Устройство для возведения в куб

Союз Соеетскик Социалистическик РеспубликОП ИСАйИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 25,1279 (21) 2858005/18-24с присоединением заявки Нов(51) м. кл.з С 06 Г 7/552 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КУБ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в цифровых системах управления и в устройствах воспроизведения функциональной зависимости.Известно устройство для возведения в куб, содержащее счетчик, дванакапливающих сумматора, два блокаэлементов И и элемент задержки 1)Недостаток этого устройства заключается в сложности реализации,поскольку аппаратурные затраты растут пропорционально количеству разрядов счетчика и накапливающих сумматоров.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для возведенияв куб, содержащее три регистра, двасумматора, две группы элементов И, 20элемент ИЛИ, элемент задержки, вычитающий счетчик и блок управления 21.Недостаток известного устройствазаключается в относительной сложности его реализации.Цель изобретения - Упрощение устройства,Ноставленная цель достигается тем,что устройство для-возведения в куб, 30 содержащее три регистра сдвига, двасумматора, два элемента И, первыйэлемент ИЛИ, выход которого соединенс первым входом первого элемента И,и первый элемент задержки, прямойвыход которого подключен к первомувходу первого элемента ИЛИ, выходыпервого и второго регистров сдвигачерез соответствующие сумматоры соединены со своими входами, содержитвторой и третий элементы ИЛИ, второйэлемент задержки и два триггера,первые входы которых подключены квыходу второго элемента задержки,вход которого соединен со входом устрбйства и с первым входом второгоэлемента ИЛИ, выход и второй входкоторого подключены соответственноко входу первого сумматора и выходувторого регистра сдвига, вход второго сумматора соединен с выходом первого элемента И и со входом третьего регистра сдвига, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно со вторым входом первоготриггера и с первым входом третьегоэлемента ИЛИ, второй вход и выходкоторого соединены соответственнос прямым выходом первого триггераи с первым входом второго элементаИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с инверснымвыходом первого триггера и со входомпервого элемента задержки, инверсныйвыход которого соединен со вторымвходом второго триггера, прямой иинверсный выходы которого соединенысо вторыми входами соответственнопервого элемента ИЛИ и первого элемента И.На чертеже изображена структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство для возведения в кубсОдержит три регистра 1, 2 и 3 сдвига, два сумматора 4 и 5, последовательные два триггера б и 7 (ВБ), дваэлемента И 8 и 9, три элемента ИЛИ10, 11 и 12, два элемента 13 и 14задержки, а также вход 15.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии регистры 1,2 и 3 сдвига очищены, триггеры б и7 находятся в нулевом состоянии, вкоторое их устанавливают единичныесигналы инверсных выходов регистра3 сдвига и элемента 13 задержки соответственно.Регистры 1 н 2 сдвига и кольцевойрегистр, образованный последовательным соединением через элементы 12,9, 13, 10 и 8 прямого выхода регистра 3 сдвига с его входом, имеют иразрядов и предназначены для запоминания динамическим способом и-разрядных двоичных кодов, На входную шину15 устройства поступает последовательность импульсов.Устройство для возведения в кубреализует следующие операцииК Х:Х +:1 Ь л; ( )к к-л4 ОК к-лЕ 81=Рь+ьХк, Я)1:1К6 Х Х 3 БАХ ,Ь)45 где Ьх; = 1,"х к - значение аргумента на кшаге вычислений,"х,х - значения Функции нак и кшагах вычисленийПервый входной импульс, действующий на входной шине 15, поступает через элемент ИЛИ 11 на второй вход сумматора 4, на первый вход которого с выхода регистра 1 сдвига непрерыво сдвигается, начиная с младших 55 разрядов, двоичный код начального значения Функции. Последовательный двоичный сумматор 4 увеличивает на единицу начальное значение Функции и результат записывается в регистр р 1 1 сдвига. Первый входной импульс поступает также через элемент 14 задержки на первые входы триггеров б и 7 и устанавливает их в единичные состояния к моменту считывания с выхода регистра 1 второго разряда начального значения Функции. В это время на выходах элемента 13 задержки действует сигнал второго разряда начального значения аргумента, а на выходах регистра 3 сдвига - сигнал третьего разряда начального значения аргумента. Так как с выхода регистра 3 сдвига непрерывно сдвигается, начиная с младших разрядов, нулевое значение аргумента, то триггер б возвращает в нулевое состояние сигнал инверсного выхода регистра 3 сдвига, а триггер 7 переходит в нулевое состояние под действием сигнала инверсного выхода элемента 13 задержки.Переход триггера 7 из единичного состояния в нулевое приводит к Формированию на выходе элемента И 8 импульсного сигнала, так как на его первом входе действует благодаря задержке элементом ИЛИ 10 единичный сигнал предыдущего состояния триггера 7, а на втором входе - единичный сигнал текущего состояния триггера 7. Аналогично переход триггера б из единичного состояния в нулевое приводит к Формированию на выходе элемента И 9 импульсного сигнала, поскольку на его первом входе действует благодаря задержке элементом ИЛИ 12 единичный сигнал предыдущего состояния триггера б, а на втором входе - единичный сигнал его текущего состояния.Импульсный сигнал с выхода элемента И 8 записывается во втором разряде регистра 3 сдвига и через сумматор 5 - во втором разряде регистра 2 сдвига. Спустя такт, импульсныйсигнал с выхода элемента И 9 черезэлемент 13 задержки, элемент ИЛИ 10и элемент И 8 записывается в третьем разряде регистра 3 сдвига и черезсумматор 5 - в третьем разряде регистра 2 сдвига.