Устройство для определения количества единиц в двоичном числе

Из указанного выражения видно, чтовыдача подсчета количества единиц вкоде сводится к нахождению разностиколичеств единиц в первой и нулей вовторой половинах кода и коррекции ре 5зультата на величину и/2,Разность может быть найдена сле- .дующим образом.Попарно анализируются однощченныеразряды в первой и второй половинахрегистра. Если в анализируемом кодекомбинация 11, то разность равна +1и в счетчик нужно добавить единицу.Если в анализируемой паре комбинация00, то раэность равна -1 и из счетчика следует вычесть единицу. Если ком-бинация равна 01 либо 10, то содержимое счетчика остается без изменения.В случае, когда первая пара разрядов содержит комбинацию 11, а вторая - ОО, нет необходимости в счетчиквначале прибавлять единицу, а затемвычитать, следует оставить содержимоесчетчика без изменения с переходомк анализу очередной пары комбинаций11 и 00,Аналогичные ситуации, т,е. когдасодержимое счетчика следует оставитьбез изменения, возникают при наличии30в анализируемом коде нескольких парразрядов, первая из которых содержиткод 11, а вторая - 00,Если в процессе поиска таких парвстречаются только комбинации 11, тов счетчик прибавляется 1, если только комбинация 00, то из счетчика вычитается 1.Коррекция может быть осуществленапредварительной записью. кода п/2 всчетчик,.40Устройство работает следующим образомм.Устройство начинает работать посигналу запуска, поступающему по входу 27 запуска на единичный вход триг 45гера 16 и устанавливающему его в состояние "1". При этом единичным сигналом с единичного выхода триггера 16открывается элемент И 13, через который начинают поступать тактовые импульсы с входа 29.Пусть в 8-разрядный регистр 1в первую половину принят код 1001,во вторую - 1010, а в счетчик 17двоичный код 1000. 55При этом элемент.И 2, открыт,Единичный сигнал с его выхода по одноименным инверсным входам закрывает последующие элементы И 2, поступаетна второй вход элемента И 3, и черезэлемент ИЛИ 7 открывает по первомувходу элемент И-НЕ 14 11 о этому сигналу элемент ИЛИ-НЕ 9 формирует насвоем выходе нулевой сигнал, закрывающий по первому входу элемент И 10.Так как на инверсных выходах вторых разрядов обеих половин регистра 1.имеются единичные сигналы, то открытый элемент И 4по инверсному входунулевым сигналом с выхода элементаИ 4, формирует на своем выходе единичный сигнал. Этим сигналом закрыты поодноименным инверсным входам последующие элементы И 4 и открыты по инверсному входу элементы И 5 и черезэлемент ИЛИ 8 по второму входу эле-.мент И-НЕ 9. При этом на его выходеформируется нулевой сигнал, закрывающий по первым входам оба элемента И 11 и 12.Тактовый сигнал, поступающий повходу 29 через открытый элемент И 13,не воздействует на состояние счетчика 17, а устанавливает после прохождения элемента 15 задержки в "0" через откры ый элемент И 31 первый разряд первой половины регистра 1 и в"1" через открытый элемент И 5 иэлемент ИЛИ 6второй разряд второйполовины регистра 1,Таким образом, после тактовогоимпульса в регистре 1 фиксируетсякод 0001,1110,После этого на выходах элементовИ 2 и 4 устанавливаются нулевые сигналы, которые поступают через эле"менты ИЛИ 7 и 8 на соответствующиевходы элемента ИЛИ-НЕ 9. На выходепоследнего формируется единичный сигнал, открывающий элемент И 10,Очередной тактовый импульс, проходящий через открытый элемент И 13,не воздействует на состояние счетчика 17 и регистра 1, так как элементы, И 3, 5, 11 и 12 закрыты. Так какэлемент И 10 открыт, то этим тактовымсигналом устанавливаются в "0" триггер 16 и все разряды регистра . Единичный сигнал, возникающий на нуле"вом выходе триггера 16, по выходу 31используется в качестве сигнала окончания процесса подсчета числа единици возможности считывания результатас выходов 30.В данном случае в счетчике 10сохраняется двоичный код 1 000, ознаУстройство для определения количества единиц в двоичном числе по авт, св. Р 1322480, о т л и ч а ю - (щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства за счет уменьшения числа тактов его работы, в него введены пятый элемент И, тре тий и четвертый элементы ИЛИ и пятая - восьмая группы элементов И, первый и второй прямые входы -. го (д=1,2и/2-1) элемента И пятой группы подключены соответственно к прямым выходам (+1)-го и (+и/2+1)-го разрядов и-разрядного регистра, первый инверс 50 5 154707чающий наличие четырех единиц в анализируемом коде 1001.1010.