Множительно-делительное устройство Советский патент 1978 года по МПК G06G7/161 

(54) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известно множительно-делительное устройство, содержащее реверсивный счетчик, преобразователь кода в напряжение, реверсивный запоминающий регистр, схемы совпадения, дешифратор и ряд других вспомогательных элементов, предназначенное для работы с четырьмя сомножителями 1. К недостаткам этого устройства относится его сложность, ограниченное число сомножителей и невозможность фиксации числового результата умножения а деления.

Наиболее близким по техршческой сущности к предлагаемому изобретению является мнол ;ительно-делптельпое устройство 2, содерл ащее нуль-органы, первые входы которых подключены к выходу генератора пилообразного напряжения, а вторые входы являются входами устройства, блок управления, один выход которого соединен с управляющим входом ключа, реверсивный счетчик, генератор опорной частоты. К недостаткам известного устройства относятся недостаточная точность и низкое быстродействие.

Иель изобретения - повышение точности и быстродействия множительно-делительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство также содержит умножитель частоты, двоичный умножитель частоты, управляемый делитель частоты, выход которого

через последовательно соединенные умножитель частоты и ключ соединен со входом реверсивного счетчика, а выходы реверсивного счетчика соединены с управляющими входами двоичного умнолсителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а выходы двоичного умнолсителя частоты соединены со входами управляемого делителя частоты, входы блока управления соединены с выходами нуль-органов, а другие

выходы блока управления соединены соответственно со входами сложения, вычитания реверсивного счетчика, управляющим входом, умножителя частоты и со входом генератора пилообразиого наирялсения.

Функциональная схема множительно-делительного устройства представлена на чертел е. Устройство состоит из генератора 1 пилообразного напрял енпя, нуль-органов 2, блока 3 управления, ключа 4, умножителя 5 частоты, реверсивного счетчика 6, двоичного умнол-снтеля 7 частоты, управляемого делителя 8 частоты и генератора онорной частоты 9.

Предложенное устройство выполняет операции типа AI Л2 . . . Л, j Xfi YI-YZ- --Y ,i-Yn Для удобства входные величины в дальнейшем будем обозначать в порядке возрастания их абсолютных величин. В исходиом состоянии ключ 4 закрыт. На входы нуль-органов 2 иоданы входные величины X, Х, ..., Хп, У, УЪ , Ym. Блок 3 управления задает: коэффициент Ki умножения умножителя 5, время, иа которое открывается ключ 4, и уиравляет шинами реверса реверсивного счетчика 6. В реверсивном счетчике 6 в исходном состоянии устанавливается число NO, счетчнк двоичного умножителя 7 находится в нулевом состоянии. Импульсы опорной частоты /о с выхода генератора опорной частоты 9 поступают на вход умножителя 7. Частота fj на выходе двоичного умиожителя 7, управляемого кодом Л (t) реверсивного счетчика 6, равна f (0 - где К - коэффициент пересчета счетчика двоичного умножителя 7 и делителя 8. Импульсы с частотой fi поступают на вход управляемого делителя 8. Частота fz следования импульсов иа выходе иоследнего онределяется выражением f. .(3) где Ni(f) - значение числа, записаиного в счетчике двоичного умножителя 7 к моменту времени t N,(,.t.(4) С учетом уравненнй (2) и (4) вырал ение (3) примет вид -(5) f fo-Njt) fo-tt Импульсы частоты /2 иоступают на умножитель 5, коэффициент умиожения /( которого задается блоком 3. Далее импульсы частоты f3 J. поступают на вход закрытого ключа 4. По команде «ПУСК с блока 3 занускается генератор 1 и пилообразное напряжение с его выхода поступает на входы нуль-органов 2. На выходах нуль-органов 2 формируются нмнульсы длительностью Г,ч РХ.. Г.. - Р-Х,,. ..Т,,- РХ,Г,, ЯГ,, Г,, РУ„...Г ,

Ут

которые подаются на входы блока 3 управления,65

ш

N(f)

dt

+

(П)

