Устройство для деления Советский патент 1979 года по МПК G06F7/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть приме нено в цифровйх измерительных приборах. Известно устройство для деления, содержащее счетчики делителя, делимого и целого результата 1. Однако данное устройство имеет низкую точность, позволяющую опре-г.делить лишь целую часть -частного. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее первый, второй, третий и.четвертый элементы И, первый элемент ИЛИ, делитель час тоты, счетчик целой части результата, счетчик дробной части результата, счетчик делимого, счетчик делителя, блок памяти, первый и второй триггеры, причем первая входная шина устройства соединена с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены со вхоДс1ми делителя частоты и первым входом первого элемента ИЛИ соответственно, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, пер вый и второй входы третьего элемент 1И соединены соответственно с первым выходом первого триггера и выходом счетчика делителя, а выход третьего элемента И соединен со входом счет;Чика целой части результата, первый и второй вхрды четвертого элемента И, соответственно соединены со вторым выходом первого триггера и выходом счетчика делителя, а выход четвертого элемента И соединен со счетчиком дробной части pe3yjibTaTa, первая и вторая входные шины устройства соответственно соединены с первым входом первого триггера и с управляющим входом счетчика делителя, второй выход первого триггера соединен со вторым входом первого элемента И 2, Недостатками этрго устройства являются сложность и невозможность выполнения операции деления в том случае, когда делимое меньше делителя. Целью изобретения является упрощение и расширение области применения устройства путем выполнения операции .деления ,для любого соотношения делимого-и делителя. Для этого в устройство введен блок элементов И, c4eTVKK остатка, второй и третий элементы ИЛИ/ пятый, элемент И, причем вход счетчика остатка соединен с выходом первого

элеме.нта ИЛИ, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, выход второго элемента ИЛИ является выходом устройства, выход сметчика делимого соединен с первыми -входами пятого элемента И и второго триггера, а также со вторым входом первого триггера, выходы элементов и блока соединены с информационными входами счетчика делителя, выход которого соединен с первой группой входов блока элёi sнтoв И, со вторым вхо- , дой;iiHToro элемента И и первым входЬм третьего элемента ИЛИ, второй Bi;xcSci которого соединен со второй вхбднЬй шиной устройств и, а 1йх6д со вторым вхрдом второго триггера, .первый вйходкбторЪзгЬ соедияеВ со вторым входбм второго элемента И, а второй выход: - с третьими входа ми первого и Четвертого элементов И, первая; входная шина устройства соединена со входом счетчика дели МогО;, выходы блок а памяти соединены со второй группой входов блока эле;КЮн:ТовИ. /;.:;;;;. :-:...-;.,.:, :: ; .Начертеже дана функциональная схема устрсяйетва для делений . :,.

Убтройство содержит: делитель 1 частота, сЧеТчйк 2 остатка, счетчик 3 делимого, счётчик 4 делителя, бл.ок 5 ШеШйтдв И, блок б памяти счетчик 7 целого результата, счетчик 8 дробного рёэулВТата, первый и второй триггеры 9 и 10, элементы И 11-15, элемё1йта ИЛИ i6-18, первую и в( шины 19 и 20 уст рОйства, вы:ход;21 уст5 ойства . ;; - ;. ; .S: Уст р6Йбт Э(э д ёЙствует следуюгцим

; .. /;.-г--- : /

yt Передначалом цикла деления в счетчик 3 Делимого записывается делмое, а is счетчик 2 остатка,счетчик 4 и блок 6 памяти записыва(этся делитель.;;

рчедУет отметить, что счетчики .2, .3 и 4 прёЙстаёЛяют собой Обычные двоичные , работающие на вычята ниё, т.е. сигнал переноса появляется на их выходе после поступ- лендя йа вход .указанных счетчиков количеств импульсову равного числ у , заШсанному в них.

деления начинается с момента поступления на шину 20 импульсов и Ь|рдновремённого поступления в а шину-19 счетных импульсов .

Рассмотрим работу устройства для сяеДуюпйх трех случаев:

ОТ Деления не равен нулю.

целое число раз, т.в. остаток от деления равен нулю.

Пусть делимое равно А, делитель В, а остаток от деления . Кроме того, пусть и;В укладьгоается в с АК раз, где К - целое число.

