Устройство для вычисления разности квадратов двух чисел Советский патент 1983 года по МПК G06F7/38 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислителей.

Известно устройство для вычисления разности квадратов двух чисел, содержащее накапливающий сумматор, триггер и элемент И tOНедостатком устройства является его низкое быстродействие, связанное с необходимостью преобразования число-импульсного кода в параллельный .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для вычисления разности квадратов двух чисел, содержащее накапливающий сумматор,.счетчик, первый и второй триггеры, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый элемент задержки и группу элементов И, причем информационные входы накапливающего сумматора соединены соответственно с выходами элементов И группы, первые входы элементов И группы соединены соответственно с разрядными выходами .счетчика, вторые входы элементов И группы соединены с выходом элемента задержки, вход второго разряда счетчика соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход первого элемента И соединен с входом установки в 1 первого триггера, прямой и инверсный ВЫХОДЫ которого являются Знаковыми выходами устройстBaCz.

Недостатком известного устройства является его низкая надежность функционирования, выражающаяся в том, что при рассогласовании во времени импульсов кодов чисел, подаваемых на входные шины, устройство выдает ложный результат вычислений.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для вычисления разности квадратов двух чисел, содержащее накапливающий сумматор, счетчи, первый и второй триггеры, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый элемент задержки и группу элементов И, причем информационные входы накапливающего сумматора соединены соответственно с выходами элвментов И группы, первые входы элементов И группы соединены соответственно с разрядными выходами счетчика, вторые входы элементов И группы соединены с выходом первого элемента задержки, вход второго разряда счетчика соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход первого элемента И соединен с входом установки в 1 первого триггера, прямой и инверсный выходы которого являются знаковыми выходами устройства, введены третий триггер, второй элемент И, второй элемент ИЛИ, второй элемент задержки, первый и второй формирователи импульсов, причем входы установки в второго и третьего триггеров являются первым и вторым информационными входами устройства соответственно, входы установки в О второго и третье.го триггеров соединены с выходом первого элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера соединен с первыми входами второго элемента И и второго элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с входом первого формирова-. теля импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, прямой выход третьего тригера соединен с вторыми входами второго элемента И, второго элемента . ИЛИ не первым входом первого элемента И, выход второго элемента ИЛИ .соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, ыход второго формирователя импульсов соединен с входом -первого элемента задержки и с вторыми-входами первого элемента И и первого элемента ИЛИ.

На чертеже, представлена функциональная схема устройства для вычисления разности квадратов двух чисел.

