Устройство для вычисления функции @ / @ Советский патент 1983 года по МПК G06F7/544 

с тактовыми входами триггеров группы, вторыми входами элементов И группы/ входом счетчика и тактЬвым выходом блока, выход переполнения счетчика соединен с входом триггера,

выход которого соединен с вторым входом элемента И, выходы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой группы соединены с соответствующими управляющими выходами второй группы блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕпи-1 ,га НИЯ ФУНКЦИИ Z П Х / П V , f содержащее блок управления,m вычислительных блоков , причем каждый вычислительный блок содержит два регистра и накапливающий сумматор, информационные входы первого и второго регистров i-го вычислительного блока ( i 1,...,m) соединены с входами операнда . и операнда Х{+-, устройства соответственно, управляющие выходы первой группы блока управления соединены с управляющиьш входами сдвига первого и второго регистров соответствующих вычислительных блоков, тактовый выход блока управления соединен с управляющими входами приема информации накапливающих.сум7 маторов вычислительных блоков, выход накапливающего сумматора последнего вычислительного блока соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью упрощения, устройство содержит накапливающий сумматор, информационные входы которого соединены с входом операнда х устройства и выходом первого регистра первого, вычислительного блока, каждаай вычислительный блок содержит комбинационный сумматор, информационные входы которого соединены с выходами второго регистра того же вычислительного блока и первого регистра последующего вычислительного блока, а выход соединен с информационным входом накапливающего сумматора того же вычислительного блока, выходы знаковых разрядов накапливающего сумматора и накапливающих сумматоров вычислительных блоков соединены с входами .блока управления, управляющие выходы второй группы которого соединены С управляющими входами знака операции комбинационных сумматоров соответствующих вычислительных блоков, выход знакового разряда накапливающего сумматора соединён с входом знака операции накапливающего сумматора, в каждом вычислительном блоке выход знакового разряда накап- § ливающего сумматора соединен с вхо- (Л дом знака операции накапливающего сумматора, тактовый выход блока управления соединен с управляющим входом приема информации накапливающего сумматора. 2. Устройство по п. 1, отлич а ю щ е е .с я тем, что блок управления содержит триггеры, элементы И, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, генератор импульсов и счетчик, причем входы блока с первого по т -и ел соединены с первыми входами соответ00 ствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой и второй групп, информацион ными входами соответствующих тригге 4 ров группы,.выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ второй группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствукмцими управляющими выходами первой группы блока, входы которого с второго по(п1+ 1)-й соединены с вторыми входами предыдущих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой, группы, выход генератора импульсов подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен

Изобретение относится к вычислительной технике, и может быть исполь зовано в специализированных вычис- лительных устройствах, предназначенных для выполнения многосвязных операций вида tn+i .m Z-П V к-1 Известно арифметическое устройст во, позволяющее выполнять одноумно жение и одно деление за время, необ ходимое для выполнения одного деления. Устройство содержит блок управ ления, регистр и сдвигающе-суммирую щий блок, причем выход блока управления- соединен с управляющими входа ми регистра и сдвигающе-суммирующего блока, информационный вход регистра, первый и второй информацион ные входы сдвигающе-суммирующего блока подключены к соответствующим входам устройства, выход регистра, а также первый и второй выходы сдвигающе-суммирующего блока пoдклю чены к входам блока управления Cl Недостатком устройства является низкое быстродействие при выполнения операций вида (1) при m 1. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычисления гп+1 т функции Z П X., / .П Ч., , которое Kri содержит регистр, m сдвигающе-сугдадарующих блоков, m схем сравнения чисел, блок управления. Информгщионные входы регистра и сдвигающе-суммирующих блоков подключены к соответствующим входам устройства, а выход последнего сдвигающе-суммирующего блока подключен к выходу устройства Выход блока управления соединен .с уп р.авляющим входом регистра и с управляющими входами сдвигающе-суммирующих блоков, выход регистра соединен с первым входом первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом первого сдвигающе-суммирующего блока, первый и второй крды К-х (К-2,3,.., т) схем сравнения соединены .соответственно с выходами (к - 1)-го и К-го сдвигающе-суммирующих блоков, выходы всех схем сравнения, выход регистра, выходы сдвигающе-суммирующих блоков подключены ко входу блока управления. Каждый сдвигающе-суммирующий блок содержит два регистра и два сумматора. Входы регистров и первые входы сумматоров подключены к информационным входам блока, управляющий вход которого подключен к управляющим входам регистров и сумматоров, выходы сумматоров подключены к выходам блока, а их вторые входы - к выходеил соответственно первого и второго регистров 2. Недостатком устройства является его сложность, так как оно содержит регистр, m схем сравнения кодов. Кроме того, кахсдый сдвигающе-суммирующий блок содержит два накапливающих сумматора каждый из которых должен состоять по крайней мере из элементов суммирующих (например комбинационного сумматора } я элементов запЬминакицих (например регистра). Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления т+1 т . функции Д Г1 Ч содержеицее ; блок управления, m вычисли- тельных блоков, причем каждый вычислительный блок содержит два регистра и накапливающий сумматор, информационные входы njepBoro и второго регистров i-ro вычислительного блока (,..., т) соединены со входами операнда у и операнда Х устрой-, ства соответственно, управляквдие выходы первой группы блока управления соединены с управляющими входами сдвига первого и второго регистров соответствующих вычислительных блоков, тактовый выход блока управления соединен с управляющими входг1ми приема информации накапливающих сумматоров вычислительных блоков, выход накапливающего сумматора последнего вычислительного блок соединен с выходом устройства, содержит накапливающий сумматор, информационные входы которого соединены с входом операнда X устройства и выходом первого регистра первого вычислительчого блока, каждый вычислительный &пок содержит комбинационный сумматор, информационные входы которого соединены с выходами второго регист ра того же вычислительного блока и первого регистра последующего вычислительного блока, а выход соединен с информационным входом накап ливающего сумматора того же вычислительного блока, выходы знаковых разрядов накапливающего сумматора и накапливающих сумматоров вычислител ных блоков соединены с входами блока управления, управляющие выходы второй группы которого соединены с управляющими входами знака операции комбинационных сумматоров соответствующих вычислительных блоков, выход знакового разряда накапливаиощего сумматора соединен с входом знака операции накапливающего, сумматор-а, в каждом вычислительном блоке выход знакового разряда накапливающего сумматора соединен с входом зн ка операции накапливающего сумматора, тактовый выход блока управления соединен с управляющим входом прием информации накапливающего сумматора Блок управления содержит триггеры, элементы И, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, генератор импульсов и счетчик, причем входы блока с перво го по соединены с первыми входа ми соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой и второй групп, информационными входами соответству щих триггеров группы, выходы которы соединены с вторыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ второй группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствующими управляющими выходами первой группы блока, входы которого с второго по (т+ 1)-й соединены с вторыми входами предыдущих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой группы, выход генератора импульсов подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с тактовыми входами триггеров группы, втьрыми входс1ми элементов И группы, входом счетчика и тактовым выходом блока, выход переполнения счетчика соединен с входом триггера, выход которо го соединён с вторым входом элемента И, выходы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой группы соединены с соответствующими управляющими выходами второй группы блока. На фиг. 1 изображена блок-схема Предлагаемого устройства; на фиг.2 схема блока управления. Устройство для вычисления функци nWI m Xv/п У„ содержит блок 1 упК-- 1к-л равления, накапливающий сумматор 2, m вычислительных блоков 3, причем каждый вычислительный блок содержит регистры 4 и 5, комбинационный сумматор 6, накапливакмций сумматор 7, причем выход регистра 5 соединен с первым информационным входом комбинационного сумматора 6 и информационным входом накапливающего сукматора 7. Информационные входы накапливающего