Преобразователь кода с постоянным весом в двоичный код Советский патент 1983 года по МПК G06F5/02 

Изобретение отиосится к автоматике и цифровой зычиСпитепьной технике и может быть использовано при построени преобразоватепей двоичных кодов с огра ниченным ипи постоянным весом в пол- гый двоичный код. Известно устройство дпя преобразова ния двоичных кодов с постоянным весом в поштый двоич 1ый КОД, содержащее дво счетчик, дешифратор, накопитель {ый сумматор, блок переключения режимов работы, двоичный сштчик нулевых симвоггав, элемент ИЛИ и элемент НЕ 1 Недостатками указанного устройства являются невозможность преобразования коцп с ограниченным весом в полный двоичный код, и также сравнительно боп шой объем оборудования. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и схемному построению является преобразователь кодо содерлшший регистр сдвига, сумматор ре зультата, генератор весовых коэффициентов, элемент И и блок управления, вы ходы которого соединены с управляющими входами регистра сдвига и генератор , BecoBbfx коэффициентов, и блок умножения. Этот преобразователь осуществляет перевод чисел в двоичную систему из позшгаонной системы счисления, которую включают в класс фибоначчиевых сиотем счиспешш-Гг. Недостаток известного преобразователя - невозможность преобразования ко да с ограниченным весом в полный двоичный код. Цель изобретения - расщирение клаоса решаемых задач, заключающееся в преобразовании двоичного кода с ограниченным весом в полный двоичный код. Поставпенная цель достигается тем, что в преобразователь с постоянным ве- co в двоичный код, содержащий генератор весовых коэффициентов, регистр сдвига, элемент И, первый вход которого соединен с выходом регистра сдвига, сумматор результата, информационный вход которого соединен с выходом элемента И, и распределитель импульсов, шрвоый выход которого соединен с тактовым входом регистра сдвига, выход , первого полутакта распределителя импульсов соединен с вторым входом элемента Vi и управляющим входом cyм aтора результата, выход второго полутакта распределителя импульсов соедиiJBH с улраспяютцим входом генератора в©соп. коэффициентов, введены регистр весового эквивалента и элемент НЕ, ВХОД которого соединен с выходом регистра сдвига и первым информационным входом генератора весовых коэффишгентов, второй информационный вход которого соединен с выходом элемента НЕ, а вход регистра весового эквивалента соединен с входом эквивалента генератора весовых коэффициентов, выход которого соединен с третьим входом элемента И. Причем генератор весовых коэффициентов содерхшт группу из k сумматоров, группу из k пороговых элементов, и вторую группы из k элементов И и группу на ( k -1 )-го элемента задержки, где k - максимальный вес преобразуемого кода, причем выход ( -го {-i 1- k ) сумматора группы и через -и пороговый элемент группы соединен с первым входом 1 -го элемента И второй руппы, выход которого соединен с входом ы 1читания 1 -го сумма тора группы, вход записи которого соединен с выходом л -го элемента И первой группы, вторые входы 1 -X элементов И первой и второй групп соединены с выходом -го и входом ( i -1 )-го элементов задержки группы, третьи входы элементов И первой и второй групп являются соответственно первым и вторым информационными входами 1 нератора весовых коэффициентов, выход которого соединен с выходом k -го сумматора группы, а вход эквивалента соединен с входом первого сумматора группы. Преобразование двоичных кодов с постоянным весом соответствует переводу чисел из позиционной системъ счисления, веса разрядов в которой определяются следующим выражением О при ц Ц)(п,р) IPm-P) пприр рт-П, гдеф( р) - вес П -го разряда преобразуемого числа при наличии р единиц в старших перед (р -р ним разрядах; С - число сочетаний из П по (Рщ-Р); ) - копичество единиц в коде каждого сообщения (характеристика ограничения на вес). Преоб1)азование двоичных кодов с огратетенным весом (копичество единиц