Устройство для деления чисел,представленных число-импульсным кодом Советский патент 1982 года по МПК G06F7/68 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ ЧИСЕЛ,

ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНЫМ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и пред назначено для систем измерения и обработки информации. Известно устройство, содержащее задающее устройство, связанное через управляющую вентильную схему со счет чиками, детектор, вентильные и формирующие cxeNbi, причем один из входов управляющей вентильной схемы свя зан с источником входных сигналов, а второй - с выходом детектора, один КЗ выходов управляющей вентильной схемы соединен со входом счетчика, а вторрй - с вентильными схемами Недостатком этого устройства является низкая точность деления при заданном быстродействии, так как вхо ной число-импульсный код макет быть разделен только с точностью до целых, т.е. делитель может принимать только целые значения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее N КОДОМ декадных реверсивных счетчиков ( где N-1,2,..,,п, п-число разрядов делите ля), блоки задания делителя, первый элемент И, генератор импульсов, счетчик результата, причем первый вход генератора импульсов соединен с входной шиной устройства, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выходы блоков задания делителя пора зрядно соединены с входами суммирования N декадных реверсивных счетчиков, выход п-го декадного реверсивного счетчика соединен с входом счетчика результата f2 }. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие при заданной точности деления. Это вызвано тем, что частота задающего генератора в 10 раз вьше частоты входного число-импульсного кода. При заданной высокой точности деления для выполнения такого соотношения приходится накладывать ограничение на 39 максимальную частоту импульсов входного число-импульсного кода. Цель изобретения - повьппение быстродействия устройства при заданной точности деления. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены регист сдвига, М декадных реверсивных счетчиков {гдеМ п+1, п+2,...,2п), второй и третий элементы И, пять элементов ИЛИ, причем вход установки в исходное состояние регистра сдви га соединен с входом счетчика резуль тата и с объединенными входами суммирования М декадных реверсивных счетчиков, выход первого элемента ИЛ соединен с информационным входом регистра сдвига, первый выход котогрого .соединен со вторым входом пер вого элемента И, выход которого соед нен с вычитоцощими входами первого и (п+1)-го декадных реверсивных счетчиков, второй выход регистра сдвига соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого сое

динен с первым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, а второй вход - с третьим выходом регистра сдвига, выход второго элемента И соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с выходом {п+1)-го декадного реверсивного счетчика, а выход - с вычитаюдим входом (п+2)-го декадного реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ШМ, выход первого декадного реверсивного счетчика соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом пятого элемента ИЛИ выход которого соединен с вычитающим входом второго декадного реверсивного счетчика, выход последнего соединен со вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом 2п-го декадного реверсивного счетчика, вход суммирования которого соединен с входной шиной устройства, выход 2п-го декадного реверсивного счетчика соединен со вторым входом генератора импульсов, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом п-го декадного реверсивного счетчика.

ненными входами суммирования декадных реверсивных счетчиков 4-6, выход элемента 14 ИЛИ соединен с информационным входом регистра 18-сдвига,

первый выход которого соединен со вторым входом элемента 17 И, выход ко- торого соединен с вьтитающими входами декадных реверсивных счетчиков 1 и 4, второй выход регистра 18 сдвига соединен с первьш входом элемента

15 И, второй вход которого соединен с первым входом элемента 17 И и первым входом элемента 16 И, выход которого соединен с первыми входами элементов П и 13 Ш1И, а второй входс третьим выходом регистра 18 сдвига, выход элемента 15 И соединен с первыми входами элементов 10 и 12 ИЛИ, второй вход элемента 10 ИЛИ соеди)нен с выходом декадного реверсивного

счетчика I, а выход - с вычитающим входом декадного реверсивного счетчика 2, выход которого соединен с вторым входом элемента 1I Ш1И, выход декадного реверсивного счетчика 4

соединен с- первым входом элемента 14 ИЛИ и вторым входом элемента 12 ШИ, выход которого соединен с вычитающим входом декадного реверсивного счетчика 5, выход которого

