Время-импульсное вычислительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06G7/16 

00 4 О 4

;о

2. Устройство по п. 1, о т -и чающееся тем, что преобразователь время - код содержит элемент ИЛИ, входы которого являются входами преобразователя, элемент И, генератор импульсов и счетчик, выход которого является выходом преобразователя, а вход подключен к выходу элемента И, подсоединенного двумя входами соответственно к выходу элемента ИЛИ и к генератору импульсов.

3. Устройство -ПО п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, преобразователь время-код содержит элемент ИЛИ, счетчик и распределитель, вход которого подключен к генёра.тору импульсов., и п- элементов И, первые, входы которых соединены с соответ.ствующими выходами распределителя, вторые входы являются входами преобразователя, а выходы подсоединены квходам элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу счетчика.

1. ВРЕМЯ-даШУЛЬСНОЕ ВШИС-ЛИТЕЛЬНОЁ УСТРОЙСТВО по авт.Св. 886008, о т л и чающееся тем, что, с целью расиярения класса решаемых задач путем обеспечения возможности вычисления скалярного произведения п-мерных векторов, в него дополнительно введены линия задержки, (п-1) генераторов экспоненциального напряжения, (п-1) компараторов и преобразователь время код, выход которого является цифровым выходом устройства, а п входов ;подсоединенык выходам соответствуюидах п компараторов, вход линии задержки подключен к BTopoMj входу устройства, а ее :(п-1) выходов соединены с входами запуска соответствуюэдих (п-1) генераторов экспоненциаль- - . ного напряжения, подключенных выходами к первым вхрдам (n-l) дополнительньох компараторов, вторые входы - которых, объединены и соединены с | вторым входом компаратора. (О

