Вычислительное устройство

ьЯфй3 ВСЕОВОЗиАяРДТТ:. д(0-ТЕХНИИКАЯбкбциетона МЬА СОЮЗ СОВЕТСЙИпсцаюФПна 4 ВИПУБЛИН.Л 0.101 792 966 о 6 06 6 7/12 у 8 06 д 3/О ГМЭСУДДРСТВЕННЬ(ЙГ 30 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕОПИСАНИЕ КОМИТЕТ СССР . НИЙ И ОТНРЬПИй 0 БРЕТЕ СВИДЕТЕЛЬСВ 9 Й АвтОРСк(22) 2310.81 первому входу второго элемента И,.(56) 1. Авторское свидетельство ссср импульсов и е вторйм входом первогоВ .579 б 28, кл, 6 06 О 7/161, 1976, элемента К, выход которого иоднлючен2. Патент Францйи В .2138206, . к счетному входу второго Фчатчйка,.кл. б 06 6 7/00, опублик. 1973. . соединенного выходами разрядов с пер 3. Авторское свидетельство:СССР .вой группой вксдов.блбка сравненияВ 640313 кл. 6 06 а 7/12, 1977 . кодов, подключенного торей группой(54)(57) 1. Вычислительное устроист- а выходом - к первому входу третьегоВО, содержащее управляемый генератор элемента И, выход которого являетсяпрямоугольных импульсов, подключенный выходом модуля .результата устройствавходом, управления длительностью йм .и соединен свходная обиулеийя ачетпульсов к шине ввода первого аргумеи-. чиков: вторым входом узлаблокиров "та, а входом управления длительностью . ки, вЗОдом элемента задержки и спауз между импульсами. - к шине ввода;й-входом первоготриггерайодклЬченвторого аргумента, о т л и ч а ю - - ного -входам к выходу уэаалокировц е.е с я тем, что, с целью повцшеиия :кн,прямюмвыходом- к втОром 3 ВЙФУточности вычисления отношениятретьегО влепите уф а инверсиыМвыйычисления отношения - ,в устройство дополнительно введены выход которого яаляетса нкодом энаэлементй И, счетчики,.гейератор так-.; ка результата устрОйстааВ-исщ сое: товых ймпульсов, блок сравнения ко- динен а выходом элемейта эадеРккидов, триггеры, элемент задержки и . а О-вход -. с вввщдои переполненияузел блокировки, соединенный .первым : . второго счетчика и с третьим входомвходом с первым входом первого элемен- узла блокйровки, подключенного четта И н.с прямым выходом управляемого вертаа входом к выхеду переполнениягенератора прямоугольных .импульсов, первого счетчика.,101 б 792 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел блоки" ровки содержит элемент ИЛИ, триггер, элемент И и формирователь импульсов, подключенный входом к первому входу узла блокировки, а выходом - к первому входу элемента И, соединенного 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам вычисления отноХ-щенияположительных значенийх+аргументов х ис представлениемрезультата вычисления в частотно-импульаной форме.ИЗвестно устройство для вычисления отношения, содержащее генератор 1 Отактовых импульсов, элемент задержкиэлемент И, счетчики и блок сравнениякодов 1Недостатком устройства является. ограниченные функциональные возмож 15ности,Известно вычислительное устройст"во, содержащее суммирующий и вычитаю"щие блоки, блоки логарифмирования ифильтр 21 20. Недостатком данного устройства является пониженная точность вычислех-ния отношения х при ху из-за ог. раниченности динамического диапазонаблоков логарифмирования.Наиболее близким к предлагаемомуявляется вычислительное устройство,содержащее управляемый генератор прямоугольных импульсов, подключенныйвходом управления длительностью импульсов к шине ввода первого аргумен"та, входом управления длительностьюпауз между импульсами - к шине ввода" второго аргумента, а выходом - к входу фильтра, соединенного выходом сВходами двух пиковых детекторов., подключенных выходами к входам выходно-.го сумматора 31.Недостатком этого устройства является пониженная точность вычисленияХ-отношения ".х м,Цель изобретения - повышение точ-,Х-ности вычисления отношения +для достижения поставлейной цели в вычислительное устройство, содержащее, управляемый генератор прямоугольных импульсов, подключенный входом управления длительностью импульсов к шине ввода первого аргумента, а выходом с выходом узла блокировки, авторым входом - с выходом триггера,подключенного В-входом к второму входу узла блокировки, а С-входом -, квыходу элемента ИЛИ, входы которогосоединены с третьим и четвертым входами узла блокировки. входом управления длительностью пауз между импульсами - к шине ввода второго аргумента, дополнительно введены элементы И, счетчики, генератор тактовых импульсов, блок сравнения кодов, триггеры, элемент задержки и узел блокировки соединенный первым входом с первым входом первого зле" мента И и с прямым выходом управляемого генератора прямоугольных импульсов, подключенного инверсным выходом к первому входу второго элемента И, соединенного вы" ходом со счетным входом первого счетчика, а вторым входом - с выходом генератора тактовых импульсов и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, соединенного выходами разрядов с первой группой