сумматора 2 соединены,с входом операнда Х устройства и выходом регистра4 первого вычисл тельного блока, выход знакового разряда накапливающего сумматора 2 соединен с входом знака операции накапливающего сумматора 2 и с входом блока управления. В . вычислительном блоке {j 1,...,m) информационные входы регистров 4 и 5 соединены с входами операнда V- и операнда Х: устройства соответственно, второй информационный вход комбинационного сумматора б соединен с выходом регистра 4 последующего вычислительного блока, причем на второй информационный вход комбинационного сумматора 6 последнего вычислительного блока подается код, , равный нулю, выход знакового-разряда накапли гиоцёго сумматора 7 j-ro вычислительного блока соединен с входом знака операции накапливающего сумма тора 7 того же блока и с соответствующим входом блока 1 управления, выход накапливающего сумматора 7 последнего вычислительного блока соединён с выходом устройства. Управлякяцие выходы первой группы блока 1 управления соединены с.управляющими входс1ми сдвига регистров 4 и 5 соответствующих вычислительных блоков, управляющие выходы второй группы блока управления соединены с управляющими входами знака операции комбинационныхсумматоров б соответствующих вычислительных блоков, тактовый выход блока управления соединен с управляющими входами приема информации накапливающих сумматоров 7 вычислительных блоков и с управляющим входом приема информации накапливающего сумматора 2. Блок управления содержит группу триггеров 8, триггер 9, группу элементов И 10, элемент 11, две группы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12 и 13, генератор 14 импульсов и счетчик 15, причем входы блока с первого по т-й соединены с первыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12 и групп 13, информационными входами соответствующих триггеров 8 группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 13 группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих : элементов И 10 группы, выходы которых соединены с соответствующими управляющими выходами первой группы блока, входы блока с второго по(т+1) соединены с вторыми входами преды дущих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы, выход генератора 14 импул .сов подключен к первому входу эле мента И 11, выход которого соедин с тактовыми входами триггера 8 гр пы, вторыми входами элементов И 1 группы, входом счетчика 15 и такт ,. вым входом блока, выход переполне счетчика соединен с входом тригге 9, выход которого соединен с втор входом элемента И 11, выходы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12 группы соедин ны с соответствующими управляквдим выходами второй группы блока. Работа устройства описывается следующими итерационными уравнени J,.rЯ.JVj2 - ( -К К to,. .ы, .-.c.jX 2 .Z ,...,m J. J. j. J где i 0 ,1П -1 Ym. . .0 . K 0 jKy,,-., ,если j.,,..,cvj,0 K.. +1, иначе .. s4n u;,. Для n-x значений переменных to справедливо П--1 -к . vf- 9 уГо 2 i.n-jb H.i (j m+ 1), за Полагая ш. 0 -к i -«/,i. H.i.Mj, Y. .1 Для u получаем L-Vjn тТ1И, J Устройство работает следующим образом. в исходном состоянии в накапливающий сумматор 2 переписан код операнда Х, в регистр 4 j-го вычислительного блока 3 ( j ,... m) переписан код Y-; в регистр 5 - код Xj с соответствующих входов устройства, накапливающие сумматоры 7 вычислительных блоков 3, а также триггеры 8 блока 1 управления обнулены, в счетчик 15 блока 1 управления записан обратный код. Триггер 9 блока 1 управления установлен в положение, при котором разрешено поступление частоты генератора 14 через элемент И 11 на элементы И 10 блока 1 управления, а также на его тактовый выход. Работа устройства начинается с установки триггеров 8 в исходное состояние. По первому импульсу, появившемуся на выходе элемента И 11 блока 1 управления и одновременно на управляющих входах приема информации накапливающего сумматора 2 и накапливающих сумматоров 7 вычислительных блоков 3, в каждом накапливающем сумматоре 2 и 7 происходит алгебраическое сложение его содержимого с кодом на его информационном входе. По окончании суммирования в накапливающих сумматорах 2 и 7 будут за- . фиксированы значения переменных u); ( j 1,..., m +1) первой интерации. Эти значения равны 1, ,)V2-V2 I 0+-а а а -V m, m,OKTm,OTm-4, m rrM,, m.i,i ОПп1.1,о (m.1,oVn,,.) . Произведения знаков cj- Q q-Q формируются в блоке 1 управления элементами НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12. Одновременно импульс с выхода элемента И 11 блока 1 управления через элементы И 10 поступает на управляющие входы сдвига регистров 4 и 5 соответствующих вычислитель.ных блоков 3. При разрешающем потенциале на первом входе соответствующего элемента И 10 в соответствующих регистрах 4 и 5 происходит сдвиг хранящейся в них информации вправо. Таким образом формируются или 0) (Л1 коды 2 ДЛ5 второй итерации. Разрешение или запрет сдвига определяется потенциалом на выходе соответствующего элемента НЕРАВНОЗИАЧНОСТЬ 13, который формирует произведение знака cji j, снимаемого непосредственно с выхода знакового разряда соответствующего накапливающего сумматора 2 и 7 и знака су ,- хранимого соответствующим триггером 8. Таким образом(реализуется условие выбора Kj (2}.

Аналогично по каждому следующему импульсу, возникающему на выходе элемента И 11 выполняются последующие итерации. Счетчик 15 - счетчик итераций. После выполнения п-й итерации на выходе переполнения счетчика 15 появляется импульс, сбрасывающий, триггер 9. Поступление импульсов генератора 14 через элемент И 10 прекращается, в накапливающем сумматоре 7 последнего вычислительного блока. 3 зафиксирован результат.

Таким образом, при включении в /состав устройства накапливающего сумматора и введении новых связей между элементами,, из состава устройства исключаются регистр, m схем сравнения кодов кроме того, m .нака пливающих сумматоров заменяются более простыми комбинационными сумматорами. Тем самым достигается упрощение устройства по сравнению с известным, при сохранении других характеристик устройства.

/

l

0

Ю

1Б

/J

10

/J

Ю

S

15

//

L™

13I-I

фиг. 2