непосредственно после подключения к нему укаэанных значений чиаел на его выходах устанавливается код чис-. ла 2."Е х,х который по сигналу с блока управления 2 записывается в промежуточный регистр 18.После этого к сумматору 17 блоком управления 2 через коммутатор 16 подключаются выходы промежуточного регистра 18 и регистра квадрата суммы 20. Блок управления 2 выдает х сигналов на вход записи регистра квадрата суммы (результата) 20 для занесения в последний результат суммирования, после чего в регистре 20 образуется число, равное квадрату суммычисла 1. Содержимое сумматора заносится в регистр суммы 19 по команде с блока управления. На этом обработка значения х заканчивается.Блок управления 2 формирует команды, определяющие порядок работы устройства. Работа блока управления происходит циклически. Один цикл состоит из 4-х тактов. В исходном состояниисчетчик 5 находится в положении "00"Сигналом с соответствующего выхода дешифратора б открыт элемент И 12, на второй вход которого поступает сигнал .с делителя частоты 4, которым в регистр числа 1 и в счетчик-регистр 9 записывается очередное значение х. С приходом первого тактового импульса 15 с делителя частоты 4 счетчик 5 ставится в состояние "01", которое дешифрируется дешифратором 6, Код "01" со счетчика подводится к коммутатору 16 для подключения к .сумматору 17 выхо- О дов регистра числа 1 и регистра суммы 19, а сигнал с дешифратора подается на один из входов элемента И 13, на второй вход которого поступает задержанный элементом задержки 10 тактовый импульс для занесения результатов суммирования в промежуточный регистр 18. Время задержки определяется общим временем срабатывания коммутатора и сумматора. Второй тактовый импульс ставит счетчик 5 в состояние "10", ко-Зторым подключает к сумматору через коммутатор 16 промежуточный регистр18 и регистр результата 20, а сигналс дешифратора открывает элементИ 14, через который на вход записирегистра результата 20 поступают импульсы тактового генератора. Коэффициент деления делителя частоты 4 определяется максимальным значением(числом разрядов) входных данных х 40 Число импульсов, проходящих через элемент И 14 формируется следующим образом. В момент переключения счетчика 5 в состояние "10" триггер 7 пеРеводится в едийичное состояние, ко торым открывается элемент И 11. Импульсы тактового генератора 3 начинают поступать на элемент И 14 и одновременно на вход счетчика 9, который работает в вычитающем режиме. С приходом х импульсов счетчик 9 обнуляется, срабатывает диСкриминатор нуля 8, возвращая триггер 7 в исходное состояние. Элемент И 11 закрывается. Таким образом, в течение этого такта на вход записи регистра результата 20 проходит х импульсов.С приходом третьего тактового импульса счетчик переводится в состояние "11", кодом которого подключаются к сумматору 17 регистр числа 1 и ре гистр суммы 19, а через элемент И 15 проходит импульс записи в регистрсуммы 19 результатов суммирования. Четвертый тактовый импульс ставит счетчик в исходное состояние "00" 65 при котором принимается новое значениевходной информации х .Обработкавходного сигнала х происходитаналогичным образом,Быстродействие устройства определяется числом тактов суммирования,равного сумме значений исходных чиИсел, т.е., ч=ЯМ, и пропорциональноз 1непосредственно :ислу исходных данных й,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет вычислять квадратсуммы чисел в темпе поступления информации и обеспечивает выигрыш вбыстродействии по сравнению с известными устройствами в М/2 раз, что придостаточно большом числе входных сигналов является весьма существенным.Формула изобретенияУстройство для вычисления Функции вида(п) =(,Е х), содержащее регистр числа, выход которого подключен ко входу блока коммутаторов, блок управления, сумматор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены регистрь суммы, результата, промежуточный регистр, а блок управления содержит генератор импульсов, делитель частоты, счетчик, дешиФратор,.триггер, дискриминатор нуля, счетчик-регистр, элеМент задержки, пять элементов И, причем выходы всех регистров через блок коммутаторов подключены ко входам сумматора, выход которого соединен с информационными входами регистров результата, суммы и промежуточного регистра, выход генератора импульсов подключен к первому входу первого элемента И и входу делителя частоты, выход которого соединен со входами Элемента задержки и счетчика, выход которого подключен к управляющему входу блока коммутаторов и входу де-. шифратора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с первыми входами соответственно второго, третьего, четвертого и пятого элементов И, вторые входы второго, третьего и пятого из которых подключены к выходу элемента задержки, а второй входчетвертого элемента И соединен с выходом первого элемента И и входом вычитания счетчика-регистра, информационный вход которого подключен к выходу регистра числа, вход записи которого соединен с выходом второго элемента И и входом счетчика-регистра, вы- хбд которого подключен ко входу дискриминатора нуля, выход которого соединен с нулевым входом триггера, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, а единичный вход триггера подключен к третьему выходу дешифратора, выходы тре765803 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Р 419899, кл. С 06 Г 15/36, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР5 9 343273, кл. С 06 С 7/52, 1970.Составитель Н.ШелобановаРедакторИ.Бахметьева Техред Ж,Кастелевич Корректор С.Шекмар Филиал ППП"Патент , г.ужгород,ул.Проектная,тьего, четвертого и пятого элементов И соединены соответственно совходами записи промежуточного регистра, регистров суммы и результата,информационный вход регистра числаявляется входом устройства. акаэ 6510/45 Тираа 7 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, 3-35, Подпикомитета СССРи открытийаушская наб.,ое