соединен со вторыми входами элементов 13 и 14 ИЛИ, выход элемента 11 ИЛИ соединен с вычитакяцим входом декад- ного реверсивного счетчика 3, вход На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства для деления чисел, представленных число-импульсным кодом. Устройство содержит декадные реверсивные счетчики 1-6, блоки 7-9 задания делителя, элементы 10-14 ИЛИ, элементы 15-17 И, регистр 18 сдвига, старт-стопный генератор 19 импульсов, входная шина 20, счетчик 21 результата. В устройстве первый вход стартстопйого генератора J9 импульсов соединен с входной шиной 20 устройства, выход старт-стопного генератор ра 19 импульсов соединен с первым входом элемента 17 И, выходы блоков 7-9 задания делителя поразрядно сое-динены с входами суммирования декадных реверсивных счетчиков 4-6, выход декадного реверствного счетчика 6 соединен с входом счетчика 21 результата, вход установки в исходное состояние регистра 18 сдвига соединен с входом счетчика 21 результата и с объёдисуммирования которого соединен с входной шиной 20 устройства, выход декадного реверсивного счетчика 3 соединен со вторым входом старт-сто ного генератора 19 импульсов, выход элемента 13 ШШ соединен с вычитан щим входом декадного реверсивного счетчика 6. Устройство работает следукящм образом, По команде Начальная установка (шины этой команды не показам 1) счетчика 1-3 обнуляются, на стартстопный генератор 19 подается стопо вый сигнал (запрет генерации импуль сов), в счетчики 4-6 вводятся парал лельным кодом цифры из блоков задания делителя 7-9 соответственно, первый разряд регистра 18 сдвига устанавливается в 1, остальные разряды этого регистра устанавливаются в О, счетчик 21 результата обнуляется. В блоках задания делителя 7-9 значение делителя набрано предварительно, причем на чертеже показ но три последовательных разряда набора делителя, старпшй разряд набирается в блоке 9, а младший разряд набирается в блоке 7, Например, чис ло 13 набирается так. В блоке 9 устанавливается цифра О, в блоке 8 цифра 1, в блоке 7 - цифра 3, Снятие команды Начальная устано ка является моментом начала работы устройства. На входную шину 20 начинают поступать импульсы число-импульсного кода, который нужно разделить на число, набранное в блоках задания делителя 7-9. Пусть, наприм код, поступаюпщй на входную шину 20, нужно делить-на число 1, 3, Ниже работа устройства показана на этом примере. Итак, в блоке задания делителя 9 устанавливается О, в бло ке 8 - цифра 1, а в блоке 7 - цифра 3, По окончании команды Начальная установка в счетчике 4 записан код числа 3, в счетчике 5 - код числа 1, в счетчике 6 записан О, На входную шину 20 поступает пер вый импульс, по этому импульсу в сч чик 3 записывается 1, так как входная шина 20 связана с суммируюощм входом счетчика 3. Этот импульс пос пает также на запускающий вход стар стопного генератора 19, на выходе которого формируются импульсы высоKOVI частоты, поступакицие на вход эл мента 17 И, на другом входе которо06го разрешающий потенциал с первого выхода регистра 18 сдвига. Отметим, что через элементы 15 и 16 И импульсы старт-стопного генератора 19 пройти не могут, так как в этот момент на втором и третьем выходах регистра 18 сдвига запрещающий, нулевой потенциал С выхода элемента 17 И импульсы высокой частоты поступают на вычитающие входа декадШ)1х реверсивных счетчиков 1 и 4. Первый импульс с выхода элемента 17 И вычитает единицу из числа в счетчике 4, т.е. в счетчике 4 остается код числа два. Счетчик 1 обнулен, поэтому вычитание единицы из счетчика 1 вызывает сигнал Заем на его выходе, при этом в счетчике 1 остается код числа 9, Сигнал Заем на выходе счетчика 1 через элемент 10 ИЛИ поступает на вычитакядий вход счетчика 2, так как счетчик 2 также обнулен, на его выходе формируется сигнал Заем , а в счетчике 2 остается код числа 9, Сигнал Заем с выхода счетчика 2 через элемент 11 ИЛИ поступает на вычитающий вход счетчика 3, тем caNftiiM вычитается единица, которая была записана в этом счетчике, в счетчике 3 остается код нуля. Второй импульс с выхода элемента 17 И вычитает еще по единице с чисел в счетчиках I и 4, в счетчике 1 остается число 8, а в счетчике 4 остается число 1, Третий импульс с выхода элемента 17 И оставляет в счетчике I код числа 7, а счетчик 4 обнуляется, при этом передний фронт сигнала Заем с выхода счетчика 4 через элемент 14 ИЛИ поступает на тактирующий вход регистра 18 сдвига, тем 1 из первого разряда этого регистра сдвигается во второй разряд, В первом разряде регистра 18 сдвига остается нулевой потенциал, который запрещает прохождение импульсов через элемент 7 И, Так как второй разряд регистра 18 сдвига связан со входом элемента 15 И, то четвертый импульс старт-стопного генератора 19 проходит через элемент 15 И (разрешение есть со второго разряда регистра 18 сдвига). Этот импульс поступает с выхода элемента 15 И через элемент 10 ИЛИ на вычитакящй вход счетчика 2 (в счетчике 2 в результзте остается код числа 8) и через элемент 12 ИЛИ на вычитающий вход счетчика 5, счетчик 5 обнуляется, и передним фронтом сигнала Заем с выхода этого счетчик 5 через элемент 14 ИЛИ в регистре 18 сдвига сдвигается в третий разряд (из второго) 1, при этом разре шение на прохождение импульсов ста стопного генератора 19 подается на элемент 16 И, Однако так как на выходе счетчика 5 начинает формиро ваться сигнал Заем, и передний фронт этого сигнала поступает через элемент 13 ИЛИ на вычитаншщй вход счетчика 6, а этот счетчик 6 обнулен, то и на выходе счетчика 6 формируется передний фронт сигнапа Заем, по этому сигналу регистр 18 сдвига устанавливается в исходI ное состояние (1 в первом разряде, в остальных разрядах 0). По этому же сигналу в счетчики 4-6 вновь устанавливается код из блоков зада ния делителя 7-9 соответственно, т.