Устройство содержит накапливающий сумматор 1, счетчик 2, первый, второй и третий тригТеры , первый и второй элементы 6 и 7,, первый и второй элементы ИЛИ 8 и 9, первый и второй элементы 10 и 11 задержки, группу 12 элементов И, первый и второй формирователи 13 и 1 импульсов, причем входы установки в 1 второго и третьего триггеров и 5 являются первым и вторым информационными входами 15 и 16 устройства, прямой и инверсный выходы первого триггера 3 являются знаковыми выходами 17 и 18 устройства, прямой выход втсг рого триггера Ц соединен с первыми входами втррого элемента И 7 и второго элемента ИЛИ 9 прямой выход третьего триггера 5 соединен с вторыми входами второго.элемента И 7, второго элемента ИЛИ 9 и первым входом первого элемента И 6, выход второго элемента И 7 соединен с входом первого формирователя 15 импульсов, выход которого соединен с.первым вхо дом первого элементна ИЛИ 8( выход второго элемента ИЛИ 9 соединен с входом второго элемента 11 задержки выход которого соединен с входом второго формирователя 14 импульсов, выход второго формирователя I импульсов соединен с вторыми входами первого элемента И 6, первого элемента ИЛИ 8 и входом первого элемента 10 задержки, выход первого элемента ИЛИ 8 соединен с входом вто рого разряда счетчика 2 и с входами установки в О второго и третьего триггеров- 4 и 5, выход первого элемента И 6 соединен с входом установки в 1 первого триггера 3, разрядные выходы счетчика 2 - соответственно с первыми входами элементов И группы 12, вторые входы которой со динены с выходом первого элемента 10 задержки, выходы элементов И группы 12 соответственно соединены с информационными входами накапливающего сумматора 1. Устройство для вычисления разности квадратов двух чисел работает следующим образом. В исходном состоянии первый, второй и третий триггеры находятся в нулевом положении, в сумматоре 1 записано число О,в счетчике 2 записано число (2 -1), где m - число разрядов счетчика 2 (цепи установки в исходное состояние на чертеже не показаны), При поступлении на входы 15 и 16 импульсов кодов чисел по переднему фронту этих импульсов срабатывают второй и третий триггеры и 5. Сигналы с единичных выходов триггеров и 5 запускают через второй элемент ИЛИ 9 второй элемент 11 задержки. Кроме того, при появлении сигналов на единичных выходах обоих триггеров и S срабатывает второй элемент И 7, и первый формирователь 13 импульсов формирует импульс, поступающий через первый элемент ИЛИ В на счетный вход второго разряда счет чика 2 и на входы установки в О триггеров 4 и 5, которые по заднему фронту этого импульса устанавливаются в нулевое положение, при этом с входа второго элемента 11 задержки снимается сигнал, и на его выходе сигнал не появляется. В счетчике 2 записывается число 1. При поступлении на входные шины 15 и 16 последующих импульсов кодов устройство . работает аналогично, только после каждой пары импульсов на входах 15 и 16 в счетчик 2 записывается каждый раз последующее нечетное число (т.е. 3,5,7...). После окончания кода одного из чисел ( допустим кода, поступавшего на вход 15) элемент И 7 прекращает работу, так как триггер k находится в нулевом положении. Каждый из последующих импульсов, поступающих на вход 16, устанавливает триггер 5 в единичное состояние. Сигнал с единичного выхода триггера 5 каждый раз запускает элемент 11.задержки. Через время задержки на выходе элемента 11 задержки появляется сигнал, из которого формирователь 1 формирует импульс, поступающий па вход элемента 10 задержки и через элемент ИЛИ 8 на счетный вход второго разряда счетчика 2, записыг вая в нем следующее нечетное число, и на входь1 установки в 0 триггеров 4 и 5,устанавливая их в нулевое состояние по своему заднему фронту. Через время задержки импульс с выхода элемента 10 задержки переписывает через элементы И группы 12 содержимое счетчика 2 в накапливающий сумматор 1. Кроме того, импульс с выхода формирователя Н проходит через элемент И 6 на вхо триггера 3, переводя его в единичное состояние. Аналогично работает устройство, если первым окончится код числа на входе 1б, только в этом случае срабатывает триггер 1, а триггер 5 находится в нулевом состоянии, не срабатывает элемент И 6, и триггер 3 остается в нулевом состоянии. Таким.образом, после окончания кодов обоих чисел в сумматоре 1 будет записана разность квадратов чисел, коды которых были поданы на входы 15 и 1б, При этом, если больше число, кодi которого подавался на вход 15 то сигнал имеется на выходе 18, если больше число, код

которого подавался на вход 1$, то сигнал имеется на выходе 174

Величина отставания &t импульсов кода одного числа от соответствующих импульсов кода другого числа,допустимая при нормальной работе, onределяется из следующих временных соотношений :

.4aA,

10

где tj - время рт MOMeHta появления опережающего импульса кода-числа на входе до момента появления импульса на выходе элемента 11 задержки ;

1 -л.4:4-4tsV fc, ,

.х-И

где t«- время от момента появления опережающего импульса на входе до i момента, сброса элемента 11 задержки,

условие при котором не

Чпоявляется импульс на выходе элемента 11 задержки, если имеются импульсы кодов чисел на обоих вхЬдах 15 и 16, т.е.

.).J.9 4. -j/vt- -t V ср VJM ь

t +4- 4.4.)1 у ,

.И

л«1 V

СБр сБр -СБР;

Ср

Ы

где - время сброса триггера (5 t9 - время исчезновения сигнала на свр

выходе элемента ИЛИ 9; - время установки элемента 11 задержки в исходное положение при исчезновении сигнала на его входе,,

.,p-t; ср

4.4С9).9 .1 . СБр СБр серНеравенство длительностей импульсов кодов чисел не влияет на работу устройства.

Дополнительное введение триггера, элементов И, ИЛИ и задержки двух формирователей импульсов и новых связей выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как рассбгласование по времени импульсов кода или неравенство их длительностей не приводит к ложной работе, и, кроме того, в группе элементов И Применены двухаходовые элементы вместо трехвходрвых.

2ff

/f