Устройство для возведения в куб Советский патент 1981 года по МПК G06F7/552 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления и в устройствах воспроизведения функциональной зависимости.

Известно устройство для возведения в куб, содержащее счетчик, два . накапливающих сумматора, два блока элементов И и элемент задержки 1.

Недостаток этого устройства заключается в сложности реализации, поскольку аппаратурные затраты растут пропорционально количеству разрядов счетчика и накапливающих сумматоров ,

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для возведения в куб, содержащее три регистра, два сумматора, две группы элементов И, элемент ИЛИ, элемент задержки, вычитающий счетчик и блок управления 2 .

Недостаток известного устройства заключается в относительной сложности его реализации.

. Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для-возведения в куб,

содержащее три регистра сдвига, два сумматора, два элемента И, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, и первый элемент задержки, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго регистров сдвига через соответствующие сумматоры соединены со своими входами, содержит второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент задержки и два триггера, первые входы которых подключены к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен со входом устройства и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход и второй вход которого подключены соответственно ко входу первого сумматора и выходу второго регистра сдвига, вход второго сумматора соединен с выходом первого элемента И и со входом третьего регистра сдвига, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно со вторым входом первого триггера и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с Прямым выходом первого триггера и с первым входом второго элемента И, второй вход и выход которого сое динены соответственно с инверсным выходом первого триггера и со входом первого элемента задержки, инверсны выход которого соединен со в/торыг. входом второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со втopы ди входами соответственно первого элемента ИЛИ и первого элемента И. На чертеже изображена структурна схема предлагаемого устройства. Устройство для возведения в куб содержит три регистра 1, 2 и 3 сдви га, два сумматора 4 и 5, последовательные два триггера 6 и- 7 (RS) , дв элемента И 8 и 9, три элемента ИЛИ 10, 11 и 12, два элемента 13 и 14 задержки, а также вход 15. Устройство работает следующим об разом, В исходном состоянии регистры 1, 2и 3 сдвига очищены, триггеры б и 7 находятся в нулевом состоянии, в которое их устанавливают единичные сигналы инверсных выходов регистра 3сдвига и элемента 13 задержки соответственно. Регистры 1 и 2 сдвига и кольцево регистр, образованный последователь ным соединением через элементы 12, 9, 13, 10 и 8 прямого выхода регист ра 3 сдвига с его входом, имеют п разрядов и предназначены для запоми нани-я динамическим способом п-разрй ных двоичньзх кодов. На входную шину 15 устройства поступает последовательность импульсов, Устройство для возведения в куб реализует следующие операции .-f, к к-Sfci I3feUby,K, (1) . 1-1 k ЬХ,г:1:ЗЬа)( , (S) где д X - 1; X , - значение аргумента на к шаге вычислений; х fX. значения функции н к и к-1 шагах вычислений Первый входной импульс, действую щий на входной шине 15, поступает через элемент ИЛИ 11 навторой вход сумматора 4, на первый вход которого с выхода регистра 1 сдвига непре сдвигается, начиная с младших развядов, двоичный код начального значения функции. Последовательный двоичный сумматор 4 увеличивает на единицу начальное значение функции и результат записывается в регистр 1 сдвига. Первый входной импульс по тупает также через элемент 14 задер жки ка первые входы триггеров б и 7 и устанавливает их в единичные состояния к моменту считьгаания с выход регистра 1 второго разряда начального значения функции. В это время на выходах элемента 13 задержки действует сигнал второго разряда начального значения аргумента, а на выходах регистра 3 сдвига - сигнал третьего разряда начального значения аргумента. Так как с выхода регистра 3 сдвига непрерывно спвцгается, начиная с младших разрядов, нулевое значение аргумента, то триггер б возвращает в нулевое состояние сигнал инверсного- выхода регистра 3 сдвига, а триггер 7 переходит в нулевое состояние под действием сигнала инверсного выхода элемента 13 задержки. Переход триггера 7 из единичного состояния в нулевое приводит к формированию на выходе элемента И 8 импульсного сигнала, так как на его первом входе действует благодаря задержке элементом ИЛИ 10 единичныйсигнал предыдущего состояния триггера 7,,а на втором входе - единичный сигнал текущего состояния триггера 7. Аналогично переход триггера б из единичного состояния в нулевое приводит к формированию на выходе элемента И 9 импульсного сигнала, поскольку на его первом входе действует благодар задержке элементом ИЛИ 12 единичный сигнал предьщущего состояния триггера б, а на втором входе - единичный сигнал его текущего состояния. Импульсный сигнал с выхода элемента И 8 записывается во втором разряде регистра 3 сдвига и через сумматор 5 - во втором разряде регистра 2 сдвига. Спустя такт, импульсный сигнал с выхода элемента И 9 через элемент 13 задержки, элемент ИЛИ 10 и элемент И 8 записывается в третьем разряде регистра 3 сдвига и через сумматор 5 - в третьем разряде регистра 2 сдвига. Таким образом, первый входной импульс, поступающий по шине 15, изменяет начальные состояния регистров 1 2 и 3 сдвига на состояния, в которых в регистре 1 сдвига содержится .