Устройство для деления чисел, представленных число импульсным кодом

О П И С А Н И Е 1,934470ИЗОБРЕТЕНИЯк двтоРскомь свидвпльствь Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 08. 10.80 (2 ) 2990786/ 8-24с присоеаинением заявки РЙно делам нзабретеннй н открытий(72) Авторы изобретения Б, Грейз, А. И. Мехович и В.Л. Бобченок 1) Заявитель Центральное конструкторское бюро гиприборостроения Госкомитета СССР пои конт олю п и о ной с омет дро 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ ЧИСЕЛ,ПРЕДСТАВЛЕННЬИ ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЬ КОДОМатиоб" ерез делен только чно ю до це 20ринимать делитепь можетелые значения.лее близким к прустройство, сод лых, т только Наиагае ащее явпяетс Изобретение относится к авт ке и вычислительной технике и назначено для систем измерения работки информации,Известно устройство, содерж задающее устройство, связанное управляющую вентильную схему со счетчиками, детектор, вентильные и формирующие схем, причем один из входов управляющей вентильной схемы связан с источником входных сигналов,1 О а второй - с выходом детектора, один иэ выходов управляющей вентильной схемы соединен со входом счетчика, а вторрй - с вентильными схемами ь 315Недостатком этого устройства является низкая точность деления при заданном быстродействии, так как входной число-импульсный код может быть декадных реверсивных счетчиковгде И 1,2п, и-число разрядов делите ля), блоки задания делителя, первый элемент И, генератор импульсов, счетчик результата, причем первый вход генератора импульсов соединен с входной шиной устройства, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выходы блоков задания делителя поразрядно соединены с входами суммирования й декадных реверсивных счетчиков, выход и"го декадного реверсивного счетчика соединен с входом счетчика результата 2).Недостатком известного устройства является низкое быстродеиствие при заданной точности деления. Это выэва" но тем, что частота задающего генера тора в О раз вьппе частоты входно" го число-импульсного кода. При заданной высокой точности деления дпя выполнения такого соотношения приеходится накладывать ограничение на3 9344 максимальную частоту импульсов входного чиспо-импульсного кода.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при заданной точности деления.5Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены регистр сдвига, М декадных реверсивных счетчиков (где М=п+1, и+2,..,2 п), второй и третий элементы И, пять эле- щ ментов ИЛИ, причем вход установки в исходное состояние регистра сдвига соединен с входом счетчика результата и с объединенными входами суммирования М декадных реверсивных 1 счетчиков, выход первого элемента ИЛИ соединен с информационным входом регистра сдвига, первый выход кото. - . рого .соединен со вторым входом пер вого элемента И, выход которого соеди нен с вычитающими входами первого и (и+1)-го декадных реверсивных счетчиков, второй выход регистра сдвигасоединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого сое. дииен с первым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, а второй вход - с третьим выходом регистра сдвига, выход второго элемента И соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с выходом (и+1)-го декадного реверсивного счетчика, а выход - с вычитаюдим входом (и+2)"го декадного реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого декадного реверсивного счетчика соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом второго декадного реверсивного счетчика, выход последнего соединен со вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом 2 п-го декадного ревер- фф сивного счетчика, вход суммирования которого соединен с входной шиной устройства, выход 2 п-го декадного реверсивного счетчика соединен со вторым входом генератора импульсов, И выход третьего элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом и-го декад-, ного реверсивного счетчика. 70 4На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройствадля деления чисел, представленныхчисло-импульсным кодом.