У(1п-1) Рассмотрим работу устройства для случая, когда нужно получить произведение величин Л, АЗ Лз, . . . Лп. Через время /о после запуска генератора 1 блок 3 управления устанавливает коэффициент умножения умножителя 5 , открывает ключ 4 и подает разрешающий нотенциал на шииу сложеиия реверсивного счетчика 6, на вход которого в теченне иитервала (to-TX ) иоступают имнульсы с частотой следования,(6) При этом число в реверсивиом счетчике 6 будет увеличиваться в соответствии с выражением (0 л.о+ в момент времени блок 3 устанавливает новое значение коэффициента умножения (л-1), и, следовательно, зиачеиие частоты на входе реверсивного счетчика 6 становится равным f (н-1)-ЛГ(0 В момент времени .г, коэффициент Ki становится равным (п-2), в момент времени г Г,,- (п-3) и т. д. Тогда в момент окончания интервала Т в счетчике 6 содержится число + (n-l)-N(t) dt. (9) di + ...+ t Решая это уравнение, получим: Л - - Тх TX. .. r,f /Гд. Al X-i.. .Х„, где /С В случае, когда устройство выиолняет операцию деления на произведение величин Fj, 2, ... Ут, блок 3 выдает разрешающий потенциал на шину вычитания счетчика 6, и выражеиие (9) примет вид N(t) N,- . Li + )-(i)rf + ....+ Решение этого уравнения дает N(i) Тц.-Ту.---Ту,,Y....Y„, ,...У„, в общем случае, когда устройство выполняет операцию, определяемую выражением (1), блок 3 устанавливает значение коэффициента умножения, определяемое выражением K, ni-mj,(13) где «t - количество еще несработавших нульорганов на входах Xi ... Хп; т,- - количество еще не сработавших нуль-органов по входам YI ... У™. В зависимости от знака разности (п - Wj) блок 3 нодает разрешающий потенциал либо на шину сложения (), либо на шину вычитания () реверсивного счетчика 6. Тогда в общем случае число в счетчике 6 в конце нреобразовання определяется выражениемm п 2jl f d, (14) T где Tr и Tr+i - два ближайших по длительности временных интервала, в пределах разности которых коэффициент умножения К умножителя 5 равен (л;-nij). Решение интегрального уравнения (14) имеет вид: 7хч-Г.,...Г,„ 0-Р Ту,-Ту,... Т у Kx-Ky iX.. .Х .. .Х„ , Г1 ЛТК YV NoYi-Y.-.fmУ.-Г2. В предложенном устройстве преобразование осушествляется за время, в течение которого в прототине длится только первый этап. Второй и третий этаиы прототииа в иредложенном устройстве исключены. Благодаря сокращению количества преобразований и выполнению оставшихся преобразований при иомощи дискретных преобразователей существенно повышена точность преобразования. Требуемая точность преобразования достигается соответствующим выбором количества разрядов реверсивного счетчика 6, счетчиков двоичиого умножителя 7 и уиравляемого делителя 8. Таким образом, включение в состав устройства указанных ранее элементов и изменение связей между элементами позволили существенно повысить точность и быстродействие множительно-делительного устройства. Как известно, экономически эффективен та кой прибор, для которого будет доказано условие, что 3s 0, где 3s - суммарная экономия от внедрения данного прибора в народное хозяйство, т. е. экономия на издержках производства и издержках эксплуатации. По своему аппаратурному исполнению предлол енное устройство не слолшее известного, т. к. аппаратурное выполнение фупкцпонального частотного измерительного преобразователя, реверсивного счетчика, блока унравления и других вспомогательных устройств не проще аннаратурного выполнения узлов предложенного устройства. Следовательно, нолная себестоимость известного варианта устройства пе ниже себестоимости нредложенного устройства. Преобразование в предложенном устройстве осушествляется в 3 раза быстрее по сравпению с известным, т. е. по количеству выполняемых операций за определенный промежуток времепи предложенное устройство аналогично трем известным. Существенно новышена также и точность преобразования. Формула изобретения Множительио-делнтельное устройство, содерл :ащее нуль-органы, первые входы которых подключены к выходу генератора пилообразного напряжения, а вторые входы являются входами устройства, блок управления, один выход которого соединен с управляющим входом ключа, реверспвный счетчик, генератор опорной частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности н увеличения быстродействия, оно содержит умножитель частоты, двоичный умножитель частоты, управляемый делитель частоты, выход которого через последовательно соединенные умножитель частоты и ключ соединены со входом реверсивного счетчика, а выходы реверсивного счетчика соединены с управляющими входами двоичного умножителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а выходы двоичного умнол ителя частоты соединены со входами управляемого делителя частоты, входы блока управления соединены с выходами нуль-органов, а другие выходы блока управлеппя соедипены соответственно со входами слол :енпя, вычитания реверсивного счетчика, управляющим входом умнол ителя частоты п со входом генератора пилообразиого напрялсения. Псточники информации, принятые во внимаиие при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 335564, кл, G 06G, 1969. 2.Авторское свидетельство № 449445, кл. G 06 G 7/14, 1973.

N /N /sj

5

7ч /ч /ч /

2 ii - ii li- ; i

ОООС

/ // У-W