Устройство для вычисления @ , @ , @ аргумента,заданного параллельным и число-импульсным кодом Советский патент 1983 года по МПК G06F7/552 

та задержки соединен с управляющим входом второй группы элементов И, информационные входы которой соединены с инверсными выходами реверсивного счетчика, а выходы - с второй группой входов сумматора С 2. Устройство может возводить в квад рат непрерывную функцию, заданную последовательностью импульсов, и не может возводить в квадрат двоичные числа, заданные параллельным кодом; извлекать квадратный корень из чисел, заданных параллельным кодом илИ последовательностью импульсов; получать в следящем режиме код непрерывной переменной в заданном масштабе. Цель изобретения - расширение клас са решаем.ых задач за счет обеспечения возможности возведения в квадрат непрерывной функции, параллельных двоич ных чисел, заданных параллельным ко: дом ,извлечения квадратного корня из чисел, заданным параллельным двоич- ным кодом или число-импульсным двоичным кодом, а также получения в следящем режиме кода непрерывной переменной в заданном масштабе. Поставленная цель достигается тем что устройство для вычисления Х, МХ аргумента, заданного параллельным и число-импульсным кодом, содержащее реверсивный счетчик, сумматор, две группы элементов И, два элемента И, два элемента задержки, примем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вход сложения реверсивного счетчика соединен с выходом первого элемента задержки, прямые и инверсные выходы реверсивного счетчика соединены с первыми входами элементов И первой и второй групп, соответствен но, выходы элементов И первой и второй групп подключены к входам первой и второй групп сумматора со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов, соответственно, вторые входы первого и второго элементов И соединены с входом режима возведения в квадрат +ДХ и -ЛХ устройстваj соответственно, дополнительно введены восемь элементов ИЛИ, шесть элементов И, элемент задержки, причем информационный вход устройства подключен к первым входам третьего, четвертого, пятого, шестого , седьмого элементов П, вход режима извлечения квадратного корня из числа, представленного число-импульсным кодом устройства соединен с вторым входом третьего элемента И, вход режима вычисления квадрата устройства подключен к второму входу четвертого элемента И, вход режима вычисления квадратного корня устройства подключен к второму входу пятого элемента И, вход режима вычисления текущего значения квадрата устройства соединен с третьими входами второго и первого элементов И, соответственно, вход режима возведения в квадрат +ЛХ устройства соединен с вторым входом шестого элемента И, вход режима возведения в квадрат -ЛХ устройства подключен к второму входу седьмого элемента И, вход режима масштабирования устройства подключен к третьим входам шестого и седьмого элементов И, выход второго элемента И подключен к входу второго элемента заержки и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен G входом третьего элемента задержки и выходом четвертого элемента И, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу вычйтйния реверсивного счетчика, третий вход четвертого элемента И подключен к выходу второго элемента ИЛИ, вход которого подключен к прямым выходам реверсивного счетчика, первый выход сумматора подключен к третьему входу пятого элемента И, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, выход восьмого элемента И подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, вцход первого элемента И подключен к первому и третьему входам соответственно пятого и третьего элементов ИЛИ, выход третьего элемента задержки подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого элемента задержки, выход второго элемента задержки подключен к третьему входу четвертого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И соединен с четвертым и первым входами соответственно четвертого и шестого элементов ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с первым входом восьмого элемента И и вторым входом шестого элемента ИЛИ, второй выход сумматора соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход шестого элемента И соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым и вторым входами соответственно вось. $ . 9 мого и седьмого элементов ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к., второму входу восьмого элемента ИЛИ ;и управляющим входам второй группы (элементов И, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к управляющим входам первой группы элементов И, выходы шестого и восьмого элементов ИЛИ подключены к первому разряду сумматора. На чертеже приведена блок-схема арифметического устройства, Устройство содержит реверсивный счетчик 1, сумматор 2, группы элементов И 3 и k, элементы И 5-12, ИЛИ 1320, элементы 21-23 задержки, информацирнный вход 2, вход 25 режима маештабирования, вход 2б режима вычисления текущего значения квадрата, вход 27 задания возведения +йХ, вход 28 режима возведения -ЛХ, вход 29 режима вычисления квадрата, вход 30 заданогя извлечения квадратного корня, вход 31 извлечения квадратного корня из числа, представленного число-импульсным кодом, ВЫХОДЫ 32 и 33 сумматора. В устройстве информационный вход 2 соединен с первыми входами элементов И 5-II. Вход 27 задания возведения +ДХ устройства соединен с вторым входом элемента И 7 выход которого соединен с первым и третьим входами элементов ИЛИ 1 и 18. Выход элемента ИЛИ Н соединен с первыми и вторым входами элементов ИЛИ 15 и 17, а выход элемента ИЛИ 18 соединен через элемент 23 задержки с входом сложения реверсивного счетчика 1, прямые информационные выходы которого соединены с информационными входами первой группы элементов И 3, управляющие вхо ды которой соединены с выходом элемен та ИЛИ 17. а выходы соединены с первой группой входов сумматора 2, сдвинутой на один разряд в- сторону старших, первый разряд которого соединен с выходами элементов ИЛИ 15 и 13. Вход 28 режима возведения -6Х устройства соединен с вторым входом элемента И 8, выход которого соединен с пер вым входом элемента 1ЛИ 19 и входом элемента 22 задержки. Выход элемента 22 задержки соединен с третьим входом элемента ИЛИ 15 и управляющим входом второй группы элементов И k, информационные входы которой соединены с инверсными информационными выходами реверсивного счетчика 1, а выходы - с второй группой входов сумматора 2 со i7 сдвигом на один разряд в сторону старших . Выход элемента ИЛИ 19 соединен с входом вычитания реверсивного счет Чика 1. Вход 26 режима вычисления текущего значения квадрата устройства соединен с третьими входами элементов И 7 и 8. Вход 30 задания извлечения квадратного корня устройства соединен с вторым входом элемента И 10, третий вход.которого соединен с первым выходом сумматора 2, а выход - с первыми входами элементов ИЛИ 16 и 18. Вход 29 режима вычисления квадрата устройства соединен с вторым входом элемента И 9 выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 19 и через элемент 21 задержки - с вторым входом элемента ИЛИ t, а третий вход элемен-та И 9 соединен с выходом элемента ИЛИ 20, входы которого соединены с прямыми информационными выходами ре версивного сметчика 1. Вход 31 извлечения квадратного корня из последовательности импульсов устройства соединен со вторым входом элемента И 11, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 13 и первым входом элемента И 12, второй вход которого соединен с выходом 32 сумматора 2, а выход - с вторыми входами элементов ИЛИ 16 и 18. Вход 25 режима масштабирования устройства соединен с третьими входами элементов И 5 и 6. Вход 27соединен с вторыми входами элемента И 7, выход элемента И 6 соединен с первым входом элемента ИЛИ 17. Вход 28соединен с вторым входом элемента И 5, выход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ 16 и первым входом элемента ИЛИ 13 а выход элемента ИЛИ 13 соединен с первым разрядом сумматора 2. Арифметическое устройство работает; следующим образом. При возведении в квадрат непрерывной функции, поступающей на информационный вход 2, на входе 26 устройства должен быть единичный, а на входах 25 29 30 и 31 устройства - нулевые потенциалы. При этом BJ исходном состоянии реверсивный счетчик t и сумматор 2 свободны. Если на информационный вход 2k поступают импульсы положительного приращения, то на входе 27 устройства должен быть единичный, а на входе 28 устройства - нулевой сигналы. С приходом первого входного импульса через эл,ементы И 7 ИЛИ 1 и 15 к содержимому сумматора 2 прибавляется единица. Входной импульс проходит так же через элементы И 7, ИЛИ 18 на вход элемента 23 задержки. Кроме того, входной импульс открывает через элементы И 7 ИЛИ и 17 группу элементов И 3 через которую содержимое реверсивного счетчика 1 передается на первую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разряд влево, т.е. удвоенное значение. Затем входной импульс проходит через элемент 23 задержки и прибавляет .единицу к содержимому реверсивного счетчика 1.Аналогичные вычисления проводятся для каждого импульса положительного приращения. Если на информационный вход поступают импульсы отрицательного приращения, то на входе 28 устройства должен быть единичный, а на входе 27 устройства - нулевой сигналы. С приходом первого импульса через элементы И В, ИЛИ 19 вычитается единица из-содержимого реверсивного сче чика 1. Входной импульс также через . элемент И 8, элемент 22 задержки и элемент ИЛИ 1б открывает группу элементов И 4, через которую в обратном коде содержимое счетчика 1 передается на вторую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разряд влево, т.е. удвоенное обратное значение. Кроме того, входной импульс поступает через элемент И 8, элемент 22 задержки, элементы ИЛИ 16 и 15, вследствие чего к

