Устройство для возведения в степень

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 191 (11) 51) 4 С 06 Р 7/552 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИ ДВТ АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.05,86.Бюл, У 19рьковский ордена Леский институт им.В.С,Полулях, М.В.Криведведева1.325 (088.8)торское свидетельст9, кл. С 06 Г 7/552рское свидетельство 15, кл. С 06 Г 7/55(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В СТЕ ПЕНЬ(57) Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить, время преобразования кода. Устройство содержит четыре триггера, три реверсивных счетчика, пять элементов И, элемент 2 И-ИЛИ и элемент ИЛИ. На вход устройства подаются импульсы периода Т и То, соотношение которых Т /То задает коэффициент преобразования исходного кода И ,записываемого в второй и третий реверсивные счетчики до начала преобразования, В первом реверсивном счетчике фиксируется число импульсов Х = И хло х К , где и - показатель степени,соответствующии и-му срабатыванию первого триггера. 3 ил, 1 123314Изобретение относится к вьгчислительной технике и может быть использовано при построении измерительновычислительной аппаратуры.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет обеспечения возведения числа в любую целочисленную сте"пень.На Фиг,1 приведена Функциональная 10схема предлагаемого устройства; наФиг. 2 и 3 - состояния счетчиков взависимости от времени и соответствующие временные диаграммы для соотгношений периодов входньгх последовательностей Т с Т, с 2 Т,иТ сТ с 2 Т,соответственно ( Т и Т, - периоды импульсов опорной и входной импульсныхпоследовательностей соответственно).Устройство (Фиг.1) содержит тре ртий 1 и четвертый 2 элементы И, элемент 2 И-ИЛИ 3, пятый элемент И 4,второй 5 и третий 6 реверсивные счетчики, второй триггер 7, элемент ИЛИ 8первый 9, четвертый 10 и третий 11 25триггеры, первый 12 и второй 13 элементы.И и первый реверсивный счетчик 14.Устройство работает следующим образом.Перед началом преобразованной вовторой 5 и третий 6 реверсивныесчетчики импульсов заносится кодчисла Б , определяющего разрядностьпреобразования,В исходном положении все триггерынаходятся в нулевом состоянии.Единичный потенциал с инверсноговыхода второго триггера 7 открываеттретий элемент И 1 и входные импульсы с периодом следования Т, поступают на вычитающий вход вычитания второго реверсивного счетчика 5. Единичный потенциал с инверсного выходатретьего триггера 11 открывает повторому входу элемент 2 И-ИЛИ 3 и опорные импульсы с периодом следованияТ поступают на вычитающий вход вычитания третьего реверсивного счетчика б. Единичный потенциал с инверсного выхода первого триггера 9 открывает элемент И 13 и опорные импульсыпоступают на вход суммирования первого реверсивного счетчика 14,Рассмотрим возведение в степень,когда ТосТ)с 2 То (фиг 2).55При таком соотношении периодовТ, и Т, первым переполняется третийреверсивный счетчик б, В момент об Й: 1)1,Т,/Т т,Где К =коэффициент преобразования кода Б.лпервого такта можДлительностьно определять(3) где Ир - число импульсов, поступивших на вход суммирования третьегосчетчика б от момента его первого обнуления,до момента первого обнуления второго счетчика 5, которое остается записанным на третьем счетчике б к началу второго такта,нуления третьего счетчика 6 импульс переноса с его выхода поступает на вход сброса второго триггера 7, на вход установки четвертого триггера 10 и через элемент ИЛИ 8 на вход установки третьего триггера 11, при этом подтверждается исходное состояние второго триггера 7, а четвертый 10 и третий 11 триггеры меняют состояние на единичное.В результате третий триггер 11 закрывает элемент 2 И-ИЛИ 3 для опорных импульсов Т , поступающих на вход вычитания третьего счетчика б, и открывает элемент И 4 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования третьего счетчика 6, Нулевой потенциал с выхода четвертого триггера 10 поступает йа вход сброса первого триггера 9 и подтверждает его нулевое состояние, таким образом опор. ные импульсы продолжают поступать через второй элемент И 13 на суммирующий вход суммирования первого счетчика 14, а поступление опорных импульсов на вход суммирования третьего счетчика 6 и входных импульсов на вход вычитания второго счетчика 5 про должается до обнуления второго счетчика 5.Следовательно, в первом такте работы устройства из 11 импульсов с периодом следования 1; формируется временной интервал Б Т который одновременно квантуется опорными импульсами с периодом следования Т , в результате чего формируется число- импульсный код, который фиксируется в первом счетчике 14 импульсов233В момент обнуления второго счетчика 5, т.