Изобретение относится к аналоговой и :гибрид ной; вычислительной технике и может быть Использовано в устройствах с промежуточным времяимпульсным представлением информации. По основному авт.св. № 886008 известно время-импульсное вычислительное, устройство, содержащее первый и второй генераторы зкспоненциального напряжения, запускающие входы которых являются соответственно первым и вторым .входами уотройст ва, выход первого генератора экспоненциального напряжения соединен с входом запоминающего элемента, а выход второго - с первым входом компаратора , второй вход которого подключен, к выходу запоминающего элемента, управляющий вход которого сое динен с вторым входом -устройства;, выход компаратора является ВЕЛХОДОМ устройства, входы регулирования постоянных времени генераторов экспонен циального Напряжения являются дополнительными входами устройства l3. Известное устройство решает ограниченный класс задач. Так например, с помощью одного известного времяимпульсного вычислительного устройст ,ва невозможно реализовать, сумму парных произведений, скалярное произведение двух векторов и другие групповые алгебраические операции. Использование дпя этой цели нескольких известных устройств приводит к избыточности затрачиваемых аппаратных средств. Цель изобретения - расширение-кла са решаемых задач путем обеспечения возможности вычисления скалярного произведения п-мерных векторрв,. а также повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что время-импульсное вычислительное устройство дополнительно содержит линию задержки, (n-i) генераiTopoB экепо ненциального н&пряжения, i(n-i), компараторов и преобразователь время - код,выход которого является цифрбвым выходом устройства, а п входов подсоединены к выходам соответствующих п компараторов, вход линии задержки подключен к второму входу устройства, а ее (n-l) выходов соединены с входами запуска соответствующих (п-1) генераторов экспоненциального напряжения, подключенных выходами к первым входам (п-1) дополнительных компараторов, вторые входы которых объединены и соединены с вторым входом компаратора. Преобразователь время - код содержит элемент ИЛИ, входы которого являются входами преобразователя, элемент И, генератор импульсов и счетчик, выход которого является выходом преобразователя, а вход подключен к выходу элемента И, подсоединенного двумя входами соответственно к выходу элемента ИЛИ ,и к генератору импульсов.Дпя повышения быстродействия пре- образовател15 время-код содержит элемент ИЛИ, счетчик и распределитель, вход которого подключен к генератору импульсов, и п элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами распределителя, вторые входы являются входами преобразователя, а выходы подсоединены к входам элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу счетчика. На фиг. 1 изображена функциональная схема времз-импульсного вычислительного устройстваf на фиг. 2 и 3 варианты исполнения прео.бразователя время - код; на фиг. 4 временные диаграммы сигналов, характеризующиепоследовательный режим работы устройства; на фиг. 5 - то же, параллельный ре-жим работы; на фиг. б временные диаграммы сигналов,поясняющие работу преобразователя времякод Тсогласно п. 3 формулы изобретения). Устройство ;-.содержит первый вход 1, второй вход 2, генераторы 3,3t,.... ...,3ц экспоненциального напряжения, запоминающий элемент 4, компараторы 5, - 5ц; линию 6 задержки с входом б и выходами 6, а также преобразователь 7 время - код с входами . 1(. Преобра з6в.атель 7 время - код содержит элемент ИЛИ 8, элементы И 9 ,9/t ,... ,9у), генератор 10 импульсов, счетчик 11 и распределитель 12. Генераторы 3,3 ,...,3ц экспоненциального напряжения содержат регулируемые .RC- или L-элементы Постоянных времени, определяющих (рутизну напряжения экспоненциальных развертокi Входы регулироваЭия RCL-элементов или их электрон|)ых аналогов (квазианалогов) являют ся дополнительными входами устройст ва. . Операция вычисления скалярного произведениядвух векторов : (х.у) Zx..y где X. и у. - соответствующие компо ненты вектЪров 3 и у , ,являетсяуниверсальной в вычислител ной технике. Известно, что построение однородной вычислительной среда возможно на основе функциональных модулей, реализующих операцию id) При условии оротогоналъностй ветггоров :и jF. В этом случае k-я компо-. нента вектора определяется выражени . 5:iiK Функциональные модули, выполняющие операции {), и (2), принято называть скаляторами. , -Устройство может работать в последовательном И параллельном режимах. Цикл работы устройства начинается с приходом запускающего импульса на вход 1 (фиг. 4 или 5). В этот моментпроизводится запуск генератора 3 экспоненциального напр жения. Через интервал времени tg на входе 2 устройства появляется импульс/ по которому мгновенное зна чение экспоненциального напряжени.я на выходе генератора- 3 фиксируется и запоминается на время длительности цикла с помощью запоминающего элемеНта 4. Это запомненное напря- женив является .опорным напряжением ДЛЯ всех ft компараторов. В последовательном режиме-.fрйГбохы устройства (фиг. 4) сигналом на вхо : де 2 одновременно запускаются генератор 3 экспоненциального напряжения и линия б задержки. Напряжение i генератора 3 эксйоненциального на пряжения сравнивается компаратором . 5 с опорным напряжением ,. На вых де компаратора 5 формируется прямо УГОЛЬНЫЙ импульс напряжения длительностью Т , который подается на вход 7 преобразователя 7 . время - код.Через интервал времени, превосходящий максимально возможное значение f., . на выходе б линии б задержки появляется импульс, запускающий генератор 3 экспоНейциального напряжения. Далее npoiteccH повторяются в последовательности, описанной для первого канала устройства. Благодаря линии б задержки, обеспечивающей последовательное во времени появление импульсов на ее выходах б - бц , последовательно срабатывают все п каналов устройства и появляются импульсы Т, - Тр на входах 7,, .-...Jj, преобразователя 7 время т код. Экспоненциальное напряжение на выходах генераторов 3 имеет -вид -tIRiC, Е -амплитуда экспоненциального напряжения; -параметры регулируемых RC-цепей, определяющих крутизну напряжения. Длительность импульсов т на выходах компараторов Определяется как Т. t где - параметры RC-цепи генератора 3 экспоненциального напряжения; tp - длительность входного вре, менного интервала.; В преббразователе 7 время - код (фиг. 2), приемлемом для последовательного режима, работы устройства, сигналы всех п каналов объединяются с помощью элемента ИЛИ 8, заполняются высокочастотной последовательностью импульсов генератора 10 с помощью элемента И 9, затем поступают на счетчик 11. Счетчик- 11 выполняет цифровое суммирование длительностей импульсов, .поступивЕиих на входы - IYI преобразователя 7 время-- код за время одного, цикла, в конце цикла в счетчике будет содержаться цифровое отображение величины т-1т,4 Р - ,-. o-f} Можно ускорить процесс вычисления скалярного произведения в устройстве, используя параллельный режим его работы и выполнив преобразова-. телЬ 7 время-код по схеме, изображенной на фиг. 3. Параллельный режим работа устройства иллюстрируют временные диаграммы, изображенные на . фиг. .5. Работа блоков 3, 3 , 4 и не отличается от работы их в последовательном режиме. По сигналу на входе 2 устроййтва одновременно запускаются генераторы 3 - Зу, экспоненциального напряжения, при этом линия б задержки не нужна (или ее задержка должна быть пренебрежимо мала). На 5 выходах компараторов 5 -. 5 одновременно появляются импульсы Т - TV, соответствующей дпительности, которые в преобразователе 7 время-код заполняются с элементов И .Э - 9„ 10 несовпадающими во времени последовательностями импульсов, такие последовательности импульсов создаются на выходах ра.спределит.еля 12, получающего импульсы от генератора 10 V5 (фиг. 6). ;Н. выходе элемента ИЛИ 8 :, объединяются импульсные последовательности с выходов элементов И . 9 - 9й и подаются на вход счетчика 11. Поскольку ни один импуяьс на вхо-20. де счетчика 11 не перекрывается во i времени с другими импульсами в счетчи-ке 11 одновременно просуммируются ииФоовые знаЧ(анйя интервалов времени Т - Ти. Результат сум- мирования определится по. формуле (5) .

Обозначая в формуле (5) , У, а .о.. %,5onst, получим решение уравнейия(1). Если обозначить х RO и. const, чис ло в счетчике 11 будет соответствовать величине у, определяемой уравнением (2). Таким образом, . время-импульсное вычислительное устройство может использоваться для определения скалярного произведения двух п-мерных векторов.

Технико-экономический эффект от использования устройства заключается в простоте и минимальных затратах аппаратных средств. При увеличении азмерности векторов на одну коМпонёнту достаточно добавить к устройству один аналоговый компаратор и генератор экспоненциального напря- , енин (управляемая КС-цепь с клюом). При этом достигается точность -и гибкость структуры,, так как используемые в качестве входных величин RCL-параметры могут сниматься непосредственно с датчиков анаизируемых процессов без предварительного преобразования и запоминания информации.

7г

5

ЛТЛ

-

7f