Делительно-множительное устройство Советский патент 1981 года по МПК G06F7/62 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть примене но в цифровых приборах для обработки результатов измерения (выполнение ; прог ежуточных операций). известно устройство для умножения деления, содержащее генератор импуль сов,, два делителя частоты и два счет чика f 1 . Недостатками данного устройства являются необходимость представления одного из сомножителей в дополни тельном коде, а также аппаратурная избыточность. Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является устройство, содержащее генераторимпульсов-, делитель частоты, первый элемент И, два счетчика, RS-триггер группу элементов И, второй и третий элемент и, переключатель режима, выход генератора соединен с входом делителя частоты; выходы первого счетчика соединены с входами группы элементов И, s-вход RS-триггера соеди-нен с шиной Пуск, а выход с первыми входами второго и третьего элементов И. Первый счетчик является суммирующим, а второй вычи,тающим, при этом выходы генератора импульсов и делителя частоты, соединенного с управляющим входом, соединены через двухпозиционный переклю чатель с вторыми входами второго и третьего элементов И, а выходы второго и третьего элементов И - с входами соответственно суммирующего и вычитающего счетчиков р. Недостатком данного устройства является аппаратурная избыточность. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат. .Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, первый элемент И, два счетчика, два триггера, первую группу элементов И, причем единичные выходы первого счетчика соединены с информационными входами элементов И первой группы, входы управления которых соединены с выходом, первого элемента И, информационные входы которого соединены с .нулевыми выходами второго счетчика, S-вход первого триггера является входом пуска устройства, S и R - входы второго триггера являются соответственно входами деления и умножения, информационные входы делителя первого и второго счетчиков соединены с

входиыми шинами операндов, а выходы элементов И первой группы соединены с выходом устройства, содержит также второй и третий элементы И, элемент ИЛИ-НЕ и вторую группу элементов И, при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, а третий вход - с инверсным Й-входом первого триггера и выходом элемента ИЛИ-НЕ первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И и входами управления элементов И.второй группы, информационные входы которых соединены с единичными выходами второго счетчика, а выходы с выходом устройства, единичный выход второго триггера соединен с входом вычитания первого счетчика, входом сложения второго счетчика и управляющим входом третьего элемента И, а нулевой выход - с входом сложения первого счетчика, входом вычитания второго счетчика и управляющим входом первого элемента И, информационные входы третьего элемента И соединены с Нулевыми выходами первого счетчика, счетный вход которого, соединен с счетным входом делителя частоты и выходом второго элемента И, а выход переноса делителя частоты соединен с счетным входом второго счетчика, а -выход первого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ.

На,чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, первый элемент ИЗ, первый 4 и второй 5 счетчики, первый 6 и второй 7 триггеры, первую группу элементов И 8, вход 9 пуска, вход 10 деления, вход 11 умножения, шины 12-14 операндов, выход 15 устройства, второй 16 и третий 17 элементы И, элемейт 1-8, вторую группу элементов И 19, входы 20 и 21 управления вводом информации -первого 4 и второго 5 счетчиков.

Работает устройство следующим образом.

Перед началом операции умножения на шины 13 и 14 поступают коды чисел А И Б, которые необходимо перемножить. Сигнал, укаэывакнций, что будет выполнена операция умножения, представляет собой короткий отрицательный импульс, который поступая на вход 11 устанавливает в О триггер 7 и обнуляет делитель 2 частоты и первый счетчик 4. Сигнал Пуск, приходящий на вход 9 (узкий отрицательный импульс) устанавливает триггер 6 в состояние 1, Высокий потенциал с единичного выхода триггера 6 приходит на вход элемента И 16 и разрешает прохождение через элемент

И 16 положительных импульсов с генератора 1, так как на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 в данный момент тоже присутствует высокий потенциал. В этот же момент высокий потенциал с нулевого выхода триггера 7 поступаетна вход установки суммирования в счетчике 4 и на вход установки вычитания в счетчике 5. Импульсы, поступающие с выхода элемента И 16, начинают суммироваться в счетчике 4 и в счетчике делителя 2 частоты. .После прохождения на вход делителя 2 частоты количества импульсов, равного значению кода числа А, на выходе делителя 2 частоты появляется импульс,

5 который поступает на счетный вход счетчика 5, и от содержимого счетчика 5 вычитается одна единица, а в счетчике 4 в данный момент находится код, равный значению числа А. После

0 прихода следующей серии импульсов с выхода элемента И 16 на входы счетчика 4 и делителя 2 частоты, равной значению числа А, из кода счетчика

5вычитается еще одна единица, а к 5 содержимому счетчика 4 снова прибавляется значение числа А.

Аналогичным образом проходит данная операция и дальше, пока код в

Q счетчике 5 не станет равным нулю, после чего срабатывает элемент И 3, так как на всех входах его высокие потенциалы, которые вызывают на его выходе также высокий потенциал

. (информационные входы элемента И 3 подключены к выходам -нулевых плеч триггеров счетчика 5, а управляющий вход подключен к выходу нулевого плеча триггера 7. Высокий-потенциал с выхода элемента И 3 поступает

0 на вход элемента ИЛИ-НЕ 18 и вызывает на его выходе низкий потенциал, а также поступает на .управляющие входы 8 группы элементов И 8, которые разрешают прохождение кода счетчика 4 на выход 15 устройства. Низкий потенциал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18 поступает на вход элемента И 16 И запрещает прохождение через него импульсов с генератора, а

0 также поступает на R-вход триггера

6и устанавливает его в состояние О. Низкий потенциал снулевого вьЬсода триггера 6 также поступает на вход элемента И 16,.запрещая прохождение через него импульсов генератора. На шине 15 устройства через время/ равное A-B-d/f (f - частота генератора) , получен выходной код, равный произведению чисел А и Б, т.е. .

Перед делением делимое записывается в счетчик 4, а делитель поступает через вход 13 устройства на вход делителя 2 частоты. Операция

5 деления производится аналогичным вышеизложенному образом, только при данной операции триггер 7 устанавлТТвается в состояние 1 и даёт :раз решение на вычитание из содержимого счетчика 4 и прибавление к му счетчика 5. В счетчике 5 накапли вается частное. При равенстве нулю содержимого счетчика 4 срабатывает элемент И 17 и разрешает прс.чождение кода счетчи ка через выходной элемент И 19 на выходы 15 устройства. Сигнал с выхо да элемента И 17, пройдя через элемент ИЛИ-НЕ 18, устанавливает в О триггер 6 и блокирует прохождение импульсов с генератора через элемен И 16. На выходе 15 устройства через время, равное Г-1/f , будет выходной код, равный частному от деления числа Г на число А, т.е. . Таким образом из-за введения элемента ИЛИ-НЕ, элемента И и группы элементов И, применения реверсивныхсчетчиков, а также определенному соединению всех элементов схемы между собой, удалось сократить число разрядов во втором счетчике в два раза, что дает дополнительный выигрыш в аппаратуре. В данной схеме количество разрядов В счетчике 5 равно значению числа разрядов требуемых для хранения частного, в то время ка в известном количестве разрядов в счётчике 5 равно числу разрядов, требуемых для хранения делимого. Формула изобретения Делительно-множительное устройство ,. содержащее генератор импульсов, делитель частоты, первый элемент И, два счетчика, два триггера, первую груЛпу элементов И, причем единичные выходы первого счетчика соединены с информационными входами элементов И первой группы, входы управления которых соединены с выходом первого элемента И, информационные входы которого соединены с нулевыми выходами второго счетчика, S-вхбд первого триггера является входом пуска устройства, S и R - входы второго триггера.являются соответст венно входами деления и умножения, информационные входы де-.-штеля первого и второго счетчиков соединены с входными шинс1ми операндов -, а выходы элементов И первой группы соединены с выходом устройства, о т л и ч а ющ ее с я тем что, с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит второй и третий элементы И, элемент ИЛИ-НЕ и вторую группу элементов И/ при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом .второго элемента И, второй вход ко торого соединен с единичным выходом первого триггера, а третий вход с инверсным R-входом первого триггера и выходом,элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И и входами управления элементов И второй группы, информационные входы которых соединены с единичными выходами второго счетчика, а выходы - с выходом устройства, единичный выход второго триггера соединен с входом вычитания первого счетчика, входом сложения второго счетчика и управлякяцимвходом третьего элемента И, а нулевой выход - с входом сложения первого счетчика, входом вычитания второго счетчика и управляющим входом первого элемента И, информационные входы третьего элемента И соединены с нулевыми выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с счетным входом делителя частоты и выходом второго элемента И, выход переноса делителя частоты соединен с счетным входом второго счетчика, а выход первого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №392495, кл. G 06 F 7/39, 1974 2. Авторское свидетельство СССР 271115, кл. G 06 F 7/52, 1969 (прототип).