Устройство для определения количества единиц в двоичном числе Советский патент 1987 года по МПК H03M7/04 

Изобретение относится к тельной технике и может использовано для контроля цифровой информации-.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит п-разрядный регистр 1, первую 2, вторую 3, третью 4 и четвертую 5 группы элементов И, группу элементов И.ПИ, первый и второй элементы ИЛИ 7 и 8,, элемент ИЛИ-НЕ 9, первый, второй, третий и четвертый элементы И 10-13,, элемент И-НЕ 14, элемент 15 задержки, триггер 16, реверсивный счетчик 17, первые и вторые информационные входь 18 и 19, вход 20 запуска 5 кодовые входы 21, тактовый вход 22, информационные 23 и управляющий 24 выходы устройства.

Устройство работает следующим об- разом.

Исходное состояние устройства характеризуется тем, что регистр 1. и триггер 16 установлены в О,

Пусть число разрядов анализируемого кода четное. Разделим разряды исходного кода на две равгпле части по п/2 разрядов. Тогда

Е Е , -1- Е г Е J + Е + п/2 - п/2 Е, - (h/2 - Hj -ь п/2 1322480вычисли- бинация равна 01 либо 10, то содержи Е - Н + п/2,

где Е - общее количество единиц в

двоичном коде; Е, иЕ ) -количество единиц з первой

и вторрй половинах исходного кода соответственно 5 Н - количество нулей во второй

половине исходного кода. Таким образом, задача подсчета количества единиц в коде сводится к нахождению разности количества единиц в первой и нулей во второй половинах кода и коррекци л результата на величину -п/2.

Разность может быть найдена следующим образом.

Попарно анализируются одноименные разряды в первой и второй половинах регистра Если в анализируемом коде комбинация li, то разность равна +1 и в счетчик нужно добавить единицу. Если в анализируемой паре комбинация 00, то разность равна 1 и из счетчика следует вычесть единицу. Если ком2

либо мое счетчика остается без изменения,

В ряде случаев, когда, например, первая пара разрядов содержит комби- 5 нацию 11, а вторая 00, то нет димости в счетчик вначале прибавлять единицу, а во втором - вычитать, оставляя содержимое счетчика без изменения с переходом к анализу очередной 10 пары комбинаций П и 00.

Если при этом в процессе поиска таких пар встречаются только комбинации 11, то ,3 счетчик прибавляется 1 , если встречаются только комбинации 15 00, то из счетчика вычитается 1.

Коррекция может быть осуществлена предварительной записью кода п/2 в счетчик.

АнализИРУемьш код через информаци- 20 онные входы 18 и 19 заносится в регистр 1. В счетчик 17 заносится с входов 21 код числа п/2. На вход 20 подается импульс запуска и триггер 16 переходит в единичное состояние, от- 25 крывая элемент И 13, Элементы И 2 выделяют последовательно комбинации 11, элементы И 4 - комбинации 00.

При Нг шичии как комбинации 1 1 , так

30 и 00 появляются единичные сигналы на выходах элементов ШИ 7 и 8, в результате на выходе элемента И-НЕ 4 нулевой сигнал и элементы И 1 и 12 заблокированы по вторым входам. Тактовый

35 импульс с входа 22 через элемент 15 задержки и через соответствующий элемент И 3 и 4 поступает на вход обнуления соответствующего разряда первой половины регистра 1 и на установоч40 ный вход соответствующего разряда

второй половины регистра . 1, В результате комбинации 11 и 00 заменяются на 01, Содержимое счетчика не меняется „ Описанный процесс продолжается

45 до тех пор, пока в анализируемом коде не остаются только комбинации 11, либо комбинации 00, В этом случае на одном из входов элемента И-НЕ 14 присутствует нулевой сигнал, и на его

50 выходе - единичный сигнал, открывающий элементы И 11 и ,12 и по вторым входам, В случае, если имеются комбинации 11J единичный сигнал присутствует на выходе элемента ИЛИ 7, В ре55 зультате элемент И 1 открывается по первом входу и очередной тактовый импульс добавляет к содержимому счетчика 17 единицу. При кодовой комбина480бинация равна 01 либо 10, то содержи2

либо мое счетчика остается без изменения,

В ряде случаев, когда, например, первая пара разрядов содержит комби- 5 нацию 11, а вторая 00, то нет димости в счетчик вначале прибавлять единицу, а во втором - вычитать, оставляя содержимое счетчика без изменения с переходом к анализу очередной 0 пары комбинаций П и 00.

Если при этом в процессе поиска таких пар встречаются только комбинации 11, то ,3 счетчик прибавляется 1 , если встречаются только комбинации 5 00, то из счетчика вычитается 1.

Коррекция может быть осуществлена предварительной записью кода п/2 в счетчик.

АнализИРУемьш код через информаци- 0 онные входы 18 и 19 заносится в регистр 1. В счетчик 17 заносится с входов 21 код числа п/2. На вход 20 подается импульс запуска и триггер 16 переходит в единичное состояние, от- 25 крывая элемент И 13, Элементы И 2 выделяют последовательно комбинации 11, элементы И 4 - комбинации 00.

