Устройство для умножения на коэффициенты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В Ю.Ф.Рощинск 088.8)е свидетелС 06 РсвидетельС 06 Г 7 ьство ССС /49, 1984 тво СССР 49, 1979. 9 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 21) 3967674/24-2422) 21, 10.8546) 23.04,87. Бюл, Иф 15(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ НА КОЭФФИЦИЕНТЫ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах цифровой обработки сигналов. Цепь изобретениярасширение обЛасти применения за счевозможности обработки операндов впрямом коде со знаком и получениярезультата умножения в дополнительнокоде., Предлагаемое устройство содержит последовательный сумматор-вычитатель 1, три сдвиговых регистра 2,1305656ра 9, В первой ячейке установлен эле.мент ИЛИ 12, один вход 13 которого соединен с каналом 14 пуска, другой вход 15 - с выходом 6 первого распределителя 2, выход 16 - с прямой камерой управления 7 второго распределителя 3, Во всех ячейках, кроме первой, прямая камера управления 7 второго распределителя 3 связана с выходом 6 первого распределителя 2. В каждой ячейке нормально закрытый 4 и нормаль но открытый 5 входы второго распределителя З.подключены соответственно к каналу питания и к атмосфере. Выход б второго распределителя 3 сообщенс соответствующим выходным каналом10, а прямая камера управления 7 первого распределителя 2 соединена с соответствующим входным каналом 11,В каждой ячейке выход 6 второго распределителя 3 соединен с нормальнооткрытым входом 5 и инверсной камеройуправления 8 первого распределителя2 своей ячейки, с нормально закрытымвходом 4 первого распределителя 2следующей ячейки и инверсной камеройуправления 8 второго распределителя3 предыдущей ячейки, 1 ил.Изобретение относится к пневмоавтоматике, а именно к командоаппаратампредназначенным для построения логи-ческих систем управления.Цель изобретения - уменьшение аппаратурных затрат.На чертеже приведена схема командоаппарата.Командоаппарат содержит ячейки 1,в каждой из которых установлены первый 2 и второй 3 распределители. Каждый распределитель имеет нормальнозакрытый 4 и нормально открытый 5входы, выход 6, прямую камеру 7 управления и инверсную камеру 8 управления 15с пружиной подпора 9,Входы 4 распределителей 3 соединены с каналом питания, входы 5 этихраспределителей - с атмосферой, а выходы - с выходными каналами 10, 20Прямые камеры 7 управления распределителей 2 соединены с входными каналами 11.В первой ячейке установлен элементИЛИ 12, вход 13 которого соединен сканалом 14 пуска, вход 15 - с выходомраспределителя 2, а выход 16 - с прямой камерой 7 управления распределителя 3, Выход 6 каждого распределителя 3 соединен с нормально открытым ЗОвходом 5, с инверсной камерой 8 управ.ления распределителя 2 своей ячейки,с нормально закрытым входом 4 распределителя 2 следующей ячейки и с инверсной камерой 8 управления распреде"35лителя 3 предыдущей ячейки. 2Во всех случаях, кроме первой, выход 6 распределителя 2 соединен с прямой камерой 7 управления распределителя 3,Командоаппарат работает следующим образом.В исходном положении сигналы на входах 11 (Х,Х Х) и на выходах 10 (У 1,УУ) равны О. При подаче сигнала "Пуск" (Р=1) на вход 13 элемента ИЛИ 12 переключается распределитель 3 первой ячейки 1. При этом давление питания поступает на выход 1 О первой ячейки (У,=1), На остальных выходахкомандоаппарата сигналыравны 0 (У,УУ=О), Сигнал равный " 1", поступает также в камеры 8 управления распределителя 2 своей первой ячейки и распределителя 3 последней ячейки, фиксируя их исходное состояние, на вход 4 распределителя 2 последующей второй ячейки и на вход 5 распределителя 2 первой ячейки. Через вход 5 и выход 6 распределителя 2 сигнал " 1" проходит на вход 15 и далее через выход 16 элемента ИЛИ ИЛИ 12 - в камеру 7 управления распределителя 3, Этим обеспечивается запоминание выходного сигнала У, =1 после снятия сигнала "Пуск" Рп.11 ИПри подаче сигнала, равного 1 на вход 11 (Х) распределитель 2 второй ячейки переключается и черезИ 11 его вход 4 сигнал, равный 1 , поступает на выход 6 распределителя 2 второй ячейки, далее - в камеру 7 управ 3 13056гового регистра 4, начиная с первого ,разряда, выход регистра 11 знака множимого и регистра 12 знака коэффициента соединен соответственно с первым и вторым входами первого элемента 5ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, выход которогосоединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, второй входкоторого соединен с выходом старшегоразряда счетчика 10 по модулю 2 К, 10выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 14 соединен с управляющим входомпоследовательного сумматора-вычитателя. 