Устройство содержит декадные реверсивные счетчики 1-6, блоки 7-9 задания делителя, элементы 10-14 ИЛИ,элементы 15-17 И, регистр 18 сдвига,старт-стбпный генератор 9 импульсов, входная шина 20, счетчик 21результата,В устройстве первый вход стартстопного генератора 19 импульсовсоединен с входной шиной 20 устройства, выход старт-стопного генерато.ра 19 импульсов соединен с первымвходом элемента 17 И, выходы блоков7-9 задания делителя поразрядно соединены с входами суммирования декадных реверсивных счетчиков 4-6, выходдекадного реверствногосчетчика 6 соединен с входом счетчика 21 результата,вход установки в исходное состояниерегистра В сдвига соединен с входомсчетчика 21 результата и с объединенными входами суммирования декадных реверсивных счетчиков 4-6, выходэлемента 14 ИЛИ соединен с информационным входом регистра 18 сдвига,первый выход которого соединен со вторым входом элемента 17 И, выход ко-торого соединен с вычитающими входами декадных реверсивных счетчиков1 и 4, второй выход регистра 8 сдвига соединен с первым входом элемента15 И, второй вход которого соединен с первым входом элемента 17 Ии первым входом элемента 16 И, выходкоторого соединен с первыми входамиэлементов 11 и 13 ИЛИ, а второй входс третьим выходом регистра 18 сдвига, выход элемента 15 И соединен спервыми входами элементов 10 и 12 ИЛИ,второй вход элемента 10 ИЛИ соединен с выходом декадного реверсивногосчетчика 1, а выход - с вычитающимвходом декадного реверсивного счетчика 2, выход которого соединен свторым входом элемента 11 ИЛИ, выходдекадного реверсивного счетчика 4соединен с первым входом элемента14 ИЛИ и вторым входом элемента12 ИЛИ, выход которого соединен свычитающим входом декадного реверсивного счетчика 5, выход которогосоединен со вторыми входами элементов 13 и 14 ИПИ, выход элемента 1 ИЛИсоединен с вычитающим входом декадного реверсивного счетчика 3, вход9344 40 5суммирования которого соединен свходной шиной 20 устройства, выходдекадного реверсивного счетчика 3соединен со вторым входом старт-стопного генератора 19 импульсов, выходэлемента 13 ИЛИ соединен с вычитающим входом декадного реверсивногосчетчика 6,Устройство работает следующимобразом, 10По команде "Начальная установка"(шины этой команды не показаны)счетчика 1-3 обнуляются, на стартстопный генератор 19 подается стоповый сигнал (запрет генерации импульсов), в счетчики 4-6 вводятся парал"лельным кодом цифры из блоков задания делителя 7-9 соответственно,первый разряд регистра 18 сдвигаустанавливается в 1, остальные разряды этого регистра устанавливаютсяв О, счетчик 21 результата обнуляется. В блоках задания делителя7-9 значение делителя набрано предварительно, причем на чертеже показа-но три последователыых разряда набора делителя, старший разряд набирается в блоке 9, а младший разряднабирается в блоке 7. Например, число 13 набирается так, В блоке 9устанавливается цифра О, в блоке 8 -цифра 1, в блоке 7 - цифра 3,Снятие команды "Начальная установка" является моментом начала работыустройства. Навходную шину 20 начинают поступать импульсы число-им 35пульсного кода, который нужно разделить на число, набранное в блокахзадания делителя 7-9. Пусть, например,код, поступающиц на входную шину20, нужно делить на число , 3. Ниже работа устройства показана наэтом примере. Итак, в блоке заданияделителя 9 устанавливается О, в блоке 8 - цифра 1, а в блоке 7 - цифра453. По окончании команды "Начальнаяустановка" в счетчике 4 записан кодчисла 3, в счетчике 5 - код числа1, в счетчике 6 записан О.На входную шину 20 поступает первый импульс, по этому импульсу в счетчик 3 записывается 1, так как входная шина 20 связана с суммирующимвходом счетчика 3. Этот импульс поступает также на запускающий вход стартстопного генератора 19, на выходекоторого формируются импульсы высокой частоты, поступающие на вход элемента 17 И, на другом входе которо 70 6го разрешающий потенциал с первого выхода регистра 18 сдвига. Отметим, что через элементы 15 и 16 И импульсы старт-стопного генератора 19 пройти не могут, так как в этот момент на втором и третьем выходах регистра 18 сдвига запрещающий, нулевой потенциалС выхода элемента 17 И импульсы высокой частоты поступают на вычитающие входы декадных реверсивных счетчиков 1 и 4. Первый импульс с выхода элемента 17 И вычитает единицу из числа в счетчике 4, т.