Число-импульсный функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДИ 7 ИДЬСТВУ Сфюэ Соаатскнх Соцнапнстнческнх Распублнк(22) Заявлено 04,0479 (21.) 274 б 215/18-24 с присоединением заявки М Госудврствеииый комитет СССР ио дедам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 02. 11. 80) ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬН ПРЕОБРРЗОБАТЕЛЬ,зо е Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислителей, работа которых основана на принципах цифрового ин тегрирования, т.е. связана с число- импульсной обработкой информации,Известно устройство, содержащее счетчики импульсов, вычислительные операции в котором осуществляются 1 О ,за счет управления коэффициентами деления счетчиков 11.Однако устройство не имеет во можности разделить меньшее число на большее. 15Наиболее близким по техническ й сущности к предложенному является устройство, содержащее умножители, регистры, счетчикиг причем входы сдвига и записи регистров соедин ны с соответствующими входами устройства, разрядные входы регистров соединены с информационными входами устройства, выход последнего разряда каждого регистра подключен к 25 последовательному входу этого регистра, выходы разрядов первого и вто" рого регистров подключены соответственно к разрядным входам первого и второго умножителей, тактовые вхо ды которых соединены со входамиустройства, входы записи первого ивторого счетчиков и входы установкив ноль счетчиков и умножителей соединены со входали устройства, вы-.ходы разрядов первого и второго счечиков являются выходами устройства 2 ),Недостатком известного устройства является невозможность реализации операции деления.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет возможности выполнения операции деления.Поставленная цель достигается тегл, что в устройство, содержащее умножитель, регистры, счетчики, причем входы сдвига и записи регистров соединены с соответствующими входами устройства, разрядные входы регистров соединены с информационными входами устройства, выход последнего разряда каждого регистра подключен к последовательному входу этого регистра, выходы разрядов перйого и второго регистров подключены соответственно к разрядным входам первого и второго умножителей, тактовые входы которых соединены со,входами устройства, выходы записи первого и второго счетчиков и входы установки в ноль счетчиков и ум" ножителей соединены со входами устройства, выходы разрядов первого и второго счетчиков являются выходами устройства, дополнительно введен коммутатор, информационные входы которого соединены со входами устройства, а управляющие " со входами , управления устройства, первый и второй входы коммутатора связаны с выходами первого и второго умножителя соответственно, первый и второй выходы коммутатора подключены к входам суммирования первого и вто рого счетчиков соответственно, третий и .четвертый выходы коммутатора подключены к выходам вычитания первого и второго счетчиков соответственно, разрядные входы первого и второго счетчиков подключены к разрядным выходам первого и второго регистров соответственно;На чертеже представлена блок-схе- ма устройства.,Устройство содержит умножители1 и 2, регистры 3 и 4, счетчики 5 и б, коммутатор 7, входы 8 управления коммутатором 7, входы 9 прира-. щений. функционирование устройства основано на принципах цифрового интегрирования. Устройство может выполнять несколько вычислительных операций (суммирование, вычитание, ум ножение, деление).Каждую иэ операций устройствоосуществляет эа цикл вычисления,длительность которого определяетсядлительностью Формирования числоимпульсного кода операнда, которыйвырабатывается в процессе выполнения операции, т,е. при выполненииоперации сложения определяется величиной второго слагаемого, привыполнении операции умножения - величиной. второго сомножителя, а приделении - величиной самого частного.