Функциональный преобразователь Советский патент 1978 года по МПК G06F17/10 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для аииаратной реализации вычисления частного от суммы и разности квадратов двух аргументов на один из них в управляющих илн вычислительных системах.

Известно устройство для функционального гфеобразояаиия, в частности, для вычисления функции частного от деления произведения на сумму, цифровой вычислитель которого содержит счетчик, квадратор, схемы переноса, элементы ИЛИ, сумматор, линии задержки н источники числовой последовательности 1.

Наиболее близким по технической сущности к нзобретению является цифровое устройство для рещений уравнений вида Z Х + Y, содержащее первый сумматор-вычитатель, первый регистр сдвига, блок анализа состояния с мматора. блок управления, причем выход первого су 1матора-бьгч1ггателя соединен со входом блока анализа состояния сумматора, нерBh)iii выход котором подключен ко входу блока правления, а второй выход блока анализа состояния сумматора соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, второйвход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к первому входу первого регистра сдвига, второй вход которого соединен с первым входом устройства, а третий вход первого регистра сдвига подключен к его выходу и третьему входу первого сумматора-вычитателя

Однако эти устройства не предназначены для вычисления частного от деления суммы и разности квадратов двух аргументов на одни из аргументов.

Целью изобретения является расширение класса преобразуемым функций - одновременное вычисление функции деления су.ммы и разности квадратов двух аргументов на один из аргументов.

Для этого в устройство введен второй регистр сдвига, второй и третий сумматоры-вычитатели. Первые входы второго и третьегч) сумматоров-вычитателей соединены со вторым выходом блока анализа состояния сумматора, вторые входы второго и третьего сумматороввычитателей подключены к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с первым входом второго регистра сдвига, второй вход которого соединен со вт-рым входом устройства н четвертым входом нервого сумматора-вычитателя. Третий вход

второго регистра сдвига соединен с его выходом н третьими второго и третьего еумматоров-в|,1Ч11тате,, четвертые входы которых подключены к первому входу уетройства.

На черюже приведена схема функционального нрео6|)азователя.

Ф нкн11ональный преобразователь содержит сумматоры-вычитатели 1-3, регистры 4-5 сдвига, блок 6 анализа состоянпн сумматора и блок 7 управления. Выход сумматора-вычитателя соединен со входом б/юка 6, второй выход которого соединен с первыми входами сумматоров-вычитателей I -3. а нервый выход - со входом блока 7. Первый выход блока 7 соединен со вторыми входами сумматоров-вычитателей 1-3, а второй выход - с первыми входами регистров 4, 5 сдвига.

Первый вход функционального преобразователя для аргумента X соединен со вторым входом регистра 4 сдвига. Второй вход функционального преобразователя для аргумента Y соединен сО вторым входом регистра 5 сдвига. Выход регистра 4 соединен со своим третьим входом и третьим входом сумматоравычитателя 1. Выход регистра 5 сдвига соединен со своим третьи.м входом н третьими входами сумматоров-вычитателей 2, 3. Первый вход функционального преобразователя также соединен с четвертыми входами сумматороввычитателей 2, 3, а второй вход - с четвертым входом сумматора-вычитателя 1. Выходами функционального преобразователя являются для функции частного от деления суммы квадратов двух аргументов на первый аргумент - выход су.м.матора-вычитателя 2, для функции частного от деления разности квадратов двух аргументов на первый аргумент - выход су.м.матора-вычитателя 3.

Вычисления в функциональном преобразователе основаны на разностно-итерационном алгорит.ме из системы рекуррентных соотношений, например для двоичной системы счисления.

Пере.:1 началом работы регистры 4, 5 сдвига и сумматоры-вычитатели 1-3 устанавливаются в нулевые состояния. Затем в регистр 4 сдвига и в су.мматоры-вычитатели 2-3 заносится аргумент X, а в регистр 5 сдвига и в сумматор-вычитатель 1 заносится аргумент Y. С выходов блока 7 управления начинают поступать тактовые импульсы, которые сдвигают содержания регистров 4, 5 сдвига на j разрядов вправо от запятой в j-ой итерации (приче.м старший разряд в этом случае устанавливается в иуль) и продвигают сдвинутые значения на соответствуюшие входы сумматорсльвычитателей 1-3. В последних, в зависимости от знака содержания сумматора-вычитателя 1 (т. е. от значения очередной цифры оператора q.,-). выпо;1няется с.10жение или вычитание. При q, -f 1 в сумматорах-вычитателях 1 и 3 выио.пшется вычитание, в сум.маторе-вычитателе I выполняется сложение. При q -I режим их работы меняется на обратный. В блоке 6 ана.шза состояния сум.матора производится запоминание знака результата нредыдушей итерации в сумматоре-вычитателе 1 (т. е. формирование очередной цифры qj), а также момент изменения этой цифры. В последнем случае (т. е. при изменении знака результата предыдущей итерации) вырабатывается команда перехода к следующей итерации с номером j на единицу больше.

В случае, когда содержание сумматора-вычитателя 1 разно нулю, блок 6 анализа состоя ния сумматора выдает сигнал останова на блок 7 управления и последний перестает выдавать тактовые импульсы на следующей итерации, так как процесс вычислеиия закончен. Сравнительные испытания функционального преобразователя показали, что он позволяет одновременно вычислить функции 4-(Х2 + + У2) н --() в одном итерационном

процессе, длительность которого, значительно меньше времени вычисления даже одной из указанных функций традиционными техническими средствами при сравнимых аппаратурных затратах.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержаший первый сумматор-вычитатель, первый регистр сдвнга, блок анализа состояния сумматора, блок управления, причем выход первого сумматора-вычитателя соединен совходо.м блока анализа состояния сумматора, первый выход которого подключен ко входу блока управления, а второй выход блока анализа состояния сумматора соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключей к первому входу первого регистра сдвига, второй,вход которого соединен с первы.м входом устройства, а третий вход первого регистра сдвига подключен к его выходу и третьему входу первого сумматора-вычитателя, отличающийся тем, что, с целью расширения класса

преобразуемых функций, в него введены второй регистр сдвига, второй и третий сумматоры-вычитатели, причем первые входы второго и третьего сумматоров-вычитателей соединены со вторым выходом блока анализа состояния сумматора, вторые входы второго и третьего сумматоров-вычитателей подключены к первому выходу, блока управления, второй выход которого соединен с первы.м входом второго регистра сдвига, второй вход которого соединен со вторым входом устройства

и четвертым входом первого суммйтора-вычитателя, третий вход второго регистра сдвига соединен с его выходом и третьими входами второго и третьего сумматоров-вычитателей, четвертые входы которых подключены к

первому входу устройства.

Источники ннфор.мации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетельство СССР № 453697, кл. О 06 F15/32, 1973.