Вычислительное устройство Советский патент 1987 года по МПК G06F7/544 

мента ПИ 1,3, два TpFirrepa 5,6, группы элементов И 8-10, четыре элемента И 11-14, два регистра 17 числа коэф- фи1даентов, счетчики 18-20, блок 21 сравнения, дешифраторы 22,235 два регистра 75 значений коэффициентов, блоки 26 умножения, сумматоры 27, регистры 28 результата, элемент НЕ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в системах цифровой обработки информации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления выражения у;.

I Uk-1

4--Г

П

с многоразрядными j,i -J i

коэффициентами.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит элементы ИЛИ 1- 4, триггеры 5-7., группы элементов И 8- 10,элементыИ 11-16, регистры 17 числа коэффициентов, счетчики 18-20;блок 21 сравнениЯэДешифраторы 22 и 23, группу 24 мультиплексоров,регистры 25 значений коэффициентов, блоки 26 умножения, сумматоры 27, регистры 28 результата, элемент НЕ 29, группу элементов ИЛИ 30, элемент 3 1 задержки,мультиплексор 32 , входы 33-37 и выходы 38-40 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Подачей сигнала на вход 34 сброса устройства производится установка устройства Б исходное состояние путем сброса регистров 17,25 и 28, счетчикоз 18-20, триггеров 5 и 7.Затем производится ввод начальных данных. При этом на вход 33 устройства поступает импульс который проходит через открытый элемент И 12 на счетный вход счетчика 19 и по заднему фронту устанавливает этот счетчик в состояние, равное единице.

На первом выходе дешифратора 22 появляется сигнал, который поступает на вход разрешения записи регистра 1 числа коэффициентов. В следующем так те на информационные входы 37 устрой ства подается параллельным: кодом зна

29, группу элементс1В НИИ 30, элемент 31 задержки, мультиплексор 32, введены с третьего по т-й регистры 17 числа коэффициентов, где m - разрядность коэффициентор, третий тригг.ер 6, третий и четвер :: ый элементы ИЛИ 2, 4, пятьш и шестой элементы И 15 и 16. 1 ил.

Ш

15

20

25

30

35

40

чение числа коэффициентов а, (J i, i.+ 1 , . . . i+k-1) , равное к. Одновременно на вход 33 устройства подается импульс, который проходит через открытый элемент И 12 на вход синхронизации регистра 17 и осуществляет запись в этот регистр значения числа коэс{)фициентов к, поступающего с входом 37 ус .тройства на информационные входы этого регистра. По заднему фронту данного импульса счетчик 19 устанавливается в состояние, равное двум. При этом сигнал с второго выхода дешифратора 22 устанавливает триггер 6 в единичное состояние.

В следующем такте на входы 37 устройства поступает г.-разрядное значз:- ние первого коэффициента , . Сопровождающий эти дг1нные импульс, подающийся на вход 33 устройства поступает на второй вход пятого элемента И 15 и, поскольку аретий триггер 6 находится в единичном состоянии, проходит на синхроз ходы всех п-раз- рядных регистров 25 значений коэффициентов .

Соответствующие разряды вводимых данных по информационному входу 37 поступают на вторые входы мультиплексоров 24 группы, открытые нулевым сигналом с прямого выхода триггера 3. Следовательно, Е соответствующий разряд первого значения коэффициента а,: записывается через входы последовательной записи регистров 25 (за один такт каждый регистр 25 сдвигается на один разряд вправо). В дальнейшем в каждом i-м такте (i 1,2,...,п) в j-и регистр 25 (j 1,2,...,m) записывается очередной i-й разряд j-ro значения коэффициента а

If kТаким образом, первый регист р 25 значений коэффициентов содержит первые знаковые разряды коэффициентов

а.

V.

остальные регистры 25 входного слова X., на i-й коэффициент а . ; . Результат умножения поступает с выходов i-x блоков 26 умножения на первую группу входов 5 i-x сумматоров 27, л так как на втор группу входов этих сумматоров поступают нулевые значения с выходов регистров 28, то произведение Х„х

a, tk-i проходит без изменения чере сумматоры 27 и записывается в соответствующие регистры 28.