Для описания работы устройствапримем, что все операнды а., Ь, с и днормированы так, что каждому из нихсоответствует и разрядное двоичноечисло (т,е. число а или Ь или с, илид),. изменяющееся в пределах от О до1-2 ф с весом младшего разряда 2-".Возможно несколько алгоритмов выполнения устройством операции умножения.Поэтому рассмотрим работу устройства при выполнении операции умножения первого операнда а и второго операнда Ь на третий операнд с по тому алгоритму, который наиболее полно характеризует устройство и определяется логическим значением С 1 старше. го разряда операнда СЕ С.2-1По импульсам Ис)и операнду а умножитель 1 на выходе вырабатывает имщ пульсы число-импульсного кода, умножитель 2 по импульсам 1 ф) и операнду Ь - импульсы число-импульсного кода.Так как С,П=1-С, то в результатевыполнения операции через время Т, в счетчике 5 и в счетчике б будут содержаться соответственно код первого и второго произведений, определяемых в соответствии с алгоритмом выполнения операции умноженияу 60 5 10 15 20 25 ЗО 35 45 Операция умножения по этому алгоритму осуществляется следующим образом.Перед началом каждого цикла операции в устройстве содержится информация, обусловленная предыдущим циклом работы, а с входов 8 устройства на входы коммутатора 7 приходитдвухраэрядный управляющий код, который активизирует работу коммутатора 7 так, что коммутатор 7 разрешает прохождение сигнала с выходаумножителя 1 и сигнала с выходаумножителя 2 при С=О соответственно на суммирующий вход счетчика 5 исуммирующий вход счетчика б, а приС =1 - на вычитающий вход счетчика5 и вычитающий вход счетчика б.При этом непосредственно передначалом цикла вычисления умножители 1 и 2 устанавливаются в О, в регистре 3 и 4 заносятся или последовательными нли параллельными кода.ми соответственно операнда а и Ь.Затем, если С, =О, то счетчики 5 иб устанавливаются в О, а если С, =1то в счетчик 5 с регистра 3 заносится операнд а, а в счетчик б с регистра 4 - операнд Ь,После этого начинается цикл вы-,числения, который производится приС 1=0 по импульсам число-импульсногокода, соответствующего прямому двоичному коду операнда С=Сп, а приС =1 - по импульсам число-импульсного кода, соответствующего дополнительному коду операнда С, т.е. поскисло-импульсному коду операнда ,, (Сд, ) 2 =1-С, где (Сщ)и 2соответственно логический и весовойкоэффициенты операнда С . Поэтому в течение цикла вычисления с входов устройства на тактовые входыумножителей 1 и 2 поступают импульсы число-импульсного кода С при С =Не трудно заметить, что длительность цикла вычисления можно оценить выражением где Т - период частоты последовательности тактовых импульсов.Рассмотрим осуществление в устройстве операции деления.Для выполнения этой операций свходов 8 устройства на коммутатор7 поступает управляющий код, который активизирует работу коммутатора 7 так, что коммутатор 7 разрешает прохождение сигнала с выходаумножения 1 и выхода умножения 2,соответственно, на вычитающий входсчетчика б и вычитающий вход счетчика б и вычитающий вход счетчика5,Устройство работает следующимобразом.Перед началом цикла выполненияоперации, умножители 1 и 2 устанавливаются в О, а в регистры 3 и 4заносятся последовательными, илипараллельными кодами соответственнооперанды а и Ь . После занесения/ Гоперандов в регистры 3 и 4, еслиокажется, что одновременно и а 0,5и Ь 0,5, то на регистры 3 и 4 поступают сдвиговые импульсы.По этим импульсам, число которых не более и, содержимое обоихрегистров 3 и 4 сдвигается вправодо тех пор, пока в старшем разрядепо крайней мере одного из регистров при а О или Ь0 не появится 1.Это производится для того, чтобы повысить точность выполненияоперации деления в том случае, ког,ца исходные величины операндов а иЬмалы.После, выполнения сдвига производится запись в счетчики 5 и б с регистров 3 и 4 соответственно операндов а и Ь таких, что если одновременно эти операнды не равныО, то для них обязательно выполняется условие 0,5(а или Ь 1-2 ".Таким образом, перед началом вычисления умножители 1 и 2 обнулены,в регистре 3 и в счетчике 5 еодержится операнд а, а в регистре 4 и счетчике б - операнд Ь,Цикл вычисления осуществляетсятак, что сначала с число-импульсныхвходов 9 устройства через коммутатор 7 на вычитающие входы счетчиков5 и б поступает одновременно по корректирующему импульсу, а затем черезкоммутатор 7 на вычитающий входсчетчика .5 поступают импульсы числоимпульсного кода с выхода умножителя2, а на вычитающий вход счетчика бимпульсы число-импульсного кодаад с, выхода умножителя 1, гдед(с) - некоторый операнд, представленный импульсами число-импульсного кода, поступающими на тактовыевходы умножителей 1 и 2 с входовустройства в течение цикла деления.Содержимое счетчиков 5 и б начинает уменьшаться сначала по импульсу коррекции, а затем по импульсамчисло-импульсного кода Ь.д и импульсам число-импульсного кода а д(1)соответственно.Этот процесс продолжается до техпор, пока не переполнится, по крайней мере, один из счетчиков 5 илиб. Причем при переполнении счетчика5 на выходе генерируется импульс переполнения, аналогично и при пере полнении .счетчика б.Импульсы переполнения снимаютсяс устройства и сигналиэируют о том,что цикл выполнения текущей опера ции заканчивается. В некоторый мо мент после окончания любого из этихимпульсов прекращается поступлениена тактовые входы умножителей последовательности импульсов, представляющей число-импульсный код некоторого аргумента д.Следовательно, переполнение одного из счетчиков 5 или б или одновременное тпереполнение обоих счетчиков означает решение одного илиобоих уравнений системы:д(с)=а/Ьд(йЬ)=Ь/аРешением системы является величи. на д такая, чтопри аСЬ, д=д(йа)=а/Ьпри Ьа, д=д (СЪ) =Ь/дпри а=Ь, д=д (Са) =д (СЬ)Результат выполнения операции деления, импульсы д снимаются с входаустройства и соответствуют числу, из меняющемуся от О до (1-2 ").ФТаким образом, устройство позволяет автоматически поделить меньшееиз двух чисел на большее из них.Нетрудно заметить, что устройство позволяет также автоматическиподелитьбольшее из двух чисел наменьшее из них.оПри выполнении функции известного устройства, предложенное устройу ство может иметь в два раза болеевысокое быстродействие, чем известное.Формула изобретенияЧисло-импульсный функциональныйпреобразователь, содержащий умножители, регистры, счетчики, причем входы сдвига и запись регистров соединены с соответствующими входами устройства, разрядные входы регистров соединены с информационными вхо дами устройства, выход последнего ряда каждого регистра подключен к последовательному входу этого реги773620 ВНИИПИ Заказ 7506/62 Тираж одписное л,Проектная,4 филиал ППП"Патент",г.ужго стра, выходы разрядов первого и второго регистров подключены соответственно к разрядным входам первого и второго умножителей, тактовые входы которых соединены со входами устройства, входы записи первого и второго счетчиков и входы установки и ноль счетчиков и умножителей сое. динены со входами устройства, выходы разрядов первого н второго счетчиков являютоя выходами устройства, о т л и ч а ю щ и й с я. тем, что, с целью расюирениякласса реааемюс задач за счет возможности выполнения операции .деления, в него введены коммутатор, инФормационные вхо- ды которого соединены со входами устройства, а управляющие - со входами управления устройства, первый и второй входы коммутатора связаны с выходами первого и второго умножителей соответственно, первый ивторой выходы коммутатора подключены к входам суммирования первого ивторого счетчиков соответственно,третий и четвертый выходы коммутатора подключены к входам вычитанияпервого и второго счетчиков соответственно, разрядные входы первого ивторого счетчиков подключены к разрядным выходам первого и второгорегистров соответственно. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 392495, кл. 6 06 Г 7/39.15 . 2. Сонин и др. Датчик текущих координат РЛС,и циФровая-радиолокационная развертка. Депонированнаярукопись ДЗ, Р 21, 75;75.06.1605., Б.И., 1974 (прототип),