Устройство для вычисления разности квадратов двух чисел Советский патент 1987 года по МПК G06F7/544 

Изобретение oifioenreH к вычие. штельной технике и антоматике, может Пыть исполь- зонано в системах обработки информации и унрав. юния и позволяет вычислять разность квадратов двух чисе.ч.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет обеспечения во: можности вычислений для произвольных соотнон1ений входн()1х чисел.

На фиг . I изображена функциональная схема устройства; на (jiHr. 2 - схема подключения устройства.

Устройство содержит два вычитающих счетчика 1 и 2, суммирующий счетчик 3. реверсивный счетчик 4, суммирующий счетчик 5. сумматор В, :)лемент 7 задержки, три1тер S, три .icMCHia IL Ul 9 II, 11ЯТ э.пементов И 12 1в, три v/icMeiiia ИЛИ-НЕ: 17 19, элемент И-Ш 20, r|iyiiiiy из ъ, 1емен- тов ИСКЛЮЧЛЮНил: ИЛИ 21 25 и I ene- ратор 2().

Возможная ( хема подключения входов н выходов ycTjMiiici Ba показана на фиг. 2. Она содержит |ierHCT|)i,i 27 и 28, устройст- ю 29 и исполнительное устройство 30.

Усгройст1 о работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 1 о и т 1игге|1 S находятся в нулевом состоянии. На выходах сумматора 6, -:)лементов ИЛИ 9 И, И 12 (), ИСКЛЮЧЛЮЩ - : ИЛИ 21 25, 19, заде)жк11 7логический «О, а н;: выходах scieMeHroB ИЛИ-НН 17 и IS, ИЛИ: 20логическая «1.

После прихода им||ул1,са у|1)1авления счетом на вход :,|емента 7 . на eio не)ном динамическо.м В1)1Х()де через время /1 формируется си1 на,1, Koropbiii п)(Я(зво- диг запись информации (чисе.П в счегчи- ки 1 и 2 и подтверждает нулевое состояние счетчика 4. При эюм на выходах y/ie- ментов ИЛИ 9 и И) 11()яв;|яется В1 1сокий, а на выходе :),-1е.мента ИЛИ-НР, 17 низкий уровни напряжений. Через время /j па втором динамическом выходе з, 1емента 7 ;ia- держки появляется ciiiiia.i, по которому ин- (}1ормация с выходов счетчиков I и 2 по- слупает в сч мматор 6, где хранится в виде суммы дв X чисе. 1 на ei o выходах. Так как при с/южении двух а-|)азрядных чисел ко. шчество разрядов может увеличиться на единицу, то сумматор 6 имеег «+1 выход, причем пос, 1едний В)1ход является выходом перен(К а. На выходах -(.пементов ИГ.КЛЮ- ЧЛЮЩКН ИЛИ 22 25 появляется высокий, а на выходе :(лемента ИЛИ-НН 18 низкий уровни напряжений.

Через время ti на третьем динамическом выходе элемента 7 задержки появляется сигнал, нереводян1ий трипер 8 в единичное состояние. С выхода генератора 2() импульсы через элементы И 12 14 поступают на вычитающие входы счетчиков 1 и 2. Каждый импульс генератора 2Г) уменьшает содержимое счетчиков 1 и 2 на одну единицу до тех пор, пока один из )1их переходит

в нулевое состояние. Предположим, что первым обнуляется счетчик 1. Тогда на выходе элемента ИЛИ 9 появляется сигна,л логического «О. При этом на выходе элемента 13 формируется низкий уровень напряжения, который запрещает дальнейший счет счетчику 1. На выходе элемента ИСКЛЮ- Ч.ЛЮШЕЕ ИЛИ 21 появится сигнал логической «1, который способствует прохождению импульсов с генератора 26 через

0 элемент И 15 на суммирующий вход счетчика 4,

Изменение состояния счетчика 4 приводит к появлению на выходе признака окончания работы устройства и на выходе элемента ИЛИ 11 логической «1. В счет5 чик 4 импу, 1ьсы поступают до момента, К()ча счетчнк 2 переходит в нулевое состояние. При этом на выходе элемента ИЛИ И) появляется . им ический «О, который препятствует прохождению имнульсов геуе ратора 26 через э, 1емент И 14 и одновременно формирует на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩИЕ ИЛИ 21 и И 15 низкий уровень напряжения. В счетчик 4 записывается число, равное разности двух чисел, которые были в счетчиках 1 и 2. Одновре5 MtMiHo на в1)Гходе элемента ИЛИ-НЕ 17 формируется сигнал логической «1, который поступает на выход управления, обнуляет счетчики 1 и 2, переводит триггер 8 в пулевое состояние и совместно с сигналом, поступающим с выхода э,темента ИЛИ II, фор0 мирует на выходе элемента И-НЕ 20 низкий уровень напряжения.

