Устройство для подсчета числа нулей Советский патент 1992 года по МПК G06F7/50 

. f. t. ЬГ Ј.гъ

&fti«SJ-ifTi 5

1

(21)4875175/24 (22) 04.09.90 (46)3009.92 БЮЛ №36 (72) С А.Сахаров и С.Р Тихановский (56) Зимин В.А Электронные вычислительные MsTiiJин ы- М Машиностроение, 1971 й А вторское свидетельство СССР NTV241232, кл G Об F 7/50, 1984.

JS-V .„

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЧИСЛА НУЛЕЙ

.. f t

2 ы ч g, -fj- -8 , i4 v ь (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки сигналов в двоичных кодах Цель изобретения - расширение области применения Устройство содержит регистр 1 сдвига, два счетчика 2,6 импульсов, два регистра 4,5, схему 3 сравнения, группу элементов И 7, два элемента 8, 12 задержки, пересчетную схему 9, тактовый вход 10 и числовой вход 1, соединенные между собой функционально 2 ил.

-Ч

О СП

OD N5

ся

« - - о

г- Т л « „W St-t& f - елЛ -П

Изобретение относится к вычислительной технике, автоматике, телемеханике и может быть использовано для обработки двоичных кодов сигналов.

Известны ЭВМ, содержащие вычис- лительное устройство, память, устройство управления, устройство ввода-вывода, которые позволяют реализовать данную операцию. Недостатками таких универсальных ЭВМ являются их низкое быстродейст- вне и большие затраты при выполнении специализированных операций.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому устройству является устройство для подсчета числа нулей в двоичном коде, содержащее первый и второй регистры, сдвиговой регистр, схему сравнения, счетчик импульсов, группу элементов И и первый элемент задержки. Тактовый вход устройства соединен с тактовым входом сдвигового регистра, информационные входы которого являются информационными входами устройства. Инверсный выход регистра сдвига соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, Разрядные выходы первого счетчика импульсов соединены соответственно с первыми входами элементов И группы, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого регистра, разрядные выхо- ды которого соединены соответственно с входами первой группы схемы сравнения. Информационные входы сдвигового регистра являются информационными входами устройства.

Недостатком данного устройства являются его ограниченные функциональные возможности, Оно способно вычислять только двоичный код числа, содержащего наибольшее количество нулей в мае- сиве N m-разрядных слов и не позволяет .определять номер этого числа в массиве.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет реализации операции по определению номера числа, содержащего в двоичном коде наибольшее количество нулей в массиве N т- разрядных слов.

Предлагаемое устройство выгодно от- ливается от прототипа, т.е. благодаря своим новым функциональным возможностям оно имеет более широкую область применения. При этом упрощается процесс поиска в массиве N m-разрядных слов номера числа, со- держащего наибольшее количество нулей в двоичном коде, упрощается структурная схема АСУ и уменьшаются ее массогабарит- ные характеристики. Нетрудно показать, что суммарное быстродействие АСУ совместно с заявляемым устройством по сравнению с прототипом увеличивается на 20 - 30%, Это позволит создать устройство обработки информации с более высокими вычислительными характеристиками и тем самым будет снижена стоимость АСУ (на 10 - 15%), в которых предлагается ее использование.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подсчета числа нулей дополнительно содержит пересчетную схему, второй счетчик импульсов и второй элемент задержки. Тактовый вход устройства соединен со счетным входом пересчетной схемы, выход которого соединен с входами первого и второго элементов задержки и счетным входом второго счетчика импульсов. Разрядные выходы второго счетчика импульсов соединены соответственно с информационными входами второго регистра. Вход разрешения записи второго регистра соединен со вторыми входами элементов И группы и с выходом схемы сравнения. Управляющий вход схемы сравнения соединен с выходом первого элемента задержки. Выход второго элемента задержки соединен с входами установки в О первого счетчика импульсов,

Функциональная схема устройства для подсчета числа нулей приведена на фиг.1,

Временная диаграмма работы устройства для случаев, когда последующий код числа содержит количество нулей больше предыдущего (случай А), а также когда последующий код числа содержит количество нулей, равное или меньше предыдущего (случай Б), изображена на фиг.2.

Устройство для подсчета числа нулей (см. фиг.1) содержит регистр сдвига 1, первый счетчик импульсов 2, схему сравнения 3, первый регистр 4, второй регистр 5, второй счетчик импульсов б, группу элементов И 7, первый элемент задержки 8, пересчетную схему 9, тактовый вход 10, числовой вход 11, второй элемент задержки 12.