в коде может быть от О до , ) соответствует переводу числа из позиционной системы счиспения, веса разрядов в которой определяются выражением при р ipm-n-, qjin-pV Pm-p В изобретении используется возможность вычисления по () весовым коэффициентам разрядов: Ц) ( ru, 0),((,1), Ц (П1-2,2),...,(, -рт. р) для любого П Рт соотьетствующего ряаа коэффициентов для П 2 равного Ц;, -И или t1 -1 путем простогосоответственно сложения или вычитания смежных коэффициентов из ряда дпя П. Эта возможность определена основным свойством фибоначчиевых систем счисления, которое для систем (1.) и (2) записывается в виде следующего соотношения:,,(n-i,). (3 Определение весовых коэффициентов разрядов в процессе преобразования целе сообразно начинать со старших разрядов Зшчение tj ( П , р ) при р -рт всегда равно 1. На чертеже представлена структурная схема предлагаелгаго преобр1азователя. Преобразователь кодов содержит регистр 1 весового эквивалента, генератор 2 весовых коэффициентов, включающий в себя группу 3 сумматоров 3, 32 ..., Зр( предназначенных для хранения двоичных эквивалентов весовых коэффициентов pfY, разрядов преобразуемого ко да: группу 4 пороговых элементов 4,, 4 ... 4р , первую группу 5 элементов И 5/, S,..., 5f, вторую группу 6 эле5р, вторую группу 6 ментов И 6,, 62,..., бр,, группу 7 элементов 7i , 7,„,, 7(р..1) задержки, предназначенных для задержки подачи уп равляющего сигнала на очерёдной сумматор 3ц, 3,.,,, Зр группы на время вычитания или записи одного чиспа в предыдущем сумматоре; элемент НЕ 8, эпемент И 9, распределитель 10 импул сов, регистр 11 сдвига и сумматор 12 результата. В зависимости от числа разрядов в преобразуемом коде {Hm)« ограничения на вес кодов, коды с постоянным весом или коды с ограниченным весом и значения параметра ограничения .осуществляются вычисления по формулам 1 15 1) ИЛИ (2) значений сбедуюших весоых коэффицис-нтов: i m-Pm - Pm-)iMltim-pn- 2,pr«-),..O). В первый сумматор 3 записывают двоичный эквивалент числа Ц| (п,т,, pfn-l)i во второй сумматор 3 - двоич-ный эквивалент числа Ц) (tini-Pm-2i pm-2) и т.д. Е последнем сумматоре . будет записан двоичный эквивалент -числа Ц) (П„1,О) которое является весовым коэффициентом первого старшего разряда преобразуемого кода. В регистре 1 двоичный эквивалент единицы соот етствует весу любого разряда при р р,, так как всегда f (,pm) l. Расс ютрим работу устройстве дпя . случая, когда осуществляется преобразование кода 1О1О100 с ограниченным весом в полный двоичный код. Примем, что число разрядов в преобразуемых кодах равно; семи, а максимально допустимый вес pfv, равен трем Преобразование осуи1ествляется за число тактов, равное числу разрядов в исходном коде (в рассматриваемом случае за семь тактов). Каждый такт работы состоит из двух полутактов. Первый полутакт основной (рабочий), в течение которого осуществляется преобразование очередного разряда исходного кода в полный дво1{чный код, а второй полутакт вспомогательный, в течение которого осуществляется вычиоление двоичного эквивалента веса следующего разряда преобразуемого кода. Потактную работу преобразователя кодов задает распределитель 10 импульсов путем выдачи на выходе 13 управляющего сигнала в тенешге всего такта работы, ва выходе 14 - в течение первого полутакта и на выходе 15 в течение второго по лутакта работы. В исходном состоянии преобразуемый код 101О1ОО записан в регистр сдвига 11, сумматор 12 результата обнупеи. Необходимое число сумкшторов 3 , З2...