Импульс с шины 20 поступает на вход первого триггера 9 и через элемент ИЛИ 18 - на вход второго триггера 10, устанавливая их таким Q образом, что элементы И 11, 12 и. 14 оказываются закрытыми по входам, i связанным с этим триггерами, а эле-, мент И 13 - оТкрытьгм.i

Импульсы поступающие на вход 19

5 устройства, поступают на вычитание в счетчики 3 и 4. После поступления

на вход этих счетчиков В импульсов. на выходе счетчика -4 делителя появится ймпульс переноса, проходящий через элемент И 13 на Вход счетчика 7, а через элемент ИЛИ 18 - на вход Триггера 10, подтверждая; его состояние. Одновременно/с этим им- . пульс переноса с выхода счетчика де. лителя поступает на вход блока 5 и

5 переписывает значение делителя из блог ка 6 памяти в счетчик 4 делителя. В результате этого импульсы переноса на выходе счетчика делителя бу . дут появляться каждый раз после

0 поступления на его вход в импульсов. После поступления на вход счет. чйков 3 и 4 количеств.а импульсов,

равного К«.В в счетчике 3 делимого : ; останетсязаписанным число, равное

5 , причем .V Приход на вход счетчиков 3 и 4 еще С импульсов вызовет:появление импульса перено-

са с .выхода счетчика 3 делимого, . а в счетчике 4 делителя к этому KIO- .

0 менту останется записанным число,

равное В-С. Импульс переноса с выхоДа счетчика 3 делимого перевернет / триггеры 9 и 10, разрвлая тем самым прохождение входных импульсов

с .с шИйы 1.9 устр.ойства через элеме.нт И 12 на вход счеТчика 2 остатка и запрещаяпрохождение импульсов переноса с выхода счетчика 4. делителя на вХоД счетчика 7. Элементы И 11 и 14 при 3TOMj нёймотря На то, что по.входу связанному с Триггером 9, они. окажутся открытыми, будуТ закрыты по ВХОДУ, связанному с триггером 10.