е. в момент окончания первого такта, импульс переноса с его выхода поступает через элемент ИЛИ 8 навходы установки третьего 11, первого9 и второго 7 (триггеров, при этомсостояние третьего триггера 11 остается неизменным, состояние первоготриггера 9 также остается неизменным,так как последний заблокирован по Овходу сброса четвертым триггером 10а второй триггер 7 переходит в единичное состояние, в результате чегоонзакрывает третий элемент И 1 дляпрохождения входных импульсов на входвычитания второго счетчика 5 и пятыйэлемент И 4 для прохождения опорныхимпульсов на вход суммирования третьего счетчика 6 и открывает четвертыйэлемент И 2 для прохождения опорныхимпульсов на вход суммирования второго счетчика 5 и элемент 2 И-ИЛИ 3 дляпрохождения входных импульсов на входвычитания третьего счетчика 6.Первый триггер 9 держит открытым 2по первому входу второй элемент И 13для прохождения опорных импульсов навход суммирования первого счетчика14. Поступление соответствующих импульсов на второй 5 и третий 6 счетчики происходит до обнуления третьего счетчика 6,Таким образом, за два такта формируется временной интервал с= И,т который квантуется импульсами опорной частоты, число которыхфиксируется в первом счетчике 14 ик концу второго такта равнои =Н,Т/Т, =И,К=Я К, (4)причем интервал с получается подсуммированием к , интервала 1 РТ,:= Я,т, = (Ы,+ И)Г = т + Ит (5)По окончании второго такта импульс переноса с выхода третьего счетчика 6 поступает через элемент ИЛИ 8 на вход установки триггеров 10 и 11, на вход сброса триггера 7, при этом триггеры 11 и 10 остаются в прежнем единичном состоянии, а триггер 7 переходит в нулевое состояние.В результате триггер 7 закрывает элемент И 2 для поступления на вход суммирования второго счетчика 5 опор. ных импульсов и элемент 2 И-ИЛИ 3 для поступления на вход вычитания третье(6) Время формирования кода Из ь= т= ( + + р)т,=3+11 Т, +и т, =+я т (7) где Ы = И - Я, - число импульсов,поступившее на вход суммирования второго счетчика 5 после первого его обнуления до второго обнуления третьего счетчика 6 и зафиксированное внем к началу третьего такта.Аналогично продолжается возведение в более высокие степени,Рассмотрим возведение в степень,когда Т, Т с 2 Т (фиг. 3),Исходное состояние устройствааналогично рассмотренному для первого случая. При таком соотношении периодов Т, и Т, первым переполняетсясчетчик 5. Следовательно, в первомтакте работы устройства из И импульсов с периодом , формируется временной интервал 6, = Н Т который одновременно квантуется опорными импульсами с периодом следования Т,поступающим на вход суммированиясчетчика 14, в результате чего формируется число-импульсный код(8) 1, = 1,Т,/Т, = ЖК,где Б, - число импульсов, вычтеиных из счетчика 6 за время МОТ и од 146 4го счетчика 6 входных импульсов, а открывает элемент И 1 для прохождения входных импульсов на вход вычитания второго счетчика 5 и элемент И 4 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования третьего счетчика 6, Триггер 9 остается в нулевом положении, т,е. элемент И 13 открыт для поступления опорных импульсов на вход суммирования первого счетчика 14.Поступление соответствующих импульсов на второй 5 и третий .6 счетчики продолжается до конца третьего такта, т.е, до обнуления второго счетчика 5 импульсов.На выходе устройства, т.е. в первом счетчике 14 импульсов, за три такта фиксируется количество импульсов, пропорциональное третьей степени коэффициента Кновременно поступивших через элемент И 13 на вход суммирования счетчика 14.Длительность первого такта можно5 представить как 7,= М Т, = (Ы -Яр )ТМ,Т (9) ь,+ 1 р,Т 4 (10) и к концу второго такта в счетчике 5 насчитано и зафиксировано число импульсова в счетчике 14 Фиксируется число им- пульсов 55 Н -ИМ -В Т о 11 о 1(12)где Ы р - число импульсов, оставшееся заййсанным на счетчике 6 в моментпервого обнуления счетчика 5.В момент обнуления счетчика 5 импульс переноса с его выхода поступает на входы установки триггеров 7 и9 и через элемент ИЛИ 8 на вход установки триггера 11. При этом триггеры7, 9 и 11 меняют свое состояние наединичное.В результате триггер 7 закрываетэлемент И 1 для входных импульсов,поступающих на вход вычитания счетчика 5,триггер 9 закрывает элемент,И 13 для опорных импульсов 4 постулающих на вход суммирования счетчика 14, триггер 11 закрывает элемент2 И-ИЛИ 3 для опорных импульсов, поступающих на вход вычитания счетчика. б,и триггер 7 открывает элемент И 2для поступления опорных импульсов навход суммирования счетчика 5 и элемент 2 И-ИЛИ 3 для поступления входныхимпульсов на вычитающий вход вычитания счетчика 6, а триггер 9 открывает элемент И 12 для поступления опор-.35ных импульсов на вход вычитания счетчика. 