1, информационный вход регистра 11множимого соединен с входом 18 знака 15множимого устройства, информационныйвход регистра 12 знака коэффициентасоединен с входом 19 знака коэффициента устройства, установочный вход 20устройства соединен с входами установки в "0" счетчика 10 по модулю 2 К,последовательного сумматора-вычитателя 1, первого, второго и третьегосдвиговых регистров 2-4 и с входамиразрешения записи регистра 5 множимо го, регистра 11 знака множимого, регистра 12 знака коэффициента и перво -го и второго регистров 6 и 7 коэффициента, тактовый вход 21 устройства соединен с тактовыми входами счет- ЗОчика 10 по модулю 2 К, последовательного сумматора-вычитателя 1, первого,второго и третьего сдвиговых регистров 2-4 и регистра 5 множимого,35Последовательный сумматор-вычитатель 1 осуществляет суммирование (или вычитание) множимого к сумме частичных произведений, формируемых на его выходе, которые задерживаются на С 10 тактов посредством первого сдвигового регистра 2 и первого коммутатора 8.Конкретная величина задержки опреде-.ляется кодом первой части преобразованного коэффициента, который хранится в первом регистре 6 коэффициента и поступает на управляющие входы первого коммутатора 8. Регистр 5 множимого осуществляет хранение и потактовый сдвиг множимого, поступающего 50 на второй вход последовательного сумматора-вычитателя 1, Третий сдвиговый регистр 4 и второй коммутатор 9 производят формирование В нулей и К-В младших разрядов множимого, поступаю- щих на вычисление в последние К тактов вычисления. Конкретное число нулей В определяется кодом второй части преобразованного коэффициента, который 63 4хранится во втором регистре 7 коэффициента и поступает на управляющие входы второго коммутатора 9Регистры 11 и 12 знака множимого и коэффициента осуществляют хранение знакового разряда множимого и коэффициента. Первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 определяют одноименность (разноименность) знаков множимого и коэффициента, При одноименных знаках на его выходе генерируется сигнал "Лог.О, при разноименных - "Лог1". Так как на выходе старшего разряда счетчика 10 помодулю 2 К в первых К тактах вычисления присутствует уровень "Лог. 0", а в последних - уровень "Лог. 1", на выходе второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ, ИЛИ 14, определяющего операцию, выполняемую последовательным сумматором-вычитателем 1, в первых К тактах при одинаковых знаках множимого и коэффициента присутствует уровень "Лог.О", что определяет операцию суммирования, а в последних К тактах - уровень "Лог. 1", что определяет операцию вычитания. При разноименных знаках множимого и коэффициента чередование операций является противоположным.1Устройство работает следующим образом.В начале каждого цикла вычисления на установочный вход 20 устройства поступает импульс, который производит обнуление последовательного сумматора-вычитателя 1, счетчика 10 и первого, второго и третьего сдвиговых регистров 2-4, Этим импульсом производится запись множимого с шины 15 множимого в регистр 5 множимого, первый и второй частей преобразованного коэффициента соответственно с первой и второй шин 16 и 17 коэффициента соответственно в первый и второй регистры 6 и 7 коэффициента, знаков множимого и коэффициента соответственно с шин 18 и 19 знаков множимого и коэффициента, соответственно в регистры 11 и 12 знака и коэффициента, При этом в старшем знаковом разряде регистра 5 множимого всегда записан уровень "Лог, 0". Затем на тактовый вход 21 устройства начинают поступать тактовые импульсы, причем их количество в каждом цикле умножения равно 2 К.С началом поступления тактовых импульсов в регистре 5 множимого про5 130566 изводится потактовый сдвиг множимого, который, начиная с мпадшего разря. да, поступает на второй вход последовательного сумматора-вычитателя 1 и в зависимости от значения управляющего сигнала, поступающего на вход последнего, суммируется или вычитается из значения суммы частичных произведений, которая поступает на первый вход последовательного сумматора-вы читателя 1 с его выхода, но задержанная на С тактов в первом сдвиговом регистре 2 и первом коммутаторе 8.15По мере выхода из регистра 5 мйожи мого разрядов множимого в него на освободившееся место вновь с выхода второго коммутатора 9 записывается значение множимого, В связи с тем, что в начале каждого цикла умножения третий сдвиговый регистр 4 обнуляется между старшим разрядом множимого, первоначально записанным в регистр 5 множимого, и младшим разря дом множимого, который вновь записывается в регистр 5 множимого, сформировано В нулей (В ) О). В результате после К тактов вычисления в регистре 5 множимого сформировано число, состоящее из В нулей и К-В младших разрядов множимого, Это число в тече ние последних К тактов вычисления поступает на второй вход последовательного сумматора-вычитателя 1, который к этому времени под управлением сигнала с выхода второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 меняет выполняемую операцию на противоположную. 40В течение 2 К тактов вычисления с выхода младшего разряда первого сдвигового регистра 2 на последовательный выход 24 произведения устройства последовательно поступают 2 К бит результата умножения с удвоенной точностью. Последние К тактов вычисления с выхода старшего разряда первого сдвигового .регистра 2 во второй сдвиговый регистр 3 переписываются К младших разрядов произведения, В результате в конце каждого цикла умножения во втором сдвиговом регистре 3 оказываются сформированные К младших раэрядов произведения устройства, 55 а в первом сдвиговом регистре - 2-К старших разрядов произведения, которые поступают на шину 22 старших разрядов произведения устройства. 