содержимому сумматора 2 прибавляется единица.

Аналогичные вычисления проводятся для каждого импульса отрицательного приращения.

В случае возведения в квадрат двоичного числа X, заданного параллельным кодом, на входе 29 устройства должен быть единичный, а на входах 25, 30, 31 и 26 устройства - нулевые потенциалы.

В исходном состоянии сумматор 2 |свободен, а в реверсивном счетчике 1 записано двоичное число X, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ 20 будет единичный сигнал. При этом на информационный вход 2 поступает импульсная последовательность. С приходом первого импульса на информационный вход 24 через элементы И 9, ИЛИ 19, вычитается единица из содержимого реэерсивного счетчика 1. Входной импульс также через элемент И 9, элеcSTynaeT импульсная последовательность

Первый импульс, поступающий на информационный вход 24, через элементы И 10, ИЛИ 18 проходит на вход элемента 23 задержки. Кроме того, входной Импульс через элементы И 10, ИЛИ 1б открывает группу элементов И 4, через которую в обратном коде содержимое счетчика 1 передается на вторую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разряд влево,Т.е. удвоенное обратное значение. Вместе с тем, входной импульс поступает через элементы И 10, ИЛИ 16 и 15, вследствие чего к содержимому сумматора 2 прибавляется единица. Затем входной импульс прЬходит через элемент 23 задержки и прибавляет единицу к содержимому реверсивного счетчика 1.

Аналогичные вычисления проводятся для каждого импульса, поступившего на информационный вход 24 устройства. В момент, когда в сумматоре 2 будет мент 21 задержки, элементы ИЛИ И и 17 открывает группу элементов И 3, через которую содержимое реверсивного счетчика 1 передается на первую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разряд влево, т.е. удвоенное |3начение. Кроме того, входной импульс ;Поступает через элемент И 9 элемент 21 задержки, элементы ИЛИ lA и 15, вследствие чего к содержимому сумматора 2 прибавляется единица. Аналогичные вычисления проводятся для каждого импульса, поступившего на информационный вход 24 устройства. В момент, когда в реверсивном счетчике