единичный код в младшем разряде, а в регистрах 2 и 3 - единичные коды во втором и третьих разрядах. Второй входной импульс, поступающий по шине 15, формирует на выходе элемента ИЛИ 11 импульсный сигнал в момент сдвига с выходов регистров 1и 2 младших разрядов дв.оичных ко- дов, сформированных на предыдущем шаге вычислений. Так как в регистре 2сдвига в результате вычислений накапливается четное число 2,61, а входной импульс устройства формирует на выходе элемента ИЛИ 11 единичный сигнал в момент считывания с выхода регистра 2 сдвига младшего разряда, то на выходе элемента ИЛИ 11 формируется последовательный двоичный код числа1 161+1, который суммируется сум матором 4 с двоичным кодом X к-1 вычисленного значения функции на пр дыдущем иаге. На выходе сутМэтора 4 формируется последовательный двоичный код значения функции н.а текущем шаге вычислений, который записывает ся в регистр 1 сдвига. Второй входной импульс, поступаю щий по шине 15 через элемент 14 задержки, поступает на первые входы триггеров 6 и 7, устанавливая их в единичные состояния к моменту дей ствия на выходе элемента 13 задержки единичного сигнала второго разря а на прямом выходе регистра 3 сдвиг единичного сигнала третьего разряда Установка триггеров б и 7 в единичное состояние приводит к разрыву цепи циркуляции кодов с выхода регистра 3 сдвига на его вход, так как элементы И 8 и 9 закрыты нулевы ми сигналами инверсных выходов триг геров 7 и 6 соответственно. Триггер б сохраняет единичное состояние до первого, начиная с третьего разряда единичного сигнала, считываемого с инверсного выхода регистра 3 сдвига Триггер 7 сохраняет единичное состо яние до первого, начиная со второго разряда, единичного сигнала, поступающего с инверсного выхода элемента 13 задержки. Во время единичного состояния триггера 7 элемент И 8 зак и во второй разряд регистра 3 сдвигается нулевой код. спустя такт на инверсном выходе элемента 13 задержки устанавливаетс единичный сигнал, который возвращает триггер 7 в нулевое состояние. Переход триггера 7 из единичного сос тояния в нулевое приводит к формированию на выходе элемента И 8 импульсного сигнала, который поступает на вход регистра 3 сдвига, записывая в третьем разряде единичный код, и на второй вход сумматора 5, на первый вход которого сдвигается последовательный двоичный код предыдущего шага вычислений. Триггер б на втором шаге вычислени й сбрасывает единичный сигнал инверсного выхода регистра 3 сдвига, который действует в момент считывания с выхода регистра 3 сдвига четвертого разряда двоичного кода предыдущего шага вычислений. Переход триггера 6 из единичного состояния в нулевое приводит к формированию на выходе элемента И 9 импульсного сигнала, который через элемент 13 задержки, элемент ИЛИ 10 и элемент И 8, открытый инверсным выходом триг гера 7, поступает в четвертом разряде на вход регистра 3 сдвига и второй вход сумматора 5. Таким образом, в четырех младших разрядах регистра 3 сдвига вместо двоичного кода ОНО (шесть), сформированного на первом шаге вычислений, записывается двоичный код 1100 (двенадцать) , который суммируется сумматором 5 с двоичным кодом ОНО (шесть), записанным в регистр 2 сдвига на предыдущем шаге вычислений. В результате суммирования с выхода сумматора 5 в регистр 2 сдвига записывается двоичный код 10010 (восемнадцать). величины S61 на втором шаге вычислений . Вычисления на третьем и на всех последующих шагах выполняются аналогичным образом. В регистрах 1, 2 и 3 сдвига формируются согласно соотношениям (1), (2) и (3) двоичные коды х , S6i и бх соответственно. Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в упрощении предлагаемого устройства. По сравнению с известным из состава предлагаемого устройства исключены две группы элементов И, вычитающий счетчик и блок управления. Формула изобретения Устройство для возведения в куб, содержащее три регистра сдвига, два сумматора, дза элемента И, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, и первый элемент задержки, прямой выход которого подключен к первому входупервого элемента ИЛИ, выходы первого и второго регистров сдвига через соответствующие су№латоры соединены со своими входами, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит второй и третий элементы ИЛИ, второй элемент задержки и два триггера, первые входы которых подключены к выходу второго элемента задержки, вход которого соединен со входом устройства и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход и второй вход которого подключены соотвественно ко входу первого сумматора и выходу второго регистра сдвига, вход второго сумматора соединен с выходом первого элемента И и со входом третьего регистра сдвига, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно со вторым входом первого триггера и с первым входом третьего элейента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом первого триггера и с первым входом второго элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с инверсным выходом первого триггера и со входом первого элемента задержки, инверсный выход которого соединен со вторям входом второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно

первого элемента ИЛИ и первого элемента И,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 532512, кл. G 06 F 7/38, 1975,

2.Авторское свидетельство СССР 590729, кл. G 06 F 7/38 -1976,