Счетное устройство с иррациональным основанием @ 2 Советский патент 1991 года по МПК H03K23/56 

00

о

00

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реверсивного счета импульсов в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов координат в геометрический код с основанием У2 и при разработке линейных и круговых интерполяторов.

Цель - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реверсивного счета.

На чертеже представлена функциональная схема счетного устройства с иррациональным основанием v5 .

Счетное устройство с иррациональным основанием V2 содержит первый 1 и второй 2 n-разрядные реверсивные двоичные счетчики, мультиплексоры 3-1 - 3-(2п-1), сумматор 4 по модулю два, первый 5 и второй 6 элементы И, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, элемент НЕ 9, третий 10, четвертый 11, пятый 12, шестой 13 и седьмой 14 элементы И, первый 15 и второй 16 входы реверсивного счетного устройства с основанием V2 , первую 17, вторую 18, третью 19 и четвертую 20 шину режимов работы, первую 21 и вторую 22 шины управления, шину 23 сброса, шину 24 разрешения параллельной записи счетного устройства, первые 25-1-25 -(п-1) и вторые 26-1 -26 -(п-1) входы параллельной записи реверсивных счетчиков, выходы 27-1 - 27-(п-1) счетного устройства. Первый и второй входы сумматора 4. по модулю 2 совместно с первым и вторым входами первого элемента И 5 соединены со счетным входом 15 и дополнительным счетным входом 16 соответственно, первый выход переноса первого двоичного счетчика 1 подсоединен к первому входу второго элемента И 6, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента ИЛИ 7, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного двоичного счетчика 2; входы сброса и входы параллельной записи счетчиков 1, 2 соединены соответственно с шинами 23 сброса и 24 параллельной записи счетного устройства с иррациональным основанием; вход элемента НЕ 9 соединен с первой управляющей шиной 21, а выход подсоединен к вторым входам второго 6 и третьего 10 элементов И; первый вход третьего элемента И 10 подсоединен к второму выходу переноса первого реверсивного двоичного счетчика 1, выход третьего элемента И 10 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 8, выход которого подсоединен к вычитающему входу второго реверсивного двоичного счетчика 2, при

этом к вторым аходам первого 7 и второго 8 элементов ИЛИ подсоединены выходы шестого 13 и седьмого 14 соответственно элементов И, первые входы которых соединены с выходами первого элемента И 5, а вторые

-с первым 17 и вторым 18 соответственно входами управления режимами работы; выход сумматора 4 по модулю два подсоединен к первым входам четвертого 11 и пятого

12 элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с третьим 19 и четвертым 20 входами управления режимами работы, выходы четвертого 11 и пятого, 12 элементов И подсоединены соответственно

к суммирующему и вычитающему входам первого реверсивного двоичного счетчика 1; 1-й выход (I Tin) первого реверсивного двоичного счетчика 1 соединен с первым информационным входом мультиплексора

31 и вторым информационным входом мультиплексора 3-(21-1), а 1-й выход второго двоичного реверсивного счетчика 2-е первым информационным входом 2i-ro мультиплексора 3-21; первый и второй управляющие

входы всех мультиплексоров 3-1 - 3-(2п-1) соединены соответственно с первой 21 и второй 22 шинами управления; выходы 27-1

-27-(2п-1) мультиплексоров 3-1 - 3-(2п-1) являются выходами счетного устройства,

Счетное устройство может работать в четырех режимах: 1} в режиме суммирования импульсов по одному или двум входам в коде с основанием V5T ; 2) в режиме вычитания импульсов по одномуили двум

входам в коде с основанием 2 ; 3) в режиме суммирования импульсов в двоичном коде; 4) в режиме вычитания импульсов в двоичном коде.

Первый режим обеспечивается приложением к шине 21 управления сигналов логической единицы, к второй 18 и четвертой 20 шинам - логической единицы, к первой 17 и третьей 19 шинам управления режимами работы - сигнала логического нуля; второй режим обеспечивается приложением к шине 21 управления, первой 17 и третьей 19 шинам управления режимами работы сигнала логической единицы, к второй 18 и четвертой 20 шинам управления режимами

работы - сигнала логического нуля; третий режим обеспечивается подачей на четвертую шину 20 управления режимами работы сигнала логической единицы, приложением к шине 21 управления, первой 17, второй 18,

5 третьей 19 шинам управления режимами работы сигнала логического нуля; четвертый режим обеспечивается подачей на третью шину 19 управления режимами работы сигнала логической единицы, на шину 21 управления. первую 17, вторую 18, четвертую 20 шины управления режимами работы - сигнала логического нуля.

Работе предшествует установка реверсивных счетчиков 1 и 2 в исходное (с помощью импульсного сигнала, поступившего в шину 23 сброса) или начальное состояние (путем приложения к шине 24 разрешения параллельной записи сигнала логической единицы, а на входы 25-1 - 25-(п-1) и 26- 1-26-(п-1) параллельной записи реверсивных счетчиков - начальной информации, а затем снятия логической единицы с шикы 24 разрешения параллельной записи счетного устройства).