При Нг шичии как комбинации 1 1 , так

30 и 00 появляются единичные сигналы на выходах элементов ШИ 7 и 8, в результате на выходе элемента И-НЕ 4 нулевой сигнал и элементы И 1 и 12 заблокированы по вторым входам. Тактовый

35 импульс с входа 22 через элемент 15 задержки и через соответствующий элемент И 3 и 4 поступает на вход обнуления соответствующего разряда первой половины регистра 1 и на установоч40 ный вход соответствующего разряда

второй половины регистра . 1, В результате комбинации 11 и 00 заменяются на 01, Содержимое счетчика не меняется „ Описанный процесс продолжается

45 до тех пор, пока в анализируемом коде не остаются только комбинации 11, либо комбинации 00, В этом случае на одном из входов элемента И-НЕ 14 присутствует нулевой сигнал, и на его

50 выходе - единичный сигнал, открывающий элементы И 11 и ,12 и по вторым входам, В случае, если имеются комбинации 11J единичный сигнал присутствует на выходе элемента ИЛИ 7, В ре55 зультате элемент И 1 открывается по первом входу и очередной тактовый импульс добавляет к содержимому счетчика 17 единицу. При кодовой комбинации 00 аналогичным образом из содержимого счетчика вычитается единица.

После того, как все комбинации 1 и 00 заменены на комбинации 01, на выходах элементов ИЛИ 7 и 8 возника- ют нулевые сигналы, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 - единичный сигнал, который открывает элемент И 10. В результате очередной тактовой импульс сбрасывает триггер 16 и регистр 1. На выходе 24 появляется единичный сигнал, свидетельствующий об окончании рабочего цикла, на выходах 23 формируется код числа единиц.

Формула изобретения

Устройство для определения количества единиц в двоичном числе, содержащее п-разрядный регистр, установочэлемента l-LHIi и первым входом соответ- ств-ующего элемента И четвертой группы, выход которого соединен с вторым входом соответствующего элемента ИЛИ группы, выход которого соединен с установочным входом разряда старших П/.2 разрядов п-разрядного регистра, выходы элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, соответствую- 15 щими 1зходами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с цервым входом первого элемента И, второй вход которого является тактовым входом устройства, выход первого элемента И подключен к

ные входы младших п/2 разрядов п-раз-20 входу обнуления триггера, установоч- рядного регистра являются первыми ин- ь й вход которого является входом за- формационными входами устройства, пуска устройства, инверсный выход - первые входы элементов ИЛИ группы являются вторыми информационными входауправляющим выходом устройства, выходы второго и третьего элементов И

ми

устройства, прямые выходы младших соедине1Ш соответственно с суммируюп/2 разрядов п-разрядного регистра соединены с первыми прямыми входами соответствующих элементов И.первой группы, прямые выходы cTapmtrx п/2

щим и вычитающим входами реверсивного счетчика, установочные входы которого являются кодовыми входами устройства, информационные выходы - информационразрядов п-разрядного регистра соеди-30 ными выходами устройства, о т л и - нены с вторыми входами соответствую- чающееся тем, что, с целью по- щих элементов И первой группы, выход вьпиения быстродействия, в него введе- каждого элемента И первой группы сое- ны элементы задержки, четвертый эле- динен с соответствующими инверсными мент И и элементы И-НЕ, входы которо- входами последующих элем ентов И дан- 35 ° подключены к выходам первого и

второго элемента ИЛИ соответственно, выход - к объединенным вторым входам второго и третьего элементов И, прямой выход триггера подключен к первоной группы, соответствующим входом первого элемента ИЛИ и первым входом соответствующего элемента И второй группы, выход которого соединен с входом обнуления соответствующего разря-40 му входу четвертого элемента И, вто- да младших п/2 разрядов п-разрядного рой вход которого является тактовым регистра, инверсные выходы младших входом ycTpoficTBa, выход четвертого разрядов п-разрядного регистра соеди- элемента И подключен к третьим входам нены с первыми прямыми входами соот- второго и третьего элементов И и вхо- ветствующих элементов И третьей груп-45 ду элемента задержки, выход которого

пы, вторые прямые входы которых соединены с соответствующими инверсными выходами старших п/2 разрядов п-разрядного регистра, выход каждого элемента И третьей группы соединен с соответствующими инверсными входами последующих элементов И данной группы, соответствующим входом второго

элемента l-LHIi и первым входом соответ- ств-ующего элемента И четвертой группы, выход которого соединен с вторым входом соответствующего элемента ИЛИ группы, выход которого соединен с установочным входом разряда старших П/.2 разрядов п-разрядного регистра, выходы элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, соответствую- щими 1зходами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с цервым входом первого элемента И, второй вход которого является тактовым входом устройства, выход первого элемента И подключен к

входу обнуления триггера, установоч- ь й вход которого является входом за- пуска устройства, инверсный выход -

управляющим выходом устройства, выходы второго и третьего элементов И

щим и вычитающим входами реверсивного счетчика, установочные входы которого являются кодовыми входами устройства, информационные выходы - информационподключен к вторым входам элементов И второй и четвертьш групп, выход третьего элемента И подключен к входу сброса регистра.

Редактор Е.Папп

Составитель Н.Бочарова Техред А.Кравчук .

Заказ 2878/55Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-355 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4

Корректор Л.Пилипенко