входов блока сравнвния кодов, подключенного второй группой входов к выходам разряда первого счетчика, а выходом - к первому входу третьего элемента И, выход которого является выходом модуля результата устройства к соединен с входами обнуления счетчиков, вторым входом узла блокировки, входом элемента задержки и с В-входом первого триггера, подключенного Я-входом к выходу узла блокировки, прямым выходом - к второму входу третьего элемента Ис а инверсным выходом - к С-входу второго триггера, выход которого является выходом знака результата устройства, В-вход соединен с выходом элемента задержки, а 0-вход " с выходом переполнения второго счетчика и с третьим входом узла блокировки, подключенного четвертым входом к выходу переполнения первого счетчика.При этом узел блокировки содержит элемент ИЛИ, триггер, элемент И и формирователь импульсов, подключенный входом к первому, входу узла блокоровки, а выходом - к первому входу элемента И, соединенного выходом с выходом узла блокировки, а вторым входом - с выходом триггера, подклю-. ченного В-входом к второму входу узра блокировки, а С-входом - к выходу рлемента ИЛИ, входы которого соедииены с третьим и четвертым входами циональна аргументу х, а длительузла блокировки. ность Тпауз - аргументу у:На фиг. 1 изображена блок-схема С: ххвычислительного устройства; наФиг. 2 - схема узла блокировки. Гу: Ху,.Вычислительное устройство содержит управляемый генератор 1 прямо- где к - коэффициент пропорциональносугольных импульсов, подключенный вхоти,Импульсы с прямого и инверсногодом управления длительностью импульвыходов генератора 1 поступают насов к шине ввода первого аргумента х,а входом уп 1.авления длительностьюген я дл тельностью )О первые входы элементов И 4 и 5 соотпауз между импульсами - к шине ввода ветственно, на вторые входы которыхвторого аргумента у, Узел 2 блокиров- поступают импульсы опорной частотыЙ генератора 7 тактовых импульсов.ки соединен первым входом 3 с первымвходом первого элемента И 4 и с пряНавыходах элементов И 4 и 5 селектируются пачки импульсов опорной часмым выходом управляемого генератора 15тоты. Количество импульсов в пачке1, подключенного инверсным выходомна выходе элемента И 4 равно п=кхйэ,к первому входу второго элемента И 5. И 4 - эЭлемент И 5 соединен выхсдом со счетным входом первого счетчика б, а вто".Период Г и частота ЙП р димпульсов управляемого генератора 1рым входом - с выходом генератора 7О соответственно равнытактовых импульсов и со вторым входом элемента И 4. Элемент И 4 подключен выходом к счетному входу второгосчетчика 8, соединенного выходами Е=1разрядов с первой группой входов бло с(х+ука 9 сравнения кодов, подключенного . Пачки импульсов с выходов элеменвторой группой входов к выходам раз- тов И 4 и 5 поступают на счетные вхорядов счетчика б, а выходом - к пер- ды счетчиков 8 и 6 соответственно.вому входу третьего элемента И 10. Счетчики осуществляют суммированиеВыход .элемента И 10 является выходом приходящих импульсов,11 модуля результата и соединен с ЗО Процесс счета в каждом из счетчивходами обнуления счетчиков 6 и 8, ков идет следующим образом: число ввторым входом 12 узла 2 блокиоовки, счетчике увеличивается от нуля до Квходом элемента 13 задержки и с (где И - емкость счетчика), затем паВ"входом первого триггера 14. Триг- дает до нуля (при переполнении счетчигер 14 подключен я"входом к выходу 35 ка), снова нарастает до Б н т.д,. Вузла 2 прямым выходом - к второму Моменты совпадения чисел счетчиковРвходу элемента И 10, а инверсным вы- б и 8 (кроме нулевых состояний счетходом - к С-входу второго триггера чиков) на выходе блока 9 сравнения15, выход которого является вьыодомФормируется импульс, Такое совпаде 16 знака результата устройства. Тригние наступает при разных скоростяхгер 15 соединен В-входом с выходом счета за время Ту. При совпадении чиэлемента 13 задержки, а О-входом - ссел, число предыдущих ф 1 проходовффвыходом переполнения счетчика 8 и с (от нУля до Щ в счетчиках б и 8 оттретьим входом 17 узла 2 блокировки, личается на единицу, поэтому можноподключенного четвертым входом 18 к 45 полагать, что к моменту совпаденийвыходу переполнения счетчика 6; Узел количество импульсов, поступившее на2 блокировки может быть выполнен, на- счетные входы счетчиков 6 и 8 эа. врепример, содержавшим (фиг. 2) элемент мя Ту отличается на В. Если за времяИЛИ 19, тРиггеР 20, элемент И 21 и Ту пРошло ш пеРиодов УпРавлЯемого геформирователь 22 импульсов, подклю О нератора 1, то из соотношенийченный входом к первому входу 3 узла Т, =ъК (х+у);2, а выходом - к первому входу элеОц -еп =И=таю (х-у)мента И 21, Элемент И 21 соединен выходом с выходом узла 2, а вторым вхо- следует, чтодом - с выходом триггера 20, подклюпИченного В-входом к второму входу 12 М Р Ь-у)Оузла 12, а С-входом - к выходу элемента ИЛИ 19. Входы элемента И 19 Тогда частота Кьых импульсов на выхосоединены с третьим и четвертым вхо- де блока 9 сравйейня равнадами 17 и 18 узла 2 блокировки.