Таким образом, первый входной импульс, поступающий по шине 15, изменяет начальные состояния регистров1 2 и 3 сдвига на состояния, в которых в регистре 1 сдвига содержитсяединичный код в младшем разряде, ав регистрах 2 и 3 - единичные кодыво втором и третьих разрядах,Второй входной импульс, поступающий по шине 15, Формирует на выходеэлемента ИЛИ 11 импульсный сигнал вмомент сдвига с выходов регистров1 и 2 младших разрядов двоичных кодов, сФормированных на предыдущемшаге вычислений. Так как в регистре2 сдвига в результате вычислений накапливается четное число С 61, а входной импульс устройства Формирует навыходе элемента ИЛИ 11 единичныйсигнал в момент считывания с выходарегистра 2 сдвига младшего разряда,то на выходе элемента ИЛИ 11 Формируется последовательный двоичный кодчисла Е б+1, который суммируется сумматором 4 с двоичным кодом хвычисленного значения функции на предыдущем ваге. На виходе суилатора 4формируется последовательный двоичный код значения Функции на текущемшаге вычислений, который записывается в регистр 1 сдвига,Второй входной импульс, поступающий по шине 5 через элемент 14 задержки, поступает на первые входытриггеров б и 7, устанавливая ихв единичные состояния к моменту действия на выходе элемента 13 задержки единичного сигнала второго разряда,а на прямом выходе регистра 3 сдвигаединичного сигнала третьего разряда.Установка триггеров б и 7 в единичное состояние приводит к разрывуце и циркуляции кодов с выхода регистра 3 сдвига на его вход, таккак элементы И 8 и 9 закрыты нулевыми сигналами инверсных выходов триггеров 7 и б соответственно, Триггерб сохраняет единичное состояние допервого, начиная с третьего разряда,единичного сигнала, считываемого с ринверсного выхода регистра 3 сдвига.Триггер 7 сохраняет единичное состояние до первого, начиная со второгоразряда, единичного сигнала, поступающего с инверсного выхода элемента 13 задержки. Во время единичногосостояния триггера 7 элемент И 8 закрыт и во второй разряд регистра 3сдвигается нулевой код.Спустя такт,на инверсном выходеэлемента 13 задержки устанавливаетсяединичный сигнал, который возвращает триггер 7 в нулевое состояние.Переход триггера 7 из единичного состояния в нулевое приводит к формированию на выходе элемента И 8 импульсного сигнала, который поступает навход регистра 3 сдвига, записываяв третьем разряде единичный код, ина второй вход сумматора 5, на первый вход которого сдвигается после-. 45довательный двоичный код предыдущегошага вычислений.Триггер б на втором шаге вычислений сбрасывает ециничный снгйал инверсного выхода регистра 3 сдвига,который действует в момент считывания с выхода регистра 3 сдвига четвертого разряда двоичного кода предыдущего шага вычислений. Переходтриггера б из единичного состоянияв нулевое приводит к формированиюна выходе элемента И 9 импульсногосигнала, который через элемент 13задержки, элемент ИЛИ 10 и элементИ 8, открытый инверсным выходом триггера 7, поступает в четвертом разряде на вход регистра 3 сдвига ивторой вход сумматора 5.Таким образом, в четырех младшихразрядах регистра 3 сдвига вместодвоичного кода 0110 (шесть), сформи- Я рованного на первом шаге вычислений,записывается двоичный код 1100 (двенадцать), котооий суммируется сумматором 5 с двоичным кодом 0110(шесть), записанным в регистр 2 сдвига на предыдущем шаге вычислений. Врезультате суммирования с выхода сумматора 5 в регистр 2 сдвига записывается двоичный код 10010 (восемнадцать).величины Я 61 на втором шаге вычислений,Вычисления на третьем и на всехпоследующих шагах выполняются аналогичным образом, В регистрах 1, 2 и 3сдвига Формируются согласно соотношениям (1), (2) и (3) двоичные кодых , Еб и бх соответственно.Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в упрощетт предлагаемого устройства. По сравнению с известным из состава предлагаемого устройства исключены двегруппы элементов И, вичитающий счетчик и блок управления.Формула изобретенияУстройство для возведения в куб, содержащее три регистра сдвига, два сумматора, два элемента И, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, и первый элемент задержки; прямой выход которого подключен к первому входупервого элемента ИЛИ, выходы первого и второго регистров сдвига через соответствующие сумматоры соединены со своими входами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент задержки и два триггера, первые входы которых подключены к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен со входом устройства и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход и второй вход которого подключены соотвественно ко входу первого сумматора и выходу второго регистра сдвига, вход второго сумматора соединен с выходом первого элемента И и со входом третьего регистра сдвига, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно со вторым входом первого триггера и с первым входом третьего элеМента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом первого триггера и с первым входом второго элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с инверсным выходом первого триггера и со входом первого элемента задержки, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно868755 Составитель В.БарановРедактор М.Митровка Техред М.Голинка Коррект ономарен Тираж 748ударственного ам изобретений сква, Ж, Р сноеР ака Филиал ППП Патент, г.ужго л.Проектная, 4 первого элемента ИЛИ и первого элемента И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе/ 330/71 ВНИИПИ Го по дел 113035, М1. Авторское свидетельство СССР Р 532512, кл. 6 Об Г 7/38, 1975.2. Авторское свидетельство СССР Р 590729, кл. 6 Об Г 7/38; 197 б,Под комитета С и открытий ушская наб