Делительно-множительное устройство

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 11868757(5 цм. кл.з с присоединением заявки Ио 6 06 Р 7/70 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(71 Заявитель Минский радиотехнический институт(54) ДЕЛИТЕЛЬНО-МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в стохастических вычислительных машинах и устройствах.Известно устройство стохастического типа, содержащее генератор псевдослучайньтх чисел, два блока сравнения, первые входы которых подключены к выходу счетчика результата и входу счетчика делителя, ключевой.элемент, входы которого подключены к выходам счетчика результата и счетчика делителя (11Недостатком укаэанного устройства является то, что для получения 15 высокой точности вычисления необходимо произвести большое число испытаний.Известно также устройство, содержащее генератор псевдослучайных чи сел, два блока сравнения, первые входы которых объединены и подключены к выходу генератора псевдослучайных чисел, а выходы блоков сравнения подключены к первым входам четвер того и пятого ключевых элементов соответственно, при этом выход четвертого ключевого элемента подключен ко входу счетчика результата, выход которого подключен к первому входу 30 третьего ключевого элемента, дополнительный счетчик делителя, вход которого подключен к первому входу устройства, а выход - ко вторым входам четвертого и пятого ключевых элементов, счетчик делителя, первый вход которого подключен ко второму входу устройства, а выход - ко второму входу третьего ключевого элемента, выход которого является выходом устройства. Данное устройство обеспечивает более высокую точность вычися ления за счет снижения автокорреляции в выходных потоках результатов сравнения 12.Недостатком этого устройства является то, что в случае, если делимое Х больше делителя 3 ,оно не обеспечивает достаточной точности вычисх ленин пропорции видаг= - 2 (1) еУНаиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блок управления, генератор псевдослучайных чисел,два блока сравнения, первые выходы которых объединены и подключены к выходу генератора псевдослучайных чисел, а выходы первого и второго блоков сравнения подключены к первымвходам четвертого и пятого ключевого элементов соответственно, при этом ныход четвертого ключевого элемента подключен ко нходу счетчика резуль- тата, выход которого подключен к первому входу третьего ключевого элемента, первый счетчик делителя, вход которого подключен к первому входу устройства, а выход - ко вторым входам четвертого и пятого ключеных элементов, второй счетчик делителя, первый вход которого подключен ко второму входу устройства, а выход - ко второму входу третьего ключевого элемента, выход которого является выходом устройства, вторые входы первого и второго блоков сравнения соединены с третьим и четвертым входом устройства соответственно. Данное устройство обеспечивает повышенную точность вычисления вслучае, если делимое х больше делителя у,либо повышение быстродействия в случае,если н нем предусмотрено повторениечисла испытаний К Е раз 31,Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие.Цель изобретения - увеличениебыстродействия при заданной точности,11 оставленная цель достигается тем,что делительно-множительное устройство, содержацее генератор импульсов,генератор псевдослучайных чисел, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, блок задания кода делимого, блох задания кода делителя, первый и второй блоки сравнения, первые группы входов которых соединены с выходами ссстветстненно блока задания кода делимого и блоказадания кода делителя, а вторые группы входов подключены к выходам генератора псевдослучайных чисел, первый и второй ключевые элементы, первые входы которых соединены с выходамисоответственно первого и второго блоков сравнения, первый счетчик делителя, вход которого соединен с выходом генератора-имппульсон, а выходподключен кс, вторым входам первого и нхсрсгс ключевых элементов, счетчик результата, счетный вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, третий ключеной элемент, первый вход которого соединен с выходом счетчика результата, а выход является выходом устройства, блок Формирования сигнала пуска, триггер, нулевой вход которого соединен с выходсун блока Формирования сигнала пусЖ, четвертый ключевой элемент, выход которого соединен с единичным входом триггера, пятый и шестой ключевые элементы, первые входы которых подключены к выходу второго ключевого элемента, а вторые входы соединены соответственно с нулевым и единичным выходами триггера, второй счетчик делителя, вход которого30 элемента.