Устройство для возведения чисел в N-ю степень Советский патент 1989 года по МПК G06F7/552 

12 о

г

(Л

со

10

15

20

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор I импульсов, элемент И 2, элемент VUIK 3, счетчик 4 результата, счетчик 5, N управляемых делителей 6,1-6.N частоты (УДЧ), элементы ИЛИ 7 и 8, элемент И 9, триггер 10, информационный вход П, управляющий вход 12 и выход 13.

Устройство работает следующим об-- разом.

В исходном состоянии (цепи установки в исходное состояние элементов последовательностного типа не показаны как несущественные при рассмотрении принципов работы устройства) триггер 10 установлен в О и в счетчи- 25 ках 4 и 5 записано число О. На первых входах элементов И 2 и 9 имеются уровни о, поступающие соответственно с выхода триггера 10 и выхода

элемента ИЛИ 8. Импульсы, формируемые 30 его выходе уровень генератором 1, на выход элемента И 2 не проходят. На входах 11 и 12 имеются уровни О.

Если в этом состоянии с входа 12 поступают импульсы помех, то на выходке элемента И 9 они не проходят, поскольку уровень О с выхода элемента ИЛИ 8 удерживает элемент И 9 в закрытом состоянии. При этом состояние всех элементов устройства сохраняется. Q

Таким образом, в исходном состоянии устройство защищено от несанкционированного запуска по входу 12. Если возведению в степень N 1 подлежит некоторое число , то на вход 11 д необходимо подать А импульсов, которые формируют в счетчике А (через элемент ИЛИ 3) и в счетчике 5 число А. При этом коэффициент пересчета каждого управляемого делителя час- тоты (УДЧ) становится равным А, а общий коэффициент пересчета УДЧ 6.1- 6.N- А. Дпя запуска устройства необходимо на вход 12 подать импульс.

Если число А, .подлежащее возведению в степень N и загруженное в счетчики 4 и 5, равно 1, то иа выходе элемента ИЛИ 8 сохраняется уровень О, Импульс запуска, поступающий

с входа 12, на вых проходит, поскольк

нем О с выхода э этом состояние все ства сохраняется. вания результата н новлен двоичный ко щийся результатом А-1 в степень N.

Если число А, п дению в степень N счетчики 4 и 5, бол 1, имеющийся в э на одном, кроме пе выходов счетчика 5 элемент ИЛИ 8 на п та И 9. Импульс за с входа 12 на втор И 9, проходит на е ет на второй вход рез элемент ИЛИ 7) УДЧ 6.2. В результ писывается число 1 сокращение общего счета УДЧ 6.1-6.N

К А - А

Импульс, поступ вход триггера 10,

импульсы, формируе начинают поступать на счетный вход УД мент ИЛИ 3 - на сч ка 4.

Если генератор сы, следующие с ча пульс на выходе УД рез время Т, равно

Т -|- V

Подставляя (1)

50

55

Импульс с выход ливает триггер 10 в чего закрывается эл кращается подача им ход. За время Т чи счетчике 4, увеличи величину В, равную

В - F-T, Поскольку перед ства в счетчик 4 бы А, то по окончании ния в степень N нек счетчике 4 будет за С, равное

с входа 12, на выход элемента И 9 не проходит, поскольку он закрыт уров0

5

0

5

30 его выходе уровень

ке Q

нем О с выхода элемента ИЛИ 8. При этом состояние всех элементов устройства сохраняется. К моменту считывания результата на выходе 13 установлен двоичный код числа 1, являющийся результатом возведения числа А-1 в степень N.

Если число А, подлежащее возведению в степень N и загруженное в счетчики 4 и 5, больше I, то уровень 1, имеющийся в этом случае хотя бы на одном, кроме первого, из разрядных выходов счетчика 5, подается через элемент ИЛИ 8 на первый вход элемента И 9. Импульс запуска, поступаюи1ий с входа 12 на второй.вход элемента И 9, проходит на его выход и поступает на второй вход триггера 10 и (через элемент ИЛИ 7) на счетный вход УДЧ 6.2. В результате в УДЧ 6.2 записывается число 1. Это обеспечивает сокращение общего коэффициента пересчета УДЧ 6.1-6.N на число А:

К А - А(1)

Импульс, поступающий на второй вход триггера 10, устанавливает на

1. В результате

импульсы, формируемые генератором 1, начинают поступать через элемент И 2 на счетный вход УДЧ 6.1 и через элемент ИЛИ 3 - на счетный вход счетчика 4.

Если генератор 1 формирует импульсы, следующие с частотой F, то импульс на выходе УДЧ 6.N появится через время Т, равное

Т -|- V(2)

Подставляя (1) в (2) .имеем:

(3)

Импульс с выхода УДЧ 6.N устанавливает триггер 10 в О, в результате чего закрывается элемент И 2 и прекращается подача импульсов на его выход. За время Т число, записанное в счетчике 4, увеличится на некоторую величину В, равную

В - F-T, (4) Поскольку перед запуском устройства в счетчик 4 было записано число А, то по окончании процесса возведения в степень N некоторого числа А в счетчике 4 будет зафиксировано число С, равное

А+В

I

5

А +F -Т

l49

(5)

Подставляя (3) в (5), получаем, что С А, Таким образом, к моменту считывания результата на выходе 13 устанавливается двоичный код,числа С, являющийся результатом возведения числа А 1 в степень N. При этом формирование этого результата произошло за время, определяемое выражением (3).

Формула изобретения

Устройство для возведения чисел в N-Ю степень, содержащее счетчик результата, разрядные выходы которого соединены с выходом устройства, счетчик, вход которого подключен к информационному входу устройства, разряд- ные выходы которого соединены с соответствующими разрядными входами управления N управляемых делителей частоты, которые начиная с второго, соединены последовательно а выход N-ro из них подключен к первому входу триг гера, выход которого соединен с вым входом первого элемента И, второй

б

0

5 5

вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом первого .управляемого делителя частоты, разрядные входы управления которого, кроме первого, соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом . вторрго элемента Л, второй вход и Bbixoj: которого подключены соответственно к управляющему входу устройства и второму входу триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй и третий элементы ИЛИ, причем первый вход и выход второго элемента ИЛИ подключены соответственно к информационному входу устройства и счетному входу счетчика результата, а второй вход - к выходу первого элемента И, выход первого уп-. равляемого делителя частоты соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход и выход которого подключены соответственно к выходу второго элемента И и -счетному входу второго управляемого делителя частоты.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит генератор 1, элемент И 2, счетчик 4 результата, счетчик 5, N управляемых делителей частоты 6.1-6N, элемент ИЛИ 8, элемент И 9, триггер 10. Введение в устройство элементов ИЛИ 3 и 7 и образование новой совокупности связей между элементами, входящими в его состав, обеспечивает сокращение время возведения в степень. 1 ил.