Если после очередного тактовогоимпульса на входах элемента И-НЕ 145устанавливается комбинация 10, тоэлемент И 11 открывается по третьемуи первому входам, а элемент И 12 закрывается по третьему входу, Поэтомуочередным тактовым сигналом производятся прибавление 1 к содержимомусчетчика 17 и через элемент 15 задержки установка в "0" соответствуюцего разряда первой половины регистра 1, Время задержки элементом 15 задержки определяется переходными процессами в элементе И 11 (И 12) и,счетчике 17.Если же после очередного импульсана входах элемента И-НЕ 14 устанавливается комбинация 01, то открывается элемент И 12 и закрывается элемент И 11При этом очередным тактовым импульсом из счетчика 17 вычитается 1 и через открытый соответствующий элемент И 5 устанавливается в"1" соответствующий разряд второйполовины регистра 1.Пусть в первую половину регистра 1принят код 1001, а во вторую - такой 30же код 1001.При этих условиях состояние элементов И 23,4 ,5 , ИЛИ 7,8, И-НЕ 14,9, И 10,11,12 до поступления тактового сигнала аналогично рассмотренномувыше,Кроме того, нулевым сигналом с выхода элемента И 2 (открыт по инверсному входу элемент И 18( Так какна его прямых входах присутствуют 40единичные сигналы с единичных выходовстарших разрядов обеих половин регистра 1, то элемент И 18( ,открыт,и единичный сигнал с его выхода за-.крывает по инверсным входам все остальные элементы И 18 группы. Одновременно по второму входу открываетсяодноименный элемент И 20 и через элемент ИЛИ 22 открывается по первомувходу элемент И 24.Аналогично единичным сигналом снулевых выходов предпоследних разрядов обеих половин регистра 1 по прямым входам открыт элемент И 19 (на обоих инверсных входах которого 55имеются нулевые сигналы с выходовэлементов И 4(г 1 и 19 пи,.Единичным сигналом с выхода открытого элемента И 191-открыты по 2 6вторым входам элемент И 21 и элемент И 24 через элемент ИЛЙ 23 и за=.крыты по инверсным входам остальныеэлементы И 19.Так как элемент И 24 открыт, тооткрыты и элементы И 20 , и 21/ .При этом через монтажное ИЛИ открытдополнительно элемент И 3 (тТаким образом, элементы И 18,19,ИЛИ 22,23,24, И 20 и 21 за счетвстречного анализа кодов в регистре 1 обеспечивают формирование условий для переключения дополнительныхразрядов обеих половин регистра,содержащих пары комбинаций 11 и 00.По тактовому сигналу с выхода элемента 15 задержки производится одновременная установка в "0 первогои четвертого разрядов первой половины регистра 1 через открытые элементы И 3, и,И 3(, а в "1 - второгои третьего разрядов второй половинырегистра 1 через открытые элементыИ 5 и 21 ( и элементы ИЛИ 6 и6 в(г. При этом после первого тактового импульса в регистре 1 фиксируется код 0000.1111.В дальнейшем работа устройства завершается по второму тактовому импульсу аналогично рассмотренномувьше,По завершении цикла подсчета единиц в анализируемом коде регистр 1и триггер 16 установлены в "0", ав счетчике 17 фиксируется результатработы устройства. Для нового цикла в устройство принимается по входам 25 и 26 очередной код в регистр1, а в счетчик 17 по входам 28 -двоичный код и/2. После этого по входу 27 подается импульс запуска,Формула изобретенияный вход -го (=1,2 п/2-1) элемента И пятой группы подключен к выходу ,(д+1)-го элемента первой группы, выц каждого элемента И пятой группы кроме первого, соединен с соответствующими инверсными входами всех предыдущих элементов И пятой группы, первыми входами соответствующих элементов И шестой группы и соответствующими вхо р дами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, первый и второй прямые уходы 1-го (ь =1,2 п/2- 1) элемента И ,седьмой группы соединены с инверсными выходами соответственно Я+1)-го и (1+и/2-1)-го разрядов и-разрядного регистра, первый инверсный вход д-го ,(х 1,2 п/2-1) элемента И седьмой группы подключен к выходу О.+1)-го 2 О элемента И третьей группы, выходы каж-, 3 дого элемента И седьмой группы, кроме первого, соединены с соответствующими инверсными входами предыдущихэлементов И седьмой группы, первымивходами соответствующих элементов Ивосьмой группы и соответствующимивходами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами элементов И шестой и восьмой групп, третьивходы элементов И восьмой группыобъединены и подключены к выходуэлемента задержки, выход д-го (=1,2 п/2-1) элемента И шестой группы объединен с выходом 6+1)-го эле. -мента И второй группы, выход д-го547072 Составитель О.Неплоховор А.Лежнина Техред Л.Сердюкова Корректор як Тираж б 61 Подписное Гагарина,10 Производственно-издательский комбинат "Патент" г.Ужго Заказ 85 ВНИИПИ Го ственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45