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит первый 1 ивторой 2 блоки сравнения; третий 3,З 5 первый 4, второй 5, четвертый б, пятый 7 и шестой 8 ключевые элементы,генератор 9 псевдослучайных чисел,триггер 10, второй счетчик 11 делителя, первый элемент ИЛИ 12,третийсчетчик 13 делителя, счетчик 14результата, первый счетчик 15 делителя, блок 1 б формирования сигнала пуска, Формирователь 17 импульсов,второй элемент ИЛИ 18,блок 19 заданиякода делимого, блок 20 задания кода45 делителя, генератор 21 импульсов, блок 22/задания кода сомножителя блок 23 элементов И, первый 24 и второй 25элементы И. 5 30 15 20 25 50 55 60 б 5 соединен с выходом пятого ключевогоэлемента, первый элемент ИЛИ, первыйвход которого соединен с выходом второго счетчика делителя, а второй входс выходом шестого ключевого элемента, третий счетчик делителя, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выходсо вторым входом третьего ключевогоэлемента, формирователь импульсов,вход которого соединен с единичнымвыходом триггера, второй элементИЛИ, первый вход которого соединенс выходом формирователя импульсов,второй вход - с выходом блока формирователя сигнала пуска, а выходс установочным входом счетчика результата, блок задания кода сомножителя, блок элементов И, группа входов которого соединена с выходамиблока задания кода сомножителя, установочный вход - с выходом второгоэлемента ИЛИ, а выходы - с установочными входами третьего счетчика делителя, дополнительно содержит первыйи второй элементы И, первые входыкоторых подключены к выходу генератора импульсов, вторые входы соединены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, авыходы - соответственно с первым ивторым входами четвертого ключевого Выход генератора 21 импульсов подключен ко входам генератора 9 псевдослучайных чисел, первого счетчика 15 делителя, первого 24 и второго 25 элементов И. Выходы блоков 19 и 20 кодов делимого и делителя соединены с первыми группами входов соответственно первого 1 и второго 2 блоков сравнения, вторые группы входов которых соединены с выходами генератора 9 псевдослучайных чисел, а выходы - со входами соответственно первого ключевого элемента 4 и первого элемента И 24 или второго ключевого элемента 5 и второго элемента И 25, Вторые входы первого 4 и второго 5 ключевых элементов соединены с выходом первогосчетчика 15 делителя. Выход первогоключевого элемента 4 соединен со счетным,входом счетчика 14 результата,выход которого через третий ключевой элемент 3 подключен к выходуустройства. Выходы первого 24 ивторого 25 элементов И подключенысоответственно к первому и второмувходам четвертого ключевого элемента б, выход которого соединен сединичным входом триггера 10.Выход блока 16 формирования сигнала пуска соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 18 и нулевым входом триггера 10, единичный выход которого соединен со вторым входом 15шестого ключевого элемента 8 и черезформирователь 17 импульсов - со вторым входом второго элемента ИЛИ 18,Выход второго элемента ИЛИ 18 соединен с установочным входом счетчика 2014 результата йуправляющим входомблока 25 элементов И. Выход второгоключевого элемента 5 соединен совходами пятого 7 и шестого 8 ключевых элементов, выходы которых соединены соответственно через второйсчетчик 11 делителя и непосредственно со входами первого элемента ИЛИ12. Выход первого элемента ИЛИ 12соединен со счетным входом третьегосчетчика 13 делителя, выход которогосоединен со вторым входом третьегоключевого элемента 3, Выходы блока22 задания кода сомножителя соединены с группой входов блока 23 элементов И, выходы которого соединеныс установочными входами третьего счетчика 13 делителя,Устройство работает следующимобразом.С выхода генератора 21 импульсов 40импульсы опорной частоты поступают на вход генератора 9 псевдослучайных чисел и на вход первого счетчика 15 делителя. Блоки 19 и 20 задания кодов делимого и делителя за(дают коды чисел х и у которые поступают навходы блоков 1 и 2 сравнения соответственно, Блок 22 заданиякода сомножителя задает код числа2 который поступает на группу входов блока 23 элементов И. Второй 50счетчик 11 делителя имеет коэффициентпересчета равный К (задается исходяиз условия достижения требуемойточности, КЪ)1, обычно К 10). При подаче сигнала пуска с блока 16 устройство устанавливается в исходное положение. Триггер 10 и счетчик 14 результата устанавливаются в нуль, ав третьем счетчике 13 делителя (сигналом, псступающим через первый элемент ИЛИ 18 на блок 23) записываетсякод числа,Импульсы опорной частоты задают вгенераторе 9 псевдослучайных чиселвсе новые числа, которые в блоках 1 65где В. и 2 сравнения сравниваются с делимымх и делителем у, С первого счетчика15 делителя подаются на ключевыеэлементы 4 и 5 импульсы тактовойчастоты с целью снижения автокорреляции в выходных потоках результатовсравнения. С выхода генератора 21импульсов импульсы опорной частотыпоступают на входы первого и второгоэлементов И 24 и 25 с целью повышенияскорости получения результатов срав"нения.Результаты сравнения с первогои второго элементов И 24 и 25 поступают на четвертый ключевой элемент б.Кроме того, со второго ключевого элемента 5 результат сравнения поступает на ключевые элементы 7 и 8. Начетвертом ключевом элементе 6 проверяется выполнение условия ху. Таккак сигнал на выходе ключевого элемента б появляется только при наличии сигнала на его входе, соединенном с выходом элемента И 25, и отсут"ствии сигнала на другом его входе,то этот сигнал однозначно определяетмоме)т времени С, когда согласно формуламх = 0, если В. х(3)11, если В; 1числа получаемые случайной выборкой из множества 1) = 0,12 -1,х и у - являются К-разрядйымидвоичными числами, т.е.