е. в счетчике 4 остается код числа два. Счетчик 1 обнулен, поэтому вычитание еди- ницы из счетчика 1 вызывает сигнал "Заем" на его выходе, при этом в счетчике 1 остается код числа 9. Сигнал "Заем" на выходе счетчика 1 через элемент 10 ИЛИ поступает на вычитающий вход счетчика 2, так как счетчик 2 также обнулен, на его выходе формируется сигнал "Заем", а в счетчике 2 остается код числа 9. Сиг" нал "Заем" с выхода счетчика 2 через элемент 11 ИЛИ поступает на вычитающий вход счетчика 3, тем самым вычитается единица, которая была за" писана в этом счетчике, в счетчике 3 остается код нуля. Второй импульс с выхода элемента 17 И вычитает еще по единице с чисел в счетчиках 1 и 4, в счетчике 1 остается число 8, а в счетчике 4 остается число 1. Третий импульс с выхода элемента 17 И оставляет в счетчике 1 код числа 7. а счетчик 4 обнуляется, при этом передний Фронт сигнала "Заем" с выхо да счетчика 4 через элемент 14 ИЛИ поступает на тактирунщий вход регист" ра 18 сдвига, тем самым 1 нз первого разряда этого регистра сдвигается во второй разряд. В первом разряде регистра 8 сдвига остается нулевой потенциал, который запрещает прохождение импульсов через элемент 17 И.4 Так как второй разряд регистра 18 сдвига связан со входом элемента 15 И, то четвертый импульс старт-стопного генератора 19 проходит через элемент 15 И (разрешение есть со второго разряда регистра 18 сдвига). Этот импульс поступает с выхода элемента 15 И через элемент 10 ИЛИ на вычитающий вход счетчика 2 (в счетчике 2 в результате остается код числа 8) и через элемент 12 ИЛИ на вычитающий вход счетчика.5, счетчик 5 об9344 30 Седьмой циклСчетчики Число1 . 92 03 О21 7Восьмой цикл начинается аналогично первому циклу, т.е. в счетчике 4- число 3, в счетчике 5 - число 1, в счетчике 6 - нуль. Первый разряд регистра 18 сдвига в 1, вычитается 3 импульса нз счетчика 1 и иэ счетчи нуляется, и передним фронтом сигнала "Заем" с выхода этого счетчика 5 через элемент 14 ИЛИ в регистре 18 сдвига сдвигается в третий разряд (из второго) 1, при этом разрешение на прохождение импульсов старт стопного генератора 19 подается на элемент 16 И, Однако так как на выходе счетчика 5 начинает формироваться сигнал "Заем", и передний фронт этого сигнала поступает через элемент 13 ИЛИ на вычитающий вход счетчика 6, а этот счетчик б обнулен, то и на выходе счетчика 6 формируется передний Фронт сигнапа Б "Заем", по этому сигналу регистр 18 сдвига устанавливаетая в исход-. ное состояние 1, в первом разряде, в остальных разрядах О). По этому же сигналу в счетчики 4-6 вновь устанавливается код из блоков задания делителя 7-9 соответственно, т.е. в счетчике 4 - код числа 3, в счетчике 5 - код числа , в счетчике б - код нуля, Кроме того, по 25 этому сигналу с выхода счетчика 6 в счетчик 21 результата записывается единица. Закончен первый цикл деления.Запишем числа в счетчиках 1-3 после окончания первого циклаСчетчик Число72 83 ОВторой цикл деления и последующие протекают аналогично первому циклу. Покажем числа в счетчиках 1-3 и в счетчике 21 результата 1 после каждого цикпа деления.Второй цикл Третий, цикпСчетчики Число Счетчики Число1 4 1 12 7 2 63 0 3 021 2 21 3 70 8ка 4, счетчик 4 обнуляется, 1 сдвигается во второй разряд регистра 18сдвига. Однако, так как счетчики2 и 3 обнулены, то с выхода счетчика3 Формируется сигнал "Заем", которыйпоступает на стоповый вход стартстопного генератора 19, и останавливает этот генератор. Генерация импульсов прекращена, поэтому в устройственичего не изменяется до прихода второго импульса по входной шине 20,который записывает 1 в счетчик 3,запускает старт-стопный генератор19 и т,д.Результат деления после первогоимпульса на входной шине 20 получается в счетчике 21,результата, гдезаписано число 7, Действительно,1:1,3=0,7. При индикации результатав счетчике 21 результата младшаядекада для данного примера выполненияустройства отделяется запятой.На чертеже представлено толькотри разряда для установки коэффициента деления однако количество этихразрядов можно увеличить до требуемого,Таким образом, повышение быстродействия предлагаемого устройства призаданной точности деления по сравнению с известным повышается в несколько раз, а при высокой заданнойточности - на несколько порядков,Дня приведенного в описании примера(деление на 1, 3) в известном устройстве частота генератора импульсов в,умножителе в 100 раз выше, чем частота импульсов входного число-импуль.сного кода (при заданной точностиделения). В данном устройстве достаточно,. чтобы частота генератора импульсов быпа в 9+9=18 раз выше частоты импульсов входного число-импульсного кода (при этом обеспечивается деление на максимальный коэффициентделения для данного конкретного исполнения - 9,9), т.е. быстродействиедля данного исполнения предлагаемогоустройства выше во =5 раз, чем визвестном, При необходимости точностьделения и коэффициент деления увеличивают включением в состав предлага"емого устройства дополнительных элементов. При этоу быстродействие увеличивается в раз по сравнениюк 9с известным.Формула изобретенияУстройство для деления чисец,.представленных число-импульсным ко, г9 934470 10дом, содержащее И декадных реверсив. выход которого соединен с первыми ных счетчиков где М =1,2п, входами второго и третьего элемент - число разрядов делителя), блоки тов ИЛИ а второй вход - с третьим задания делителя, первый элемент И, выходом регистра сдвига, выход вто генератор импульсов, счетчик резуль-рого элемента И соединен.с первыми тата, причем первый вход генератора . входами четвертогои пятого элеменимпульсов соединен с входной шиной . тов ИЛИ, второй вход четвертого устройства, выход генератора импуль- элемента ИЛИ соединен с выходом сов соединен с первым входом первого п +1) -го декадного реверсивного счет. элемента И, выходы блоков задания ц 1 чика, а выход - с вычитающнм входелителя поразрядно соединены с вхо- дом 1,0+2)-го декадного реверсивнодами суммирования И декадных реверсив го счетчика, выход которого соединых счетчиков, выход и-го декадного нен со вторым входом второго элемен. реверсивного счетчика соединен с та ИЛИ, выход первого декадного входом счетчика результата, о т л и 1 у реверсивного счетчика соединен с ч а ю щ е е с я тем, что, с целью первым входом .первого элемента ИЛИ повышения быстродействия устройства и вторым входом пятого элемента ИПИ, при заданной точности деления, в выход которого соединен с вычитаю-. него введены регистр сдвига, М де- щим входом второго декадного реверкадных реверсивных счетчиков ( где О снвного счетчика, выход последнего М=п+1, п +22 п), второй и третий соединен со вторыми входами первого элементы И, пять элементов ИЛИ, при- и третьего элементов КПИ, выход вточем вход установки в исходное сос- рого элемента ИЛИ соединен с вычита" тояние регистра сдвига соединен с ющнм входом 2 п-го декадного ревервходом счетчика результата и с объ-сивного счетчика, вход суммирования единенными входами суммирования М которого соединен с входной шиной декадных реверсивных счетчиков, вы- устройства, выход 2 ь-го декадного ход первого элемента ИЛИ соединен реверсивного счетчика соединен со с информационным входом регистра вторым входом генератора импульсов, сдвига, первый выход которого соеди- выход третьего элемента ИЛИ соеди,нен со вторым входом первого элемен- анен с вычитающкм входом и -го декадта И, выход которого соединен с вы- ного реверсивного счетчика.,читающими входами первого и о+1) -го Источники информации, декадных реверсивных счетчиков, вто- принятые во внимание при экспертизе рой выход регистра сдвига соединен 1. Авторское свидетельство СССР с первым входом второго элемента И, Р 3112 б 8, кл, 1 06 Р 7/52, 19 б 935второй вход которого соединен с 2. Авторское свидетельство СССР первым входом первого элемента И и Р 493924, кл. Н 03 К 23/24, 1973 первым входом третьего элемента И, (прототип).934470 Составитель Л. ИедведеваН.Ковалева Техред И.Гайду Корректор Ю.Макаренко 7 Т ак акаэ 39 ул. Проектная, 4 иал ППП г, Уж 45 ВНИИПИ Г по дел13035, ираж 73 сударственн ам изобрете Москва, ЖПодписноео комитета СССРй и открытийРаушская наб д. 4/5