14, Во втором также поступление соответствующих импульсов.на счет.чики 5 и 6 продолжается до первогообнуления счетчика б,40Таким образом, во втором такте Формируется интервал Я Т который одновременно квантуется ймпульсами опорной частоты в счетчиках 5 и 14.При этом за два такта ФормируетсяЯвременной интервалс=с+ И Т+И Т =с+И Т (13) р р 1 г и к концу третьего такта в счетчикеб насчитано и зафиксировано число импульсов(14) а в счетчике 14 Фиксируется число импульсов Т 1М =7 Т = Ы -1 О 1 Р 4 ТоэБ -М -И = И КЬ д Т 4(15) Аналогично продолжается возведе. яие в более высокие степени.В обоих случаях как при ТТ,2 Т так и нри Т, Т2 Т показатель степени фиксируется по количеству срабатываний второго триггера 7. С момента. начала преобразований до момента 0-го срабатывания первого триггера 7 (в зависимости от заданной степени П ) число импульсов в первом счет 1) я чике 14 пропорционально Т или ТоВ предлагаемом устройстве Формирование интерваловг, с 47 По окончании второго такта импульс переноса счетчика б поступает через элемент ИЛИ 8 на входы установки триггеров 11 и 10 и на вход сброса триггера 7, При этом триггер 11 остается в прежнем единичном состоянии, триггер 1 О остается в прежнем нулевом состоянии, триггер 7 переходит в нулевое состояние.В результате триггер 7 закрывает элемент И 2 для поступления опорных импульсов на вход суммирования счетчика 5 и элемент 2 И-ИЛИ 3 для поступления входных импульсов на вход вычитания счетчика б, а открывает элемент И 1 для прохождения входных импульсов на вход вычитания счетчика 5 и элемент И 4 для прохождения опорных импульсов на вход суммирования счетчика 6. Триггер 9 остается в единичном положении, т,е. элемент И 12 открыт для поступления опорных импуль. сов на вход вычитания счетчика 14.Таким образом, в третьем такте Формируется интервал М, Т который одргновременнс квантуется импульсами опор. пой частоты в счетчиках би 14. При этом за три такта формируется временной интервалпроисходит параллельно (см,выражения5,7,9,10), т.е. каждый последующийинтервалполучается доФормированием к предыдущему интервалу сд,чтопозволяет сократить время преобразований. Формула изобретения1 ОУстройство для возведения в степень, содержащее первый.реверсивный счетчик, два триггера и четыре элемента И, прямой выход первого триггера подключен к первому входу первого 15 элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к входам вычитания и суммирования первого реверсивного счетчика, инверсный выход второго триггера соединен с первым 20 входом третьего элемента И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей устройства за счет реализации возведения в произвольную степень, 25 в него введены второй и третий реверсивные счетчики, третий и четвертый триггеры, пятый элемент И, элемент 2 И-ИЛИ, элемент ИЛИ, вход опорной импульсной последовательности устройст- ЗО ва соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и первыми входами четвертого и пятого элементов И и элемента 2 И-ИЛИ, выход которого и выход пятого элемента И подключены к вычитающему и суммирующему входам третьего реверсивного счетчика соответственно, инверсный выход признака нулевого состояния которогс соединен с первым входом элемента ИЛИ, с инверсным входом установкитретьего триггера и инверсным входомсброса второго триггера, выходытретьего и четвертого элементов Иподключены к вычитающему и суммирующему входам второго реверсивногосчетчика, инверсный выход признаканулевого состояния которого соединен с инверсными входами установкипервого и второго триггеров и вторымвходом элемента ИЛИ, выход которогосоединен с инверсным входом установки четвертого триггера, инверсныйвыход которого соединен с вторым входом элемента 2 И-ИЛИ и инверсным входом пятого элемента И, третий входкоторого соединен с третьим инверсным входом элемента 2 И-ИЛИ, с вторыминверсным входом четвертого элемента И и ийверсным выходом второго триггера, вход входной импульсной последовательности устройства соединен свторым входом третьего элемента И ичетвертым входом элемента 2 И-ИЛИ,инверсный выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И и инверсным входом сброса четвертого триггера, инверсный выход которого соединен с инверсным входомсброса первого триггера, выход первого реверсивного счетчика являетсявыходом результата устройства, выходвторого триггера является выходомпризнака показателя степени устройства.1233146 Составитель А.Ушаковдактор И.Николайчук Техред Л.Олейник Корректор В.Бутя П сное комитета ССоткрытий 4/5ская н роизводственно-полиграфическое предприят Ужгород, ул,Нроектная,Заказ 277/50ВНИИПИ Гопо делам113035, .И Тираж 671ударственногизобретенийсква, Ж,