На,1ичие на входах э, 1емента ИЛИ-НЕ 19 ,1огических «О приводит к появлению на выходе высокого п()тенциа,ча, разреп1аюп1его работу счетчика ,3 и прохождение импуль5 сов генератора 26 через элемент 16 на вход счетчика 5. При совпадении кода числа в счетчике 3 с кодом числа на выходах сумматора 6 на В1 1ходах элементов ИСЖЛЮ- Ч.ЛЮЩЕЕ ИЛИ 22 25 формируются низкие

0 напряжения, которые приводят к по- яв, 1ению на выходе э.1емента ИЛИ-НЕ 18 , 1огической «I, вс.чедствие чего содержимое с четчика 4 умен1)111ается на единицу, а на выходе э,чемента ИЛИ-НЕ 19 появляется сигна, сброса.

5 Счетчик 3 переходит в нулевое состояние. На выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 25 нояв,1яются высокие, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 - низкий уровни напряжений. На выходе элемента ИЛИ- НЕ 19 опять появ,чяется логическая «1,

0 разреп1аюп1ая работу счетчика 3 и прохождение импульсов генератора 26 через элемент 16 на вход счетчика 5, т. е. цик,1 работы повторяется. Это происходит до тех пор, пока счетчик 4 пе переходит в нулевое состояние. При этом в счетчике 5 записано

5 число, равное произведению суммы двух чисел, которые были в счетчиках 1 и 2, на их разность, т. е. разность квадратов этих чисел.

После того, как счетчик 4 переходит в нулевое состояние, на выходе элемента ИЛИ 1 1 появляется «О, который поступает на выход признака окончания работы устройства и на вход элемента И-НЕ 20, формируя на его выходе высокий уровень напряжения. Наличие на входе элемента ИЛИ-НЕ 19 высокого потенциала приводит к появлению на его выходе сигнала логического «О, который запрещает работу счетчика 3 и 5.

Выходы регистров 27 и 28 (фиг. 2) соединены с информационными входами устройства 29, выход управления которого соединен с входом установки нуля регистров. Информационные выходы устройства 29 и его выход признака окончания работы соединены с исполнительным устройством 30. Вход установки нуля устройства 29 периодически подключают к шине сброса, а на вход управления счетом подают сигнал, по которому начинается работа устройства 29.

Предлагаемое изобретение может быть применено в устройствах автоматики, в вибрационных расходомерах для вычисления функции расхода.

Формула изобретения

Устройство для вычисления разности квадратов двух чисел, содержащее генератор импульсов, триггер, реверсивный счетчик, пять элементов И, первый суммирующий счетчик, блок синхронизации, сумматор, выход триггера подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к входу генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности вычислений для произвольных соотношений входных чисел, в него введены два вычитающих счетчика, второй суммирующий счетчик, три элемента ИЛИ, три элемента ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вход запуска блока синхронизации является одноименным входом устройства, а первый выход подключен к входам синхронизации первого и второго вычитающих счетчиков и к входу сброса реверсивного счетчика, второй и третий выходы блока синхронизации подключены к входу синхронизации сумматора и входу установки триггера соответственно, вход сброса которого подключен к выходу элемента ИЛИНЕ, к входам сброса первого и второго реверсивных счетчиков и к первому входу элемента И-НЕ, выход первого элемента И подключен к первым входам второго и третьего

элементов И, входы первого и второго чисел устройства подключены к информационным входам первого и второго вычитающих счетчиков соответственно, выходы которых подключены к входам первого и второго элементов ИЛИ соответственно и к входам

первого и второго слагаемых сумматора соответственно, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к вторым входам второго и третьего элементов И соответственно и к первому и

5 второму входам первого элемента ИЛИ-НЕ соответственно, выходы второго и третьего элементов И подключены к счетным входам первого и второго вычитающих счетчиков соответственно, первые и вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы под0 ключены к выходам соответствующих разрядов первого суммирующего счетчика и к выходам соответствующих разрядов сумматора соответственно, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы подключес ны К входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ-НЕ и к вычитающему динамическому входу реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход котоQ рого является выходом признака окончания вычислений устройства и подключен к второму входу элемента И-НЕ, первый и второй входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к выходам первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выход элемента И-НЕ подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход генератора им0 пульсов подключен к второму входу четвертого элемента И, к первому входу пятого элемента И и к счетному входу первого суммирующего счетчика, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ подключен к второму входу пятого элемента И и к инверсному входу

5 сброса первого суммирующего счетчика, выход пятого элемента И подключен к счетному входу второго суммирующего счетчика, выход которого является выходом результата устройства.

5

Изобретение предназначено для вычисления разности квадратов двух чисел, относится к области автоматики и вычислительной те.хники и может быть иснользовано в системах обработки информации и управления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет совмещения в одном устройстве операций возведения в квадрат и вычитания. Устройство содержит пять счетчиков, три элемента ИЛИ, п+2 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, где п - разрядность входного аргумента, пять элементов И, два элемента ЙЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, триггер, генератор, элемент задержки, сумматор с соответствующими связями. Принцип работы устройства основан на пошаговой реализации алгоритма вычисления под управлением элемента задержки с тремя динамическими выходами. 2 ил. СА ОО 00 со