Одновременно 5-:мпульс сопровождения с выхода элемента Я 11 проходит на счетньп вход первого счетчика 18

значащие разряды коэффициентов а-, , в j-м регистре - j-тие разряды. В последнем, п-м такте записи начальных данных в регистры 25 значение счетчика 19 становится равным п+1 и на п+1 выходе дешифратора 22 О появляется единичный сигнал, сбрасывающий триггер 6 в нулевое состояние, в результате чего закрывается элемент И 15 и в режиме ввода начальных данных информация не поступает в регист- и по переднему фронту перебрасывает ры 25.его в состояние, равное единице. В

Если на этапе ввода на входы 35 результате на первом выходе дешифра- устройства поступают еще какие-либо тора 23 появляется единичный сигнал, данные, сопровождаемые импульсом После окончания импульса сопровожде- сопровождения, то этот импульс прохо-20 ния единичный сигнал 2 на выходе дит с входа 33 на счетный вход счет- элемента НЕ 29 сбрасывает первый ре- чика 19 и на выходе п+2-го состоя- гистр 28 результата в нулевое сос- ния дешифратора 22 появляется единич- тояние. Во всех остальных регистрах ный сигнал, который поступает на 28 сохраняется значение произведения выход 38 признака сбоя устройства. X , а Процесс ввода начальных данных необходимо осуществить заново.

Если начальные данные введены без сбоя, то после их ввода начинается вычислительный процесс. При этом 30 на вход 36 устройства подается сигнал Пуск, устанавливающий триггер 5 в единичное состояние. Б результате закрывается элемент И 12, завершая

-k-j I

Кроме того, единичный сигнал с

первого выхода дешифратора 23 обеспечивает подключение к выходам мультиплексора 32 значения произведения X ,( а , с выхода первого cy мaтopa

27. По заднему фронту импульса сопровождения с входа 33 в регистрах 25 происходит сдвиг вправо на опин разряд. Причем, единичный сигнал с прямого выхода триггера 5 коммутирует на выходы мультиплексоров 24 группы сигнал с первых входов этих мультиплек соров, т.е. в первые разрядь- каясдо- го j-ro регистра 25 записывается значение последнего, п-го разряда j-ro регистра CJ 1,2,...,т).

тем самым процесс ввода начальных условий. Открываются элементы И 11 и 16, элементы И 8 группы и первые входы мультиплексоров 24 группы.

27. По заднему фронту импульса сопровождения с входа 33 в регистрах 25 происходит сдвиг вправо на опин разряд. Причем, единичный сигнал с прямого выхода триггера 5 коммутирует на выходы мультиплексоров 24 группы сигнал с первых входов этих мультиплек соров, т.е. в первые разрядь- каясдо- го j-ro регистра 25 записывается значение последнего, п-го разряда j-ro регистра CJ 1,2,...,т).

Следовательно, з следующем такте на входы множителя первого блока 26

После этого на информационные ды 37 устройства последовательно поступает массив входных данных jel сопровож,цаемь1й импульсами сопровождения, поступающими на вход 33 устройства, умножения поступает значение коэфВ первом такте на входы 37 посту- фициента а , на входы множителя пает параллельным кодом значение первой величины X ,| , которое проходит через открытые элементы И 8 группы на входы множимого всех блоков 26 Q значение коэффициента а,, и т.д. Вто- умножения5 на входы множителя кото- рое значение X массива входных слов рых поступают многоразрядные значе- умножается на соответствующие ния коэффициентов а,,- из регист- коэффициенты а., . Новое произведе- ров 25, причем на j-й вход {j 1,2,... ние Х, а суммируется с предьщущим т) i-ro блока множения (i 1-,2,... произведением X,, а и поступает на

входы 1-х регистров 28 результатов.

Импульс сопровождения данных, поступая на вход счетчика 18, устанавливает его в состояние, равное двум.

второго блока 26 умножения - значение коэффициента а, на входы множителя третьего блока 26 умножения п) поступает значение i-ro разряда j-ro регистра 25.

Таким образом, каждый i-й блок 26 умножения осуществляет умножение

входного слова X., на i-й коэффициент а . ; . Результат умножения поступает с выходов i-x блоков 26 умножения на первую группу входов i-x сумматоров 27, л так как на вторую группу входов этих сумматоров поступают нулевые значения с выходов регистров 28, то произведение Х„х

и по переднему фронту перебрасывает его в состояние, равное единице. В

a, tk-i проходит без изменения через сумматоры 27 и записывается в соответствующие регистры 28.