Кроме Того, после переброса триг

5 гера 9 закрытым окажется также и элемент И 13, в результате чего прохождение импульсов через элемент И 13 на вход счетчика 7 прекращается, и в нем оказывается записанО ным число К, равное целому от деления делимого А на делитель В. 1Сак уже отмечалось, в результате- nepeisроса триггера 10 входные импульсы поступают на вход счетчика 2, при5 чем количество этих импульсов определится промежутком, начало которого совпадает с импульсом переноса с выхода,счетмйка делимого, а конец с моментом окончания (К+1) импул ьса переноса с выхода счетчика 4 делите ля, который через элемент ИЛИ 18 проходит на второй вход триггера 10 и возвращает его в исходное состояние. Это количество импульсов ра но в-с. Число, которое останется записан ным в счетчике 2 остатка {как упоми налось выше, в нем до прихода ука3аиных импульсов была записано числ В), будет равно В-{В-С)С - остатку .числа. Таким образом, в указанный вьше промежуток времени происходит запись в счётчик 2 остатка числа С. Для того, чтобы в этот промежуток времени входные импульсы через эле мент И 11 и импульсы переноса с вы ,да счетчика 4 делителя через элемент И 14 не проходили на делитель 1.И счетчик 8.соответственно, эти элементы на данный промежуток времени блокируются стробом с выхода второго плеча триггера 10. После окончания этого строба, входные импульсы начинают поступать на вход делителя 1 через эле.менг И llf ас нэго импульсы с час тотой следования к раз меньшей, че частота1 входных импульсов, через, элемент ИЛИ 16 поступают на счетчик 2 остатка. . Количество входн ыхимпульсов, необходимых для-получения импульса переноса с выхода счетчика 2, опре делится, числом, записанным в нем, и будет равноСК. Как уже отмечалось, (К-(1)-ый импульс переноса с выхода счетчика делителя не проходи через элемент И 14 на вход сче чика дрЪбн ре 3 ул ьт ат а, а про хож дение их на данный счетчик прои.зой дет после того, как триггер 10 (К+1)-ым импуЛ1 сом переноса с выхода счетчи.ка делителя вернется в исходное состояние и откроет по да ному входу И14. Процесс деления продолжается до момента.появления импульса переноса с выхода счетчика 2 остатка на выходе элемента ИЛИ 17. Поскольку количество входных импульсов, необ ходимых для получения импульса.пёрейоса, равно К-с, то количество импульсов переноса, проходящих на счетчик 8, равно Hl В Таким образом, в результате дел ния в счетчике 7 будет записано чи ло /а в счетчике 8 дробного , В результата - число к Теперь рассмотрим случай, когда делимое А меньше делителя В. В этом случае работа устройства аналогична ранее рассмотренной за тем лишь исключением, что на счетчик 7 импульсы переноса с выхода счетчика делителя не будут проходить в течение всего цикла пересчета, поскольку появление первого импульса переноса с выхода счетчика 4 делителя будет происходить в этом случае после появления импульса переноса с выхода счетчика 3 делимого. Благодаря этому все импульсы переноса с выхода счетчика 4 делителя, за исключением первого, записываются в счетчик 8. . Действительно, появление импульса переноса на выходе счетчика 3 де лимого 3апретит прокбадение импульсов переноса с выхода счетчика 4 делителя на вход счетчика 7 и разрешит прохождение входных импульсов через элемент ИЛИ 16,, на. вход счетчика 2 остатка. Первый импульс переноса с вйхода счетчика 4 делителя после своего 6конча:ния запретит прохожде- . ние ВХОДНЫХ импульсов на вход счетчика 2 остатка и разрешитпрохбжде-ние всех следующих импульсов переноса с выхода счётчика 4 делителя на счетчик В. Так как , то на вхЪд счетчика остатка до 1 мента окончания первого импульса переноса с выхода счетчика делителя пройдет количество импульсов, равное В-А. Поскольку первоначально в счетчике остатка было записано В импульсов, то к моменту окончания первого ;импульса переноса с выхода счетчи- . ка делителя в нем окажется записанным В-(В-А)АА импульсов, В результате этого к моменту появления импульса на выходе элемента ИЛИ 17 -на счетчик 8 пройдет А-К количество . В импульсов переноса с выхода счетчика 4 делителя. В счетчике целого будет записан нуль. В случае, если при-йёлении делимого А на делитель В остаток С равен нулю, т.е. AiKB, то в этом случ.ае работа устройства аналогична рассмотренному Bbime случаю, когда АгВ за тем лишь, исключением, что появление импульса переноса с выхода счетчика 3 делимого и К-го импульса переноса с выхода счетчика 4 делителя совпаданзт в данном случае по времени,, благодаря чему на выходе элемента И 15 появляется импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 17, свидетельствует об окончании процесса деления. Таким образом, посе окончания цикла деления в счет- чике 7 окажется записанным, К импульсов, а в счетчике 8-0. Таким образом, устройство работоспособно при любых количественных оотношениях между деликым и делителем. К тому же, устройство значиY MbHQ гф&ще йзйёстного. Последнее мйжно показать путем определения количества микробхем серии 13 3 йа реешизацию основных узлов известного и предлагаемого устройств. Для определенности считалось, что разрядноать чисел равна 12, При этом получилось, что для реализации известного устройства требуется 88 корпусов, а для реализации данного устройства 50 корпусов. Формулу изобретения : Устройство для деления, содержа иее первый, второй, трет.ий и четвер тый элементы И, первый элемелх. ИЛИ Делитель частоты, счетчик целЪй ча ти результата, счетчик дробной час эезультата, счётчик делимого, счет чик делителя, блок памяти, первый. второй триггеры, причём первая вво ная шина устройства соединена с пе выми входами первого и второго эле ментов И, 1выходы которых сое 1инены СО входами делителя частоты и riepвым Входом первого элемента ИЛИ соответственно, второй вход кото- .; рогосоединен с выходом дел;йтеля частоты, первый и второй йхбйн тре тьего элемента И соединены соответ ственно с первым выходом первого триггера; и вйхЪдом счетчика делителя, а выход третьего элемента И со вх:6д6м сч%тчйка цёйой части результата,- первый и второй входачетвертого элемента И сошвётственно с:рединены со вторым выходом первого триггера и выходом счетчика делителя, а выход четвертого элемента И соединен со счетчиком дробной части результата, вторая и первая вхойные шины устройства соответственно соединены с первыь .входом первого триггера И управляющим входом счетчика делителя, второй вход первого триггера соединен со вторым входом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью упрощения и расширения области применения устройства путем выполнения операций деления для любого соотношения делимого и делителя, в . .устройство введены блок элементов И, счетчик остатка, второй и третий элементы. ИЛИ, пятый элементИ, причем вход счетчика :остатка соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого эдемента .И, выход второго элемента ИЛИ является выходом устройства, выход счетчика делимого соединен с первыми входами Пятого элемента И и второго триггера, а также со вторым входом перйого триггера, выходы . Й9Е§,. бментов И соединены с информацйонными вх.одами счетчика делителя, °Д i.o oporo соединен с первой группой входов блока элементов И, со вторым входом пятого элемента И .и/первым входом TpieTbero элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со второй входной шиной устройства, а выход - со вторым входом второго триггера, первый выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, а второй выход - с третьими входами первого .и четвертого элементов И, первая входная шина устройстйа соединена со входом счетчика делимого, выходы блока памяти соединены СО второй группой входов блока элементов и. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 392495, кл. G Об F 7/39, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР 512468, КЛ.С .06 F 7/39, 1976.,