устройство работает следукшим об- "о 1 Х-у 1разом, выл М х+уУп авляемый генератор 1 ФормируетУправляемы Рт.е. будет пропорциональна модулюз льтата вычисления. Энак результапоследовательность прямоугольных им- т.е. Удеь пропульсов фиксированной амплитуды, при . Резуэтом длительностьимпУльсов пропорта ФормирУется на триггере 15.Если х)у, то счетчик 8 заполняется быстрее, чем счетчик 6, и импульспереполнения с его выхода поступаетна информационный 0-вход триггера 15,устанавливая триггер в единичное состояние, которое сохраняется до момента появления импульса равенства кодов счетчиков б и 8. Если же счетчикб заполяется быстрее счетчика 8, тотриггер 15 не переключается и хранитнулевоесостояние в течение всего вре 10мени. Такой .режим работы триггера 15обеспечивается подачей импульса логической 11 на его С-вход .с инверсного выхода триггера 14 в течение времени от начала интервала Т до окончания первого 1 проходае наиболеебыстро заполняющегося из счетчиков6 и 8Режим работы триггера 14 задаетсяузлом 2, который предназначен для 20блокировки элемента И 10 на времяпервого проходаф наиболее быстрозаполняемого счетчика из счетчиковб и 8, что позволяет исключить явление конкуренции счетчиков 6 и 8 25на первом фпроходе (исчезновениефконкуренции после первого фпроходаф обеспечивается за счет выполнения условия п 12)сЖ)Узел 2 работает следукащм образом. ЗИмпульс переполнения счетчика 8поступает на третий вход 17 узла 2,а импульс переполнения .счетчика 6на четвертый вход 18 узла 2. Эти импульсы, проходя через элемент ИЛИ 19,поступают на С-вход триггера 20. Навыходе триггера 20 появляется напряжение логической 1 при появленииимпульса переполнения любого из счетчиков б и 8, формирователь 22 формирует короткий импульс по приходу по,ложительного Фронта, импульса с управ ляемого генератора 1. Если на выходетриггера 20 в этот момент есть напряжение логической 11, то импульс свыхода Формирователя 22 проходит червз элемент И 21 на выход узла 2 ипереключает триггер 14 в единичноесостояние,В процессе работы устройства возможны три режима, 504)Если х)у, тогда счетчик 8 переполняется первым и запускает триггер20 узла 2 и устанавливает по 1-входутриггер 15 и единичное состояние(так как на С-входе триггера 15 есть 552 с инверсного выхода триггера14, которыйк моменту поступления импульса переполнения счетчика 8 был обнулен). Первый же импульс генератора 1 через Формирователь 22 и элементИ 21 запускает триггер 14. Единичныйсигнал с прямого выхода триггера 14открывает элемент И 10, разрешая про"хождение импульсов равенства кодовс выхода блока 9 на выход 11 устройства., а нулевой сигнал с инверсноговыхода триггера 14 поступает наС-вход триггера 15, фиксируя его единичное состояние, соответствующее положительному знаку результата на выходе 16 устройства. Импульс равенства кодов, появляющийся на выходе элемента И 10, возвращает в исходноесостояние счетчики б и 8, триггеры14 и 20 и через элемент 13 задержкитриггер 15.б)Если хну, то счетчики 6 и 8 переполняются почти одновременно, т,е.в пределах длительности одного периода генератора 1. Поэтому триггер 20успевает сработать два раза и на еговыходе к моменту прихода очередногоимпульса с формирователя 22 будет логический ф.0. Элемент И 21 закрыт,соответственно закрыт и элемент И 10и на выходе 11 устройства импульсовне будет до тех пор, пока импульсыпереполнения счетчиков б и 8 не разойдутся во времени больше чем на период генератора 1.В)Если хСУ, то работа происходитаналогично режиму ху за исключениемтого, что триггер 14 запускаетсяраньше, чем появляется импульс переполнения счетчика 8, а следовательно,триггер 15 остается в нулевомфсостоянии, соответствукщем отрицательному знаку результата на выходе16 устройства,После запуска триггера 14 работаузла 2 становится несущественной, таккак она не влияет на состояние триггера 14 до тех пор, пока не появитсяимпульс равенства кодов на выходе 11устройства. После этого работа узловустройства начинается сначала,Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет повысить точность вычисленияза счет практически полного использоЬания цифровых элементов. Дополнительным преимуществом устройства является Формирование выходного результатав виде частоты следования импульсов,что позволяет более точно определитьрезультат, например, с помощью цифрового частотомера.1016792 Составитель С.Казиновикова Техред С.Мигунова Корректор М.Шароши Редактор Е Подпи 3387/48 Тираж 706 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская н