Число-импульсное множительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИ КСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11)1)40 06 Е 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ контрольно-иэмерительных и у щих систем. Цель изобретения ширение области применения з вляю - рассчет о рас снятия ограничении заим ых мом йУст емени начал я сомножите ложения во в тов формированройство содержичик 2, две гругруппу элементдержки 6, накаблок 8 привяэксомножителей,мента ИЛИ 1 О,чивает правильбеэ каких-либо умматор 1, сче ентов И 3 и 4 т пол пы эл числ оментов начала форвреме ние ожител ирования ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7 1) Украинский заочный политехнкий институт им, И.З.Соколова(56) Авторское свидетельство СССИф 754414, кл, С 06 Е 7/52, 1978.Авторское свидетельство СССРУ 136152, кл, С 06 Е 7/52, 1982 4) ЧИСЛО-ИИПУЛЪСНОЕ ИНОЖИТЕЛЪТРОИСТВО7) Изобретение относится к выльной технике и может быть исвано в составе вычислительных ов ИЛИ 5, элемент запливающий сумматори начала формированияэлемент И 9 и два эле 11. Устройство обеспеный результат умножениограничений на положеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в составе вычислительных,контрольно-измерительных и управляющих систем.Цель изобретения - расширение области применения путем снятия ограничений с взаимного расположения вовремени начальных моментов Формирования сомножителей.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2функциональная схема блока привязкиначала Формирования сомножителей. 15Устройство содержит полусумматор1, счетчик 2, первую 3 и вторую 4группы элементов И, группу элементовИЛИ 5 элемент 6 задержки, накапливающий сумматор 7, блок 8 привязки 20начала Формирования сомножителей,элемент И 9, первый 10 и второй 11элементы ИЛИ,Блок 8 привязки начала формирования сомггогггггтелей содержит первый 12и второй 13 логические узлы, первый14, второй 5 и третий 16 триггеры,репер сивггыйг счетчик 17, причем первый и второй входы первого логического узла 12 являются первым и вторым ггнформационцыми входами блока 8привязки ггачала Формирования сомножителей, первый и второй выходы первого логического узла 12 соединенысоответственно с входами установкин "1" триггеров 14, 15, шпзерсггыевыходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входамиузла 12, прямые выходы триггеров 14,15 соединены соответственно с первым 40и вторым входами второго логического узла 13, первый и второй выходыи третий вход которого являются соответственно вторым и третьим выходами и синхровходом блока 8 привязки 45начала формирования сомножителей,первый выход которого соединен с четвертым входом второго логическогоузла 13 и с прямым выходом триггера16, инверсный выход которого соединен с пятыми входами первого 12 ивторого 13 логических узлов, входустановки в "1" триггера 16 является управляющим входом блока 8 привязки начала формирования сомножителей, третий и четвертый выходы первого логического узла 12 соединенысоответственно с шестым и седьмымвходами второго логического узла 13,третий ныход и восьмой вход которого соединены соответственно с вычитающим входом и информационным вьгходом реверсивного счетчика 17, входсложения которого соединен с пятымвыходом первого логического узла 12.Принцип действия устройства заключается в следующем,Если формирование обоих сомножителей (импульсы С, Сд) начинаетсяодновременно, работа предлагаемогоустройства по сути ничем не отличается от работы изнестного устройства.Если же один из сомножителей начинает формироваться раньше, то блок8 обеспечивает запоминание числа пимпульсов этого сомножителя, поступивших до начала формирования другого сомноязгтеля, а также номера Иэтого сомножителя.На выход суммы полусумматора 1эти импульсы не пропускает закрытыйпри этом элемент И 9. Затем блок 8через соответствующий элемент ИЛИ(синхронно с тактовыми импульсамиС ) на И-й вход полусумматора 1сразу после окончания формированияИ-го сомножителя (когда сомножителиперекрываются во времени) или с момента начала Формирования другогосомножителя (когда отсутствует совпадение импульсов на входах сомножителей устройства).Первый логический узел 12 реализует следующие логические функции,Если Т, Т, Т - состояния триггеров 14, 15, 16 соответственно,а Л - сигнал на г.-м выходе узла 12( = 1, 25), то Л = С С Т Т- ЛТ Т, Л = С,СТТ = Л Тт,Л = Гс, Л = СС; Л = Т Узел 13 реализует следующие логические функции М; ( = 1, 2, 3, М; сигнал на д-м выходе этого, узла): м, = Рт,т, сс, + тт,сс,; м, = + Тс, С ) - при Р = О, если содержимое К реверсивного счетчика 17 равно нулю, и Р = 1, если К Ф О.Единичные состояния на выходах логических узлов 12, 13 индицируютю следующие значения функций:Л - первым начал формироваться первый сомножитель (поступающий на510 первый вход устройства, т,е, на первый вход первого элемента И 10);Л - первым начал формироваться второй сомножитель;Л - импульс поступил только на первый вход устройства;Л - импульс поступил только на второй вход устройства;Л - поступил Входнои импульс Одного из сомножителей, а первый импульс второго сомножителя еще не поступал,М - очередной тактовый импульс подается на второй вход элемента ИЛИ 1 О,И - очередной тактовый импульс подается на второй вход элемента ИЛИ 11,М - очередной тактовый импульс вычитается из содержимого реверсивного счетчика 17Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии установлены в "О" счетчик 2, накапливающий сумматор 7 и блок 8 (в "О" установлены его триггеры 14 - 16 и реверсивный счетчик 17), при этом импульсы на втором и третьем выходах блока 8 отсутствуют, на его первом выходе поддерживается нулевой сигнал, т,е, элемент И 9 закрыт по первому входу.Случай "а" (формирование сомножителей начинается одновременно).Первый же импульс с выхода переноса полусумматора 1, поступая на управляющий вход блока 8, устанавливает в " 1" его триггер 16, благодаря чему элемент И 9 открывается по первому входу. Других действий блок 8 в рассматриваемом случае не выполняет, устройство работает при этом точно так же, как устройство-прототип; 1-й импульс с выхода переноса полусумматора 1 (1 = 1, 2, щ ) вызывает увеличение содержимого накапливающего сумматора на число 2 (1 - 1) + 1, так что к моменту окончания формирования меньшего из сомножителей в счетчике 2 будет сформирован меньший сомножитель, а в на-. капливающем сумматоре 7 - его квадрат, Если щ, = щ , то результат умножения уже получен, Еспи щщ, то импульсы на выходе переноса полу- сумматора 1 прекращаются, но начинают формироваться импульсы на его выходе суммы, каждый из которых вы 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зывает прибавление к содержимому накапливающего сумматора 7 содержимого счетчика 2 (через элементы И группы 4 и элементы ИЛИ группы 5), В резуль" тате к моменту окончания формирования большего сомножителя в накапливающем сумматоре 7 будет сформигровяно числО щ + щ (щ щ)= щщ). Если щщ , то совершенно аналогично получаем ще + щя(щ ща) щгщ г Случай "б" (формирование первого сомножителя начинается раньше, а заканчивается во время формирования второго сомножителя).Обозначим через ичисло импульсов первого сомножителя, предшествующих первому импульсу второго сомножителя, Первый же из этих и импульсов вызовет формирование сигнала Л = 1 на первом выходе логического узла 12, т.е, триггер 14 блока 8 будет установлен в "1" (тем самым запоминается номер И = 1 сомножителя, который начал формироваться первым). Каждый из и импульсов вызывает также формирование импульса (сигнала Л) на пятом выходе первого логического узла 12, т.е. на суммирующем входе реверсивного счетчика 17, в котором и фиксируется число п 4 . Импульсы, формируемые при этом на выходе суммы полусумматора 1, не проходят на входы элементов И группы 4, поскольку элемент И 9 закрыт по первому входу нулевым сигналом с первого выхода блока 8, При появлении импульсов одновременно на обоих информационных входах устройства импульс с выхода переноса полусумматора 1 устанавливает Т = 1, в результате импульсы перестают поступать на суммирующий вход реверсивного счетчика 17, но появляются на выходе переноса полу- сумматора 1, при этом блоки 2 - 7 работают аналогично описанному выше, обрабатывая все и, импульсов, поступающих одновременно на оба входа устройства, т,е, формируя число по в счетчике 2 и число п в накапливающем сумматоре 7. Когда формирование первого сомножителя заканчивается (щ 4 = и + и ), импульсы продолжают поступать только на второй информационный вход устройства, од20 гш 4 + ш 4 пг ш 4 шг 40 Случай в (формирование первого сомножителя начинается раньше, азаканчивается позже, чем второго).До окончания формирования второго сомножителя устройство работает точ но так же, как в случае "б", в реверсивном счетчике 17 будет зафиксировано число п 4, в счетчике 2 - число и, = щг, а в накапливающем сумматофе 7 - число шгг. Каждый из следующих и, импульсов (и, = ш - п - ш) поступающих только на первый вход устройства, будет добавлять число щ к содержимому накапливающего сумгматора 7, а после прекращения формирования первого сомножителя еще и импульсов подаст блок 8 на первый вход полусумматора 1 - совершенно аналогично тому, как это описано вы 5 142 чО нако блок 8 формирует теперь - синхронно с тактовыми импульсами на синхровходе устройства - п импульсов на втором входе первого элемента ИЛИ 10 (импульсы формируются на первом и третьем выходах второго логического узла 13)Действительно, после окончания формирования первого сомножителя имеем: Р = 1, Т = 1, 10 ТгО, Т = 1, так что тактовые импульсы Сз (с учетом того, что С 1 = О, Сг = 1) проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 17 до тех пор, пока реверсивный счетчик 5 17 не будет возвращен в "0", т,е, пока не будет достигнуто равенство К = 0 и, следовательно, Р = О, Таким образом, хотя формирование первого сомножителя было начато на п тактов раньше, чем второго, на входы полусумматора 1 импульсы поступали одновремено в течение по + п тактов, т,е. в счетчике 2 зафиксировано число ш, а в накапливающем сум маторе 7 - число щ. В дальнейшем п,г импульсов (шг = ш+ пг) поступают только на второй вход полусумматора 1, блок 8 в работе устройства больше не участвует, так что 30 блоки 1-7 заканчивают процедуру умножения совершенно аналогино случаю "а": каждый из и г импульсов с выхода суммы полусумматора 1 вызывает прибавление к содержимому накапливающего сумматора 7 содержимого счетчика 2, в итоге получаем 4 6ше для случая "б . В итоге накапливающий сумматор 7 будет содержать числоп + шг(п + п 1) = югаСлучайг" (формирование первогосомножителя заканчивается до началаформирования второго),Вначале щ импульсов, поступающихтолько на первый вход устройства,обрабатываются точно так же, как первые , импульсов в случаях "б", "в".В отличие от рассмотренных, в данномслучае вообще отсутствует одновременное поступление импульсов на обаинформационных входа устройства, такчто к приходу импульса на второй еговход триггер 16 блока 8 остаетсяустановленным в "0", следовательно,тактовые импульсы С не могут пройти на выходы логического узла 13. Нопервый же поступающий на второй информационный вход устройства (т.е.на второй информационный вход блока8) импульс поступит на вычитающийвход реверсивного счетчика 17, Импульс с второго выхода блока 8 поступает через элемент ИЛИ 10 на первь 1 вход полусумматора 1 одновременно с импульсом на его втором входе,возникающий при этом на выходе полусумматора 1 импульс переноса устанавливает триггер 1 б в состояние "1",после чего импульсы на втором выходеблока 8 будут формироваться точнотак же, как в предыдущих случаях,пока не будет достигнуто равенствоК = О, т.е, Р = О. В результате всчетчике 2 и накапливающем сумматорепосле обработки ш импульсов, поступающих оччовременно на оба входа полусумматора 1, будут сформированычисла ш и а , затем каждый из импульсов, поступающих только на второйинформационный вход устройства, добавляет содержимое счетчика 2 к содержимому накапливающего сумматора7, в итоге получаемш + тй(т - ш) = шщПри ш) шг эти числа меняютсяместами: совпадать во времени на входах полусумматора 1 будут щг импульсов, после чего еще ш - шг импульсов поступят только на один (первый) его вход, в итоге в накал14240 ливаюшем сумматоре 7 совершенно аналогично предыдущему будет сформировано число щг + щг(щщг) = щгщВ случаях "б" - "г" первым начинает формироваться первый сомножитель, Если, наоборот, первым начинает формироваться второй сомножитель, устройство работает аналогично, с тем отличием, что в момент начала 10 формирования второго сомножителя н "1" устанавливается второй триггер 15 блока 8, фиксируя тем самым номер И = 2 сомножителя, начавшего формироваться первым,в результате допол нительные импульсы подаются синхронизатором не на первый элемент ИЛИ 10, а на второй (11). Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает правильный результат умножения без каких-либо ограничений на положение во времени моментов начала формирования сомножителей. 20 25 Формула изобретения Число-импульсное множительное устройство, содержащее полусумматор, 30 счетчик, первую и вторую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, элемент задержки и накапливающий сумматор, причем выход переноса полусум - матора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ группы и с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика, выходы элементов И первой груп пы с первого по (и - 1)-й (и - разрядность счетчика) соединены соответ. ственно с первыми входами элементов ИЛИ группы с второго по п-й, а выход и-го элемента И первой группы соеди 45 14 8нен с входом (и + 1)-го разряда накапливающего сумматора, выходы элементов ИЛИ группы соединены с входами соответствующих разрядов с первого по и-й накапливающего сумматора, разрядные выходы счетчика соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выход переноса полусумматора соединен через элемент задержки со счетным входом счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет снятия ограничений с взаимного расположения но времени начальных моментов формирования сомножителей, в него введены блок привязки начала формирования сомножителей, первый и второй элементы ИЛИ и элемент И, причем первый и второй информационные входы устройства соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с первым и вторым информационными входами блока привязки начала формирования сомножителей, синхровход которого соединен с шиной синхронизации устройства, а управляющий вход соединен с выходом переноса полусумматора, выход суммы которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом блока привязки начала формирования сомножителей, а выход элемента И соединен с вторыми входами элементов И второй группы, второй и третий выходы блока привязки начала формирования сомножителей соединены соответственно с вторыми входами первого иовторого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первым и нторым информационными входами полусумматора./5 30 лиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул ктная, 4 оизводст н Редактор А.Маковска Заказ 4688/51 Составитель В,Гус Техред М.Ходанич ПИ Государственного к о делам изобретений и Москва, Ж, Раушск митета ССоткрытийя наб., д