м в группе равно трем. Весовые коэффициенты рассчитаны по формуле (2) для . В сумматоре Зз записан двоичный эквивалент чиспа ( (6,0) 4, в cy мaтope 3 - О (5,1) «16 и в сумматоре 3, - if (4,2) « 5. Если же преобразоватепь содержит число сумматоров 3, 32 ..., группе больше чем р, то в избыточные сумматоры запи( двоичные зквивапенты единицы. Первый такт. При поступлении управляющего сигна ла с выхода 13 распредепитепя 10 импупьоов на регистр 11 сдвига в нем осуществляется сдвиг хранящегося в нем кода на один разряд в сторону старших и выдача значения crafsuero разряда, в рассматриваемом случае 1 на входы элементов И 9, 5«, 5, 5, и через эле мент НЕ 8 на входы И б, Gjt j в течение всего такта работы. Первый полутакт. При поступлении управляющего сигнала с выхода 14 распределителя 10 импульсов на элемент И 9 и сумматор 12 результата происходит сложение в сумматоре 12 хранячдегося в нем чиопа с поступающим с элемента И 9. В рассматриваемом случае с выхода элемента И 9 поступает двоичшь1й эквивалент веса старшего разряда, равного сорока двум из сумматора З и записывается в сумматор 12 fea-накопления, так как перед первым тактом преобразования сумматор 12 :всвгда обнулен. Второй полутакт. Управляющий сигнал с выхода 15 распределителя 1О импульсов поступает на Ёходы элементов И 63, 5 и через элементы 7j, 1 на соответствующие пары элементов И б 5j; и 6, 5|. При наличии на выходе регистра 11 ; сдвига сигнала, соответствующего нуяев му значению преобразуемого в данном такте разряда исходного кода, этим сигналом через элемент НЕ 8 дут поданы разрешающие сигналы на входы элементов И 6, 6j,, 6. Управляющие сигналы поступят через элементы И 6«, Gj, 6 на первые управляющие входы только те сумматоров 3it, 3j, 3, в которых будут храниться двоичные эквиваленты чисел второго больших единицы, так как тольк в этом случае на первые входы элементов И 6;, QI, 6} будут поданы разрешающие сигналы с выходов соответст- вующих пороговых элементов 4, 4, 4j подключенных к выходам сумматоров 3. 2 З, При наличии на выходерегистра 11 сдвига сигнала,соответствующего единичному значению преобразуемого в данном такте разряда исходного кода,этим сигна лом подается разрешение на элемент И 5, 5jt, 5j и сигналы с выхода 15 jраспределителя 10 импульсов поступают на .вторые управляющие входы сумматоров 3,3, 3. При поступлении сигнала на первый управляющий вход любого Ъумматора 3f, 3, Зз он осуществляет вычитание из хр(анящегося в нем числа, числа подаиног го на его информациониь1Й вход с выхода предыдущего сумматора или регистра 1, а при поступлении сигнала на второй управляющий вход сумматор осуществляет сброс хранящегося в нем числа и запот инание поданного на его информационный вход, В рассматриваемом случае первый старший разряд исходного кода, обрабатываемый в первом такте, имеет единичное значение. Следовательно, управляющий сигнал с выхода 15 распределителя 10 импульсов последовательно, начиная с сумматора 3, 32, 3 и они произведут запись двоичных экивалентов следующих чисел: в сумматор Зд - 16 « f (5,1), в сумматор 32 - 5 в (|)(4,2) и в сумматор 3| - 1 Лр (3,3). На этом работа устройства при данном такте работы закончена.. Второй такт. Работа преобразователя кодов в этом такте отличается тем, что с выхода регистра il сдвига выдается сигнал, соответствующий нулёвсйлу значению шестого разряда исходного кода, который отрабатывается во втором такте. Первый полутакт. При поступлении сигнала с выхода 14 распределителя 10 импульсов элемент И 9 вьщает в сумматор 12 результата двоичный эквивалент нуля, в результате накопления которого число в сумматоре 12 остается без изменения, т.е. сохраняеться двоичнь1й эквивалент числа 42. Второй полутакт. Управляющий сигнал с выхода 15 распределителя 10 импульсов поступает элементы И QI на первые управляющие входы только сумматоров 3 и 32. В сумматоре 3( (в остальных, еоли сумматоров больше 3) хранится двои ный эквивалент единицы, поэтому пороговый элемент 4 ш выдает больше разрешающего сигнала на элемент И 6 н сумматор 3 отключается от управления по первому входу. В сумматорах 32 и 3 проводится вычитание поданых на их . входы чисел из хранящихся в них. В результате этого будут получены двоичные эквиваленты следующих чисел: в сумматоре 3« - 16-5 Ср (4,1) и в сумматоре 3 - 5-1 в 4 в ф (3,2). В сумматоре 3 сохраняется двоичный эквивалент еди1пшы, которому можно поставить в соответствие весовой коэффициент 0(2,3) 1,