В первом режиме первый 1 и второй 2 реверсивные двоичные счетчики работают автономно, причем первый счетчик 1 ведет счет при присутствии импульсов на одном из входов 15 или 16, а второй реверсивный счетчик 2 - при присутствии импульсов на входах 15 и 16 одновременно.

При этом импульсы, одновременно поступающие на входы 15 и 16, должны быть синхронны. В случае несинхронности импульсов они должны быть синхронизированы известным способом. Импульс, появившийся на входе 15 или 16, пройдя через сумматор 4 по модулю два, поступает на вторые входы четвертого 11 и пятого 12 элементов И. Пройдя через четвертый элемент И 11, на первом входе которого присутствует логическая единица, он поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 1, где и записывается. В том случае, когда импульсы будут присутствовать одновременно на входах 15 и 16, появится импульс на выходе первого элемента И 5, который, пройдя через шестой элемент И 13 и первый элемент ИЛИ 7, будет зарегистрирован на суммирующем входе счетчика 2.

Таким образом, такт за тактом будет сформирована в реверсивных счетчиках 1 и 2 информация в виде

п -1л - 1

2 X, 2 и V2 2 Xj 2,

0

которая будет присутствовать на выходах реверсивных счетчиков. Для образования окончательной информации в виде кода с основанием v5

2п -1 J 1 2п -1|/2

X Г Ј Xj 2 2 + Ј Xi 2

необходимо к шине 22 управления приложить сигнал логической единицы, Тогда код с основанием V2, сформировавшийся с помощью коммутаторов 3-1 - 3-(2п-1), будет присутствовать на выходе счетного устройства.

В качестве примера рассмотрим преобразование с помощью счетного устройства двоичных кодов координат вектора А (7,5) в геометрический код с иррациональным ос- 5 нованием V2. В двоичной системе счисления числа координат X 7 и Y 5 представляются в виде X 111 и Y 101.

Импульсы, количество которых соответствует координатам X, Y, поступая на входы 10 15 и 16, изменяют состояния счетчиков 1 и 2. Первый реверсивный счетчик 1 будет осуществлять счет импульсов, присутствующих на входе 15 или 16, а второй реверсивный счетчик 2 - при одновременном присутст- 5 вии импульсов на входах 15 и 16. Такт за тактом в реверсивных счетчиках 1 и 2 будет сформирована информация в виде 01 и 101 (младшие разряды находятся слева). С помощью коммутаторов 3-1 - 3-(2п-1) про- 0 изойдет формирование окончательной информации, которая будет присутствовать на выходе счетного устройства, в виде 011001.

Работа счетного устройства во втором 5 режиме аналогична его работе в первом режиме, но отличается тем, что импульс, появившийся на входе 15 или 16, пройдя через сумматор 4 по модулю два, поступит на вторые входы четвертого 11 и пятого 12 элемен- 0 тов И и, пройдя через пятый элемент И 12, на первом входе которого присутствует логическая единица, на вычитающий вход реверсивного счетчика 1, где и запишется.

В случае, если импульсы будут одновре- 5 менно на входах 15 и 16, на выходе первого элемента И 5 появится импульс, который, пройдя через седьмой элемент И 14 и второй элемент ИЛИ 8, поступит на вычитающий вход счетчика 2. Таким образом будет 0 происходить вычитание импульсов в коде с основанием V2.

При работе в третьем режиме - суммирование в двоичном коде - работа счетчика также начинается подачей импульса сброса 5 на шину 23 сброса счетного устройства или записью по входам 25-1 - 25-(п-1) и 26-1 - 26-(п-1) при наличии на шине 24 разрешающей логической единицы начальной информации. Затем к шине 20 управления 0 режимами работы прилагается сигнал логической единицы, а к шине 21 управления и шинам 17-19 управления режимами работы - логические нули, В данном режиме импульс, поступивший на вход 15 или 16, прой- 5 дя через сумматор 4 по модулю два, четвертый элемент И 11, поступит на вход суммирования счетчика 1 и зарегистрируется. В том случае, когда в реверсивном счет- следующий