На фиг.2 показаны следующие временные диаграммы:

график 1 - поступление в параллельном виде очередного слова массива в регистр 1 сдвига с числового входа 11;

график 2 - прием тактовых импульсов на первый вход регистра 1 сдвига и передачи информации в первый счетчик импульсов 2;

график 3 - сигнал с выхода пересчетной схемы;

график 4 - сигнал опроса схемы сравнения;

график 5 - выдача импульса, сформированного на выходе схемы сравнения в результате ее работы;

график 6 - сигнал, по которому осуществляется перезапись содержимого второго счетчика 6 импульсов во второй регистр 5;

график 7 - прием сигнала с выхода второго элемента задержки 12 первым счетчиком импульсов 2.

Устройство работает следующим образом.+ -- -

В исходном состоянии счетчики импульсов 2 и 6 находятся в нулевом состоянии. Двоичный код чиспа, поступая через входы 11, записывается в регистр сдвига 1. Под воздействием тактовых импульсов информация с йнвёрсноТб йходаТзёгистра сдвига 1 (последовательно) поступает на счетный вход первого счетчика имяульсов 2, где производится подсчет количества нулей в коде числа. После передачи m-разряда из регистра сдвига 1 в первый счетчик импульсов 2 пересчетная схема 9 вырабатывает тактовых импульс, который в первом элементе задержки 8 задерживается на время окончания переходных процессов в первом сч етчике Ш тульсОв 2 (тэз1 3: Тперн) после прихода последнего импульса. Импульс с выхода пересчетной схемы 9 также поступает на счетный вход второго счетчика импульсов 6, прибавляя к его содержимом/ единицу. Задержанный в первом элементе задержки 8 на величину Тпертг импульс поступает на угравляющий вход схемы сравнения 3. Схема сравнения 3 представляет собой группу одноразрядных двоичных сумматоров, соединенных последовательно (см., например, С.А.Майоро, Г.И.Новиков. Структура электронных машин - Л.: Машиностроение, 1979, с.257, рис. 8.21, с.243 рис.8.7),

В том случае, если обрабатываемое слово Содержит в двоичном коде большее количество нулей, чем ранее поступившее, то на выходе схемы сравнения 3 через время Гпер Т(2п + 1) ПОЯВИТСЯ СИГКЗЛ. В ПрОтивном случае схема 3 не вырабатывает сигнал сравнения. Сигнал сравнения перепишет содержимое первого счётчика импульсов 2 с помощью элементов И 7 в -первый регистр 4, уничтожая ранее записанную в нем информацию Одновременно с этим сигналом сравнения произойдет перезапись кода порядкового номера обрабатываемого слова массива со второго счетчика импульсов 6 во второй регистр 5, при этом информация, содержащаяся в счетчике 6, сохраняется. Таким образом, номер числа, содержащего нШ и большее коли- чествсГнулейГ всегда будет находиться во вторбм регистре 5, а в первом регистре 4 $(Н iS jfe t ,чп У Y f

%&

соответствующая этому номеру наибольшая сумма количества нулей из слов, обработанных в массиве.

В случае, если код количества нулей в

первом счетчике импульсов 2 меньше или равен коду количества нулей в первом регистре 4, то сигнал сравнения не будет выработан схемой сравнения 3. Поэтому элементы И первой группы 7 будут закрыты,

а последующее слово, поступив в первый счетчик чмпульсов 2, будет уничтожено.

Кроме того, сигнал с выхода пересчетной схемы 9 через второй элемент задержки 12 Гзад Тпертг + т (2п + 1) устанавливает

первый счетчик импульсов 2 в нулевое состояние. После этого устройство готового к приему следующего слова массива.

Формула изобретения

Устройство для подсчета числа нулей, содержащее первый и второй регистры, сдвиговый регистр, схему сравнения, первый счетчик импульсов, группу элементов И и первый элемент задержки, причем тактовый вход устройства соединен с тактовым входом сдвигового регистра, информационные входы которого являются информационными входами устройства, имверсный выход регистра сдвига соединен со счетным

входом первого счеччика имлульсоз, разрядные выходы которого соединены сост- ветгл .енно с первыми входами элементов И группы, выходы которых соединены соответственно с информационными входами

первого регистра, разрядные выходы которого соединены с входами первой группы схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем реализации операции

определения номера числа, содержащего наибольшее количество нулей из массива N m-разрядных чисел, в него введены пере- счетная схема, второй счетчик импульсов и второй элемент задержки, причем тактовый

вход устройства соединен со счетным входом пересчетной схемы, выход которой соединен с входами первого и второго элементов задержки, и счетным входом второго счетчика импульсов, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами второго регистра, вход разрешения записи которого соединен с вторыми входами элементов И группы и с выходом схемы, управляющий

вход которой соединен с выходом первого элемента задержки, выход второго элемента задержки соединен с входом установки в О первого счетчика импульсов.

is4v Јk Ј$v , J#,-4П л S .

/I

2 3 Ч 5 6

7

te.2