х 2 к, у 2 - 1,ку+=1,ах=О,те,уВ хВСигнал о выполнении данного условия поступает на триггер 10, которыйэтим сигналом устанавливается в единичное состояние. С нулевого выходатриггера 10 сигнал поступает на пятый ключевой элемент 7 с момента пуска устройства до момента временикогда появляется сигнал, что ху,Заметим, что сигнал на выходе ключевого элемента б может и не возникнуть,если х)у. Импульсы с выхода ключевого элемента 7 поступают на второйсчетчик 11 делителя, коэффициент пересчета которого равен К, т.е. каждый К-ый импульс, пришедший на входвторого счетчика 11 делителя переполняет его, а на Его выходе возникаетимпульс, поступающий через элементИЛИ 12 на третий счетчик 13 делителяТаким образом, если х,у, на счетчик13,.поступают импульсы с выхода второго ключевого элемента 5, число которых уменьшено в К раз по сравнениюс выражением (1)Как уже отмечено, если ху черезтактов ( среднее х 2 ") на выходеключевого элемента б появляетсясигнал, который переключает триггер10 в единичное состояние. При этомоткрытвается для прохождения сигналов с выхода ключевого элемента 5ключевой элемент 8 и закрываетсяключевой элемент 7. Перепад потенциала на единичном выходе триггера10 формируется Формирователем 17импульсов в импульс, который проходячерез элемент ИЛИ 18, устанавливает счетчики 14 и 13 в исходное поЛожение. После этогО на третьем счетчике 13 делителя подсчитываются импульсы, сформированные на ключевомэлементе 5 согласно выражению (1).Счетчик 14 результата подсчитывает число единиц в потоке результата сравнения делимого до тех:порпока в.третьем счетчике 13 делителянЕ наберется 2 единиц в случае, если ху, либо пока в счетчиках 11 и13 не наберется К 2 единиц в случае,если х)у, После подсчета 2 либо К 2единиц третий счетчик 13 делителя "вырабатывает импульс, открывающийключевой элемент 3 для выдачи результата вычисления (1) .Положительный эффект предлагаемого устройства по сравнению .с известным состоит в повышении скорости вычислейия пропорции (1) при х(у вслучае, если в известном устройствевремя вычисления равнохТ = Т+ "где т = В,т;ПРОсю = 1 ТсцИ - число тактов со счетчика 1Тц - период импульсов, Форми 1 руемых на выходе счетчикаЬ=- число тактов, необходимых(в среднем) для определе.ния соотношения х и.В предлагаемом устройстве при хнувремявычисления пропорции (1) следующее, нгде ,= 1 Т;т,: ,коэффициент деления счетчика 151Т - период следования импульсовс генератора импульсов.Сокращение времени вычисленияЬТ - Т"- Р= 1,ТО)формула изобретенияДлительно-множительное устройст" во, содержащее генератор импульсов, генератор псевдослучайных чисел, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, блок задания кода делимого, блок задания кода делителя, первый и второй блоки сравнения, первые группы входов которых соединены с выходами .соответственно блока задания кода делимого и блока задания.кода делителя, а вторые группы входов подключены к выходам генератора псевдослучайных чисел, первый и второй ключевые элементы, первые входы которых соединены с выходамисоответственно первого,и второгоблоков сравнения, первый счетчик делителя, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выходподключен ко вторым входам первогои второго ключевых элементов, счетчик результата, счетный вход которогосоединен с выходом первого ключевого элемента, третий ключевой элемент, первый вход которого соединенс выходом счетчика результата, авыход является выходом устройства,блок Формирования сигнала пуска,триггер,. нулевой вход которого соединен с выходом блока формирования5 сигнала пуска, четвертый ключевойэлемент, выход которого соединен сединичным входом триггера, пятый ишестой ключевые элементы, первые входы которых. подключены к выходу вто 30 рого ключевого элемента, а вторыевходы соединены соответственно снулевым и единичным выходами триггера, второй счетчик делителя, входкоторого соединен с выходом пятогоключевого элемента, первый элементИЛИ, первый вход которого соединенс выходом второго счетчика делителя,а второй вход - с выходом шестогоключевого элемента, третий счетчикделителя, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ,а выход - со вторым входом третьегоключевого элемента, формировательимпульсов, вход которого соединен сединичным выходом триггера, второйэлемент ИЛИ, первый вход которогосоединен с выходом формирователя импульсов, второй вход - с выходомблока формирования сигнала пуска, авыход - с установочным входом счет 40 чика результата, блок задания кодасомножителя, блок элементов И, группа входов которого соединена с выходами блока задания кода сомножителя, установочный вход - с выходом4 второго элемента ИЛИ, а выходы - сустановочными входами третьего счетчика делителя, о т л и ч. а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличениябыстродействия, оно содержит первыйи второй элементы И, первые входы,которых подключены к выходу генератора импульсов, вторые входы соединены с выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, а,выходы " соответственно с перрымф и вторыйвходами четвертого ключевого элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРц) .9 320810, кл. 6 Об Р 7/38, 1970,2. Авторское свидетельство СССР9 544962, кл. 6 06 Р 15/Зб, 1977,З.Авторское свидетельство СССР позаявке 9 .2832171/24,кл,О Об Р 15/Збд 29,10.79 (прототип),868757 Составитель О.МайоровРедактор М.Митровка Тежред Ь.Савка КорректорЛ.Бокш Зак дписноеСССР 4/ л ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 330/71 Тираж ВНИИПИ,Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж-З