е. в счетчике 4 - код числа 3, в счетчике 5 - код числа 1, в счетчи ке 6 - код нуля. Кроме того, по этому сигналу с Ш)1хода счетчика 6 в счетчик 21 результата записывает ся единица. Закончен первый цикл деления. Запишем числа в счетчиках 1-3 после окончания первог о цикла Счетчик Число 17 283О Второй цикл деления и последующие протекают аналогично первому циклу. Покажем числа в счетчиках 1-3 и в счетчике 21 результата 1 после каждого цикла деления. Второй циклТретий, цик Счетчики Число Счетчики Числ 141i 272 6 3030 212213 Седьмой цикл Счетчики Число 1. 9 2О 3О 217 Восьмой цикл начинается аналоги но первому циклу, т.е. в счетчике число 3, в счетчике 5 - число 1, в счетчике 6 - нуль. Первый разряд регистра 18 сдвига в 1, вычитается 3 импульса из счетчика 1 и из счет ка 4, счетчик 4 обнуляется, I сдвиги ется во второй разряд регистра 18 сдвига. Однако, так как счетчики 2и 3 обнулены, то с выхода счетчика 3формируется сигнал Заем, который поступает на стоповый вход стартстопного генератора 19, и останавливает этот генератор. Генерация импульсов прекращена, поэтому в устройстве ничего не изменяется до прихода второго импульса по входной шине 20, который записывает 1 в счетчик 3, запускает старт-стопный генератор 19 и т.д. Результат деления после первого импульса на входной шине 20 получается в счетчике 21.результата, где записано число 7. Действительно, 1:1,,7. При индикации результата в счетчике 21 результата младшая декада для данного примера выполнения устройства отделяется запятой. На чертеже представлено только три разряда для установки коэффициента деления, однако количество этих разрядов можно увеличить до требуемого. Таким образом, повьш1ение быстродействия предлагаемого устройства при заданной точности деления по сравнению с известным повьшается в несколько раз, а при высокой заданной точности - на несколько порядков. . Для приведенного в описании примера (деление на 1 З) в известном устройстве Чистота генератора импульсов в , умножителе в 100 раз вьш1е, чем частота импульсов входного число-импульсного кода (при заданной точности деления) , В данном устройстве достаточно,, чтобы частота генератора импульсов была в раз вьше частоты импульсов входного число-импульсного кода (при этом обеспечивает я деление на максимальный коэффициент деления для данного конкретного испсщнеш1я - 9,9), т.е. быстродействие дая данного исполнения предлагаемого устройства выше в 5 раз, чем в известном. При необходимости точность деления и коэффициент деления увеличивают включением в состав предлагаемого устройства дополнительных элементов. При этом быстродействие уве10личивается в . раз по сравнению с известным. Формула изобретения Устройство для деления чисел, .представленных число-импульсным ко. дом, содержащее N декадных реверсивных счетчиков (.где N |,2,...,nj ti - число разрядов делителя), блоки задания делителя, первый элемент И, генератор импульсов, счетчик резуль тата, причем первый вход генератора импульсов соединен с входной шиной устройства, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выходы блоков задания делителя поразрядно соединены с входами суммирования N декадных реверси ных счетчиков, выход п-го декадного реверсивного счетчика соединен с входом счетчика результата, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства при заданной точности деления, в него введены регистр сдвига, М декадных реверсивных счетчиков (где , н-fZ,,.., 2п), второй и третий элементы И, пять элементов ИЛИ, причем вход установки в исходное состояние регистра сдвига соединен с входом счетчика результата и с объединен{9 1ми входами суммирования f декадных реверсивных счетчиков, выход первого элемента ИЛИ соединен с информационным входом регистра сдвига, первый выход которого соеди.нен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вы читающнми входами первого и (п+1)-го декадных реверсивных счетчиков, второй выход регистра сдвига соединен с первым входом второго элемента и, второй вход которого соединен с первым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ а второй вход - с третьим выходом регистра сдвига, выход второго элемента И соединен с первыми входами четвертого и пятого элеме тов ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИШ1 соединен с выходом (ti +1) -го декадного реверсивного счетчика, а выход - с вычитающим входом (п+2)-го декадного реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого декадного реверсивного счетчика соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нлчитаю-. щим входом второго декадного реверсивного счетчика, выход последнего соединен со вторыъш входами первого и третьего элементов ИЛИ, ялход второго элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом 2п-го декадного реверсивного счетчика, вход суммирования которого сое1,щнен с входной шиной устройства, выход декадного реверсивного счетчика соединен со вторым входом генератора импульсов, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вычита}ав91м входом п-го декадного реверсивного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №311268, кл. q 06 F 7/52, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР 1 493924, кл. Н 03 К 23/24, 1973 (прототип).