Одновременно 5-:мпульс сопровождения с выхода элемента Я 11 проходит на счетньп вход первого счетчика 18

и по переднему фронту перебрасывает его в состояние, равное единице. В

результате на первом выходе дешифра- тора 23 появляется единичный сигнал, После окончания импульса сопровожде- ния единичный сигнал 2 на выходе элемента НЕ 29 сбрасывает первый ре- гистр 28 результата в нулевое сос- тояние. Во всех остальных регистрах 28 сохраняется значение произведения X , а

-k-j I

Кроме того, единичный сигнал с

первого выхода дешифратора 23 обеспечивает подключение к выходам мультиплексора 32 значения произведения X ,( а , с выхода первого cy мaтopa

27. По заднему фронту импульса сопровождения с входа 33 в регистрах 25 происходит сдвиг вправо на опин разряд. Причем, единичный сигнал с прямого выхода триггера 5 коммутирует на выходы мультиплексоров 24 группы сигнал с первых входов этих мультиплексоров, т.е. в первые разрядь- каясдо- го j-ro регистра 25 записывается значение последнего, п-го разряда j-ro регистра CJ 1,2,...,т).

Следовательно, з следующем такте на входы множителя первого блока 26

умножения поступает значение коэффициента а , на входы множителя значение коэффициента а,, и т.д. Вто- рое значение X массива входных сло умножается на соответствующие коэффициенты а., . Новое произведе- ние Х, а суммируется с предьщущим произведением X,, а и поступает на

второго блока 26 умножения - значение коэффициента а, на входы множителя третьего блока 26 умножения На з Т орор выходе деилиЬратопа 23 .-- лкется единичный потенциал, котсфый Г од1слючает к вь ходам чулът гплексора 32 егсз вторую грушту входов. По олон- чанил импульса сопровождения дапнь: ; единичкъ1й сигк; 1( с чь хода ЙЕ 29 сбрасывает в ауль регчсгр 28 результата, 1 регистрах 25 чекий коэффициентов прот-юходит очередной сдвиг 3Ha4eiiKK коэффициентог яа один разряд, Па.пы- .ектег функцкони- ровакие устройства происходит анало-- гкчно, Б течеииз первых к-i тактов никаких значений на устройства не выдается, так как элемент И П и

10 группы закрыты.

к-м такте

20, ,,..

личестзо импульсов сопро:ао):дения данкьгк, поступаюищх с ныхоца элемента И чграз элемент И 14, совпа,1.аст со значением числа коэффи- цкентоз К, записанным в регистре 1/. Е результате на пыхол1е блола 21 спан КЕ1НИЯ появляется единичньзй сигнал, которз:й устанавливает триггер 7 в едик 1чкое состояние, а задержавшись на один такт на элемертте 3t задержки npoxoib-iT через злемет т ИЛИ 3 и сбрасывает счетчик 20,

Т л-пч гр 7 закрывает элемент И - и открываем- sj.i -senT И 13; элементы И 10 группь . Значение х-гч: суттмато,-. о } 7 - J.- т у -. -, V - I ., - , :;. : - 1. , , а .i

сор 3.3 проходит V:u аыход устройства . На выход 39 устройства -тсс-ту- пает импульс сопрово;-щення зь-числе 1- ного значения У,, „ В следующем т.ктг на рыход - О устройства по(;;туч 1ет з;-;;- чение У,,, и т.ч.:, После Toroi: : к н;;: зходь 37 усагройстяа постугает зн;/-ч:- in-ie последнего слова массива У на В5СОД 35 устройства поступает нал массива,, который проходи ; через эле1 5ект ИЛИ 1 л сбрасызает тригг во 5 и 7 и регистры /8., чивая тем самъм процесс вычкслени )

чВычислительное устройство, содер-- жащее два триггера, два элемента ИПИ группу элементов три группы эле i.ieHTOB Hj элемент НЕ четыре элелен-- та Лр три счетчика, зленент задержки блок сравнения; регистр числа коэффч циент ов,. дна дешифр Тора два регнст ра зт ачекий коэ6фип;р :ентов , п блоков

5

умножения, где, 11 - таарядность регистра значенир коэффициентов, равная числу коэффициенто-в, п сум 5ато- pc)3j п регистров результата и г-.-уль- тиллексорс. ныходь которого соеди 1е- ны с нервьми «ходами этгементов И :;ег)вой группьГ; вьгходь которых являются информацион кыми вь ходами устрой- стпа информаг ионные входы которого соединены с перзьп и входами элементоЕ И второй группы и информационными входа да регистра числа коэффидиентов, выход которого соединен с первым информационным входС М блока сразненик.,