чике 1 будет записано 2П ,

импульс в виде сигнала переноса появится на выходе Р+ реверсивного счетчика 1, попадает на первый вход второго элемента И 6 и, пройдя через него, так как на втором входе второго элемента И 6 присутствует логическая единица с выхода первого элемента НЕ 9, вход которого подключен к шине 21 управления, где в данном режиме присутствует логический нуль, пройдя первый элемент ИЛИ 7, поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 2 и запишется в нем, т.е. в данном режиме работы реверсивные счетчики включены последовательно и позволяют записать максимальное двоичное число 22п-1. Для выдачи двоичного числа необходимо к шине 22 управления приложить сигнал логической единицы. Тогда с помощью коммутаторов 3-1 - 3-(п-1) код будет передан на выходы 27-1 - 27-(п-1) счетного устройства. В четвертом режиме работа счетного устройства аналогична работе в третьем режиме с тем отличием, что с шины 20 управления режимами работы сигнал логической единицы снят и приложен к шине 19 управления режимами работы. Импульс, поступивший на вход 15 или 16, пройдя через сумматор 4 по модулю два, пятый элемент И 12, поступит на вход вычитания счетчика 1 и запишется. В том случае, если в п-(п-1)-м реверсивном счетчике 1 будет записано 2, следующий импульс в виде сигнала переноса появится на выходе Р- реверсивного счетчика 1 и, пройдя через третий элемент И 10, второй элемент ИЛИ 8, поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, где и зарегистрируется. Так как при работе в коде с основанием V2 реверсивные счетчики 1 и 2 работают автономно, то это позволяет организовать два дополнительных режима: а) суммирование импульсов по одному и вычитание по двум входам; б) вычитание импульсов по одному и суммирование по двум входам.

Работа в режиме а аналогична работе в первом режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 18 управления и прилагается к шине 17 управления режимами работы. При этом реверсивный счетчик 2 переходит в режим вычитания импульсов, одновременно присутствующих на входах 15 и 16. Работа в режиме б аналогична работе в первом режиме, но отличается тем, что логическая единица снимается с шины 20 управления режимами работы и прилагается к шине 19 управления. При этом реверсивный счетчик 1 переходит в режим вычитания единичных импульсов, присутствующих на входах 15 или 16.

Формула изобретения Счетное устройство с иррациональным основанием V2, содержащее первый, второй элементы И, сумматор по модулю

два, элемент ИЛИ, 2п мультиплексоров, первый и второй n-разрядные двоичные счетчики, 1-й выход первого двоичного счетчика соединен с первым информационным входом (21-1)-го мультиплексора, а 1-й вы0 ход второго двоичного счетчика соединен с 1-м информационным входом (п+)-го мультиплексора и вторым информационным входом 21-го мультиплексора, первый и. второй управляющие входы всех мульти5 плексоров соединены соответственно с первой и второй шинами управления, первый и второй входы сумматора по модулю два совместно с первым и вторым входами первого элемента И соединены соответсвтенно со

0 счетным входом и дополнительным счетным входом, первый выход переноса первого двоичного счетчика подсоединен к первому входу второго элемента И, выход которого подсоединен к первому входу первого эле5 мента ИЛИ, выход которого соединен с суммирующим входом второго двоичного счетчика, входы сброса счетчиков соединены с шиной сброса счетного .устройства, о т- личающееся тем, что, с целью расши0 рения функциональных возможностей за счет обеспечения реверсивного счета, в нем использованы первый и второй реверсивные n-разрядные двоичные счетчики, введены третий, четвертый, пятый, шестой,

5 седьмой элементы И, второй элемент ИЛИ и элемент НЕ, вход которого соединен с первой управляющей шиной мультиплексоров, а выход подсоединен к вторым входам второго и третьего элементов И, первый

0 вход третьего элемента И подсоединен к второму выходу переноса первого реверсивного двоичного счетчика, выход третьего элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подсо5 единен к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, при этом к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ подсоединены выходы соответственно шестого и седьмого элементов И, первые входы

0 у которых подсоединены к выходам первого элемента И, а вторые входы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами управления режимами работы, выход сумматора по мо5 дулю два подсоединен к первым входам четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами управления режимами работы, а выходы четвертого и пятого элементов И подсоединены соответственно

к суммирующему и вычитающему входам двоичных счетчиков соединены с шиной па- первого реверсивного двоичного счетчика, раллельной записи счетного устройства с входы параллельной записи реверсивных иррациональным основанием.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реверсивного счета импульсов в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов координат в геометрический код с основанием V2 и при разработке линейных и круговых интерполяторов. Цель изобретения - расширение функциональной возможностей - достигается путем обеспечения реверсивного счета. Реверсивное счетное устройство с иррациональным основанием V2 содержит первый 1 и второй 2 n-раэрядные реверсивные счетчики, мультиплексоры 3(г 32п-1, сумматор 4 по модулю два, первый 5 и второй б элементы И, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ, элемент НЕ 9, третий 10, четвертый 11, пятый 12. шестой 13 и седьмой 14 элементы И, первый 15 и второй 16 входы реверсивного счетного устройства с иррациональным основанием V2 , первую 17, вторую 18, третью 19 и четвертую 20 шины режимов работы, первую 21 и вторую 22 шины управления, шину 23 сброса, шину 24 разрешения параллельной записи счетного устройства, первые 25о 25п-1 и вторые 26о-26п-1 входы параллельной записи реверсивных счетчиков, выходы 27сг272п-1 счетного устройства с иррациональным основанием vT , 1 ил. (Л С