710208158

I Работа устройства в последующих так- данного кода (1(31О100) в полный

rax аналогична первому, если обрабатыва-двоичный код представлено в таблице.

. ется единичный разряд исходного кода, илиКонечный результат преобразования повт(, если обрабатьтается нулевой разряд,лучен в сумматоре 12 на седьмом тгкте

Изменение содержимого всех сумма- $иравен 56 нпи в полном двоичном коде

торов 12, ЗА 3; 3 при преобразовании110000.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА С ПОСТОЯННЫМ ВЕССМ В ДВОИЧНЫЙ КОД, сзодержащий генератор веоовых коэффидиентов, регистр сдвига, элемент И, .первый вход которого соединен с выводом : регистра сдвига, сгумматор результата, инфо)рмаш1онвый вход которого соединен с выходом элемента И, и распределитель умаупьсов, первый выход которого соединен с тактовьш входом регистра сдвига, выход первого попутакта распределителя импупыэтв соединен с вторым входом элемента И и управляющим входом сумматора результата, выход второго полутакта распределителя импульсов соединен с управляющим входом генератора весошлх коэффициентов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения класса ре- , шаекшх задач за счет возможности преобразования двоичного кода с ограниченным весом в полный двоичный код, в него введены регистр весового эквивалента и элемент НЕ, вход которого соединен с выходом регистра сдвига и первым инфор- MjEUiHOHHbiM входом генератора весовых Коэффициентов, второй информационный вход которого соединен с выходом элемен та НЕ, а вход регистра весового эквивалё{1та соединен с входом эквивалента генератора весовых коэффициентов, выход которого соединен с третьим входом элемента И. 2. Преобразователь по п. 1, о. т п и ч а ю щ и и с я тем, что ге-г шратор весовых коэффициентов жит группу из k сумматоров;. группу R3 1( пороговых элементов, первую и вторую группы из k элементов И и группу из (l4-l)-ro элемента задержки, где k - максимальный вес преобразуемого кода, причем выход i -го ( i «l-k) сумматора (О группы соединен с первым входом ( +1)го сумматора группы и через ( -и пороговый элемент группы - с первым входом 1 -го элемента И второй группы, выход , которого соединен с входом вычитания ; -го. сумма:тора группы,вход записи которого соединен с выходом -гo элемента И первой группы,вторие входы -х элементов К9 И первой и второй грутш соединены с выО 00 ходом i -го и входом (i -1)-го элемент : тов задержки группы, третьи входы ai eментов И первой и второй групп .йвпя- 01 ются соответственно первым и вторым , информационными входами генератора весовых коэффициентов, выход которого сое динен с выходом k-го сумматора группы, а вход эквивалента соединен с входом первого сумматора группы.

Изобретение позволяет также преобразовывать коды с постоянным весом в полные двоичные коды. Отпичие здесь . только в том, что значения весовых коэ(}. фиииентов для записи в сумматоры цепочки в исходном состоянии осуществляют по формуле (1). Предлагаемый преобразователь в отличие от известного обладает способностью осуществлять преобразование кодов с ограниченным и постоянным весом в пол- 3 ные двоичные коды, что позволит сократить объем передаваемых сообщений в системах управления, т.е. повысить юс надежность и эффективность работы.Технико-экономическая эффективность устройства заключается в том, что применение предлагаемого преобразователя кодов позволит сократить сообшете длиной п разрядов и содержащих не более 1о ,pf единиц в( п)