J чторой информап, вход которого соединен с вьгкодоь первого счетчика сброса которого соединен с выхо- ,дом первого элеме ;та ИЛИ, первый вход которого соединен через элемент ;ержки с выходом признака Разно блока cpaBHcFiiiH и входом установки первого триггера i, прямой В1)ход которого соединен с зторьми входами элементов И первой группы и первым

-- аходом первого элемента И,, выход ко- i oporo является выходом сопровожде- ;-n-iR тайных устройства,, вход сопро- 1 о; спения даг:н 1х кс торого соединен с первыми ,iи B i Oporc и тре-гего

элементов И,, выход второго элемента И соединен с TopbiM входом первого элемента И,, счетпмм входом второго счетчика, nejri vM городом четвертого алемачта И,, синхрс вкэцаь-ги репчстров

5 результата ч -.арС; йыкч входами ..: ; группы, выхог -сот червьвчи ьхада-чи а:- :Ъ - . ,ыхо/- L- : а э if

O ( i i 5 - - : i) соед::- ca i--ro регистра i KCTODoro co,;;;:uii e - слал аекого c Mi-iaTODa., выход кг)-горого соединен с ипформадиснкьш J ,:чо, регис иа pesyjibTaTa и с 1--М информас.ионныя входом мзчтьтиплек- copaj управляющ ;е вхо,ць которого сое- динетп-л с вторым - иходаг-м элементов И третьей группы т: входамр; первого

0 /хеишфраторг вход которого соеди1-;ен с выходом BToiJoro счетчика, зход сброса которог о яилйется входом сбро- :г устройс 1 ва к соединен с входами сброса третьего счетчика, регистра

a числа коэффициентов,, первого и вто- оого регистров значений коэффициеи- г ов.; с .1зторым входом первого э:темек- та и с пкпвьс-а 1 ;ходом второго эле-: НЕ с: пер- , jj т ое - Чтей ч;птх соединены с ::,-екгоБ ИЛК груп СИТа группы сн с входом сбро- jsyj;fcTaTa ; .члход ; входом терггого

мента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами элементов ИЛИ группы и входами сброса первого и второго триггеров, инверсные выходы которых соединены с вторыми входами чет- вертого и третьего элементов И соответственно, выходы которых соединены со счетными входами первого и третьего счетчиков, выход третьего счетчика соединен с входом дешифратора, выход первого разряда которого соединен с входом управления записью регистра числа коэффициентов, вход синхронизации которого соединен с выходом третьегр элемента И, выход пос- леднего разряда дешифратора является выходом признака сбоя устройства, вход признака конца массива которого соединен с вто рым входом второго элемента ИЛИ, вход пуска устройства соединен с входом установки второго триггера, прямо:; выход которого соединен с вторыми входами второго элемента И и элементов И второй группы, выходы которьк соединены с входами мне- жимого всех блоков умножения, выход i-ro блока умножения соединен с входом второго слагаемого i-ro сумматора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональ- ных возможностей устройства за счет вычисления выражения

f + k-l y, q a;,|,.j

Xv

1 J4 С многоразрядными коэффи циентами, в него введены с третьего по т-й регистры значений коэффициентов, где m - число разрядов коэффициентов, группа мультиплексоров, третий и четвер

Составитель Н.Матвеев Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Заказ 2658/51 Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор-од, ул. Проектная, 4

fO 15 0 50

5

тьгй элементы I Jlli, пятый и шестой элементы И и третий триггер, выход установки которого соединен с выходом второго разряда дешифратора, выход П+1-ГО разряда которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса третьего триггера, прямой выход которого соединен с первьа входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами синхронизации всех регистров значений коэффициентов, входы сброса с третьего по т-й регистров значений коэффициентов соединены с входом сброса устройства и вторьм входом третьего элемента ИЛИ, вход сопровождения данных устройства соединен с вторьм входом пятого элемента И и . первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, i-й выход i-ro регистра значений коэффициентов (J 1,.,.,т) соединен с j-м входом множителя i-ro блока умножения, п-й выход j-ro регистра значений коэффициентов соединен с первым информационным входом j-ro мультиплексора группы, выход которого соединен с входом последовательной записи j- го регистра значений козффициентов, прямой выход второго триггера соединен с управляющими входами мультиплексоров группы и вторым входом шестого элемента И, вход j-ro разряда ин- информационного входа устройства соединен с вторым информационнь м входом . j-ro мультиплексора группы.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления вьфажения вида у4.-U-. -1 It jli с многоразрядны 1и коэффициентами. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два СО N3 О 30