3 6Формула из обретения Устройство для умножения на коэффициенты, содержащее первый и второй коммутаторы, первый сдвиговый регистр и последовательный сумматор-вычитатель, выход которого соединен с информационным входом первого сдвигового регистра, разрядные выходы первого сдвигового регистра соединены соответственно с информационными входами первого коммутатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обработки операндов в прямом коде со знаком и получения результата умножения в дополнительном коде, в него введены счетчик по модулю 2 К (где К - разрядность множимого и коэффициента),первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй регистры коэффициента, второй и третий сдвиговые регистры, регистр множимого, регистр знака множимого и регистр знака коэффициента, причем информационные вхо ды первого и второго регистров коэффициента соединены соответственно с разрядами первой и второй шин коэффициента устройства, разрядные выходы первого и второго регистров коэффициента соединены соответственно с управляющими входами первого и второго коммутаторов, выход первого коммутатора соединен с первым входом последовательного сумматора-вычитателя, выход второго коммутатора соединен с информационным входом регистра множимого, установочные входы которого с второго по К-й (где К - младший разряд) соединены соответственно с разрядами шины множимого устройства, первый (старший) входной разряд регистра множимого соединен с шиной логического нуля устройства, выход регистра множимого соединен с вторым входом последовательного сумматоравычитателя, информационным входом третьего сдвигового регистра и с первым информационным входом второго коммутатора, каждый (. + 1)-й информационный вход которого, начиная с второго, соединен с ъ-м разрядным выходом третьего сдвигового регистра, начиная с первого разряда, выходы регистра знака множимого и регистра знака коэффициента соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом56 4Формула изобретенияПневматический командоаппарат, содержащий ячейки, в .каждой из которых установлены первый и второй распределители, выполненные с нормально закрытым и нормально открытым входами, вы" ходом и с прямой и инверсной камерами управления, причем в инверсной камере управления первого распределите" ля установлена пружина подпора, а в первой ячейке установлен элемент ИЛИ, один вход которого соединен с каналом пуска, другой вход - с выходом первого распределителя, выход - с, прямой камерой управления второго распределителя, во всех ячейках, кроме первой, прямая камера управления второго распределителя связана с вы" ходом первого распределителя, в каждой ячейке нормально закрытый и нормально открытый входы второго распределителя подключены соответственно к каналу питания и в атмосфере, выход второго распределителя сообщен с соответствующим выходным каналом, а прямая камера управления первого распределителя соединена с соответствующим входным каналом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения аппаратурных затрат, в инверсных камерах управления вторых распределителей установлены пружины подпора, а в каждой ячейке выход второго распределителя соеди" нен с нормально открытым входом и инверсной камерой управления первого распределителя своей ячейки, с нормально закрытым входом первого распределителя следующей ячейки и с инверсной камерой управления второго распределителя предыдущей ячейки. 3 13056 ленин распределителя 3 этой же ячейки, переключая распределитель 3. Давление питания через вход 4 распределителя 3 второй ячейки поступает на выход 10 (У) второй ячейки командоаппарата (У =1) и в камеры 8 управления распределителя 2 второй ячейки и распределителя 3 первой ячейки, переключая их. После переключения распределите" ля 2 второй ячейки в исходное положе ние сигнал, равный "1", проходит через вход 5 н выход 6 этого распределителя в камеру 7 управления распределителя 2 этой же ячейки, .При этом происходит запоминание сигнала, рав ного " 1"., на выходе 10 (У =1). Одновременно распределитель. 3 первой ячейки возвращается в исходное положение под действием пружины подпора 9 и сигнала У =1, поступающего в ин версную камеру 8 управления распределителя 3 первой ячейки. При этом на выходе 10 (У), как и на других выходах 10 (У , У, У), сигналы равны О, Далее подача сигнала Х приводит к появлению сигнала, равного " 1", на выходе 1 О (У) последней ячейки, на остальных выходах сигналы равны О, работа командоаппарата здесь происходит аналогично работе рассмот ренных ячеек, Цикл работы командоаппарата возобновляется при подаче сигнала Х =1 в камеру 7 управления распределителя 2 первойячейки. 35В случае снятия давления питания, в том числе, в аварийном случае, командоаппарат устанавливается в исходное состояние за счет рпимененя распределителей с пружинами подпо-Ю ра. Составитель Н. ЛанкиТехред И.Попович Корректор С. Черни Редактор Н, Рогулич Заказ 1451/45 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5