Цифровое устройство для возведенияВ КВАдРАТ Советский патент 1981 года по МПК G06F7/552 

(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ Недостатком этого устройства является сложность его реализации в режиме возведения в квадрат цифрового сигнала с выхода АЦП. Целью изобретения является упрощение устройства при возможности вести вычисления в двоично-десятичном ко де как в режиме прямого, так и обратного счета с выхода АЦП. Цель достигается тем, что цифровое устройство для возведения в квадрат, содержащее счетчик результата, генератор импульсов и группу элементов И, вьпсодь которых подключены к входам соответствующих разрядов счетчцка результата, содержит счетчик чис ла и группу дешифраторов нуля, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов И группы, вторые входы которых подключены к вы ходу генератора импульсов, а выходык соответствующим входам разрядов счетчика числа, выходы разрядов которого соединены с входами соответствующих дешифраторов нуля группы, а входы подключены к входным шинам код числа устройства. Структурная схема устройства пред ставлена на чертеже. Устройство содержит генератор импульсов 1, группу элементов И 2, сче чик 3 результата, счетчик 4 числа и группу дешифраторов 5 нуля,Счетчик 3 выполнен реверсивным. На вход счетчика 4 поступает значение числа, воз водимого в квадрат.Дешифраторы 5 нул выдают сигналы разрешения и запрета на прохождение импульсов от генератора 1 через элементы И 2 на входы счетчиков 3 и 4. Код числа, который устройство воз водит в квадрат, переписывается из внешнего устройства, способного осуществлять счет числа входных импульсов и фиксировать это число в какомлибо коде. Первоначально во всех раз рядах внешнего устройства установлены нули. Изменение кода во внешнем устройстве происходит последовательно, начиная от нулевого. Максимальное значение кода во внешнем устройстве определяется его разрядностью, которая не должна превышать разрядности счетчика числа 4. Так как внешнее ус ройство осуществляет счет входных им пульсов, то с приходом каждого новог импульса состояние (код) во внешнем устройстве меняется на единицу. Частота смены кода во внешнем устройстве или. период следования импульсов, подсчитываемых внешним устройством, не должен быть меньше времени вычитания кода из счетчика числа 4 импульсами генератора 1. Код числа из внешнего устройства в реверсивный счетчик числа 4 переписывается по обоим фронтам импульса, меняющего на единицу состояние внешнего устройства. Причем как после записи кода в реверсивный счетчик числа 4 по переднему фронту, так и после записи кода по заднему фронту происходит вычитание кода до обнуления счетчика числа 4 импульсами генератора 1 с одновременным занесением этого кода в счетчик результата 3. Таким образом, код числа из внешнего устройства переписывается в счетчик числа 4 и вычитается из него два раза за период изменения, причем по заднему фронту происходит считывание из внешнего устройства кода, измененного на единицу по отношению к предьщущем, т.е. если в первый раз в счетчик числа 4 было записано число п, то во второй раз - число n+l(для случая работы внешнего устройства в режиме суммирования), За период изменения кода во внешнем устройстве из счетчика числа 4 будет вычитаться и соответственно в счетчике результата 3 будет фиксироваться число: п+п+1 2п+1,чтЬ является дополнением к квадрату предьщущего числа п до квадрата последующего числа {п+1) , а именно: (п+1) -n n +2n-H . Аналогично осуществляется работа устройства для еЛучая работы внешнего устройства в режиме вычитания, т.е. когда каждый приходящий импульс уменьшает на единицу код числа по внешнем устройстве. При этом в счетчик числа 4 устройства также два раза за период изменения переписывается код из внешнего устройства и после каждого переписывания считывается импульсами генератора 1 до обнуления счетчика числа 4. За период из счетчика числа вычитается n+n-1 2n-1, и на это же число уменьшается показание счетчика результата 3. Это число соответствует разности между квадратами последующего и предьщущего кодов во внешнем устройстве (п- }«-п п«12пИ-А -С2ач) 5 Для увеличения быстродействия уст ройства считывание информации из сче чика числа 4 происходит подекадно, т.е. после считывания кода младшей декады происходит считывание кода следующей, более старшей декады и т.д. Синхронно с этим происходит подекадное заполнение соответствующих декад счетчика результата 3. Аналогично работает устройство в режиме последовательного уменьшения кода числа. Из зтогб следует, что максимальное число импульсов генег ратора 1, необходимых для подекадного вычитания кода числа из счетчика числа 4 за полупериод изменения кода числа, равно 9к, где к - количество десятичных разрядов в коде числа при использовании двоичио-десятичиого кода). На быстродействие устройства, определяемое частотой смены кода на входе, влияют частота считывающего кода генератора I и разрядность счет чика числа 4. При использовании интегральных микросхем серии К155 частота генератора 1 10 мГц. Так как код числа заносится в счетчик чи ла 4 параллельно, то время его установления для микросхем серии не превьппает tv 40 нсек. Задержка элемента И группы 2, раз решающего поступление импульсов гене ратора 1 для вычитания кода счетчика числа 4, для микросхем серии К155 но п жет достигать ta 20 нсек. Таким образом, общее время задерж ки от момента установления кода числа на входе устройства до начала его вычитания из счетчика числа 4 может достигать ,+ 40 + 20 « 60 нсек. 46 Формула для определения периода смены кода на входе устройства имеет реверсивного использовании счетчика числа четыре десятичных разряда t -60-10- 7,3. . Этому периоду соответствует частота смены кода на входе устройства f 40 кГц. Формула изобретения Цифровое устройство для возведення в квадрат, содержащее счетчик результата, генератор импульсов и группу элементов И, выходы которых подключены к входам соответствукяцих разрядов счетчика результата, от л ичающееся тем, что, с цепью упрощения устройства, оно содержит счетчик числа и группу дешифраторов нуля, выходы которых подключены к первым входам соответствукяцих элементов И группы, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходь{ - к соответствующим входам разрядов счетчика числа, выхода разрядов которого соединены с входами соответствующих дешифраторов нуля группы, а входы подключены к входным шинам кода числа устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 475619, кл. С 06 F 7/38, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 438989, кл. С 06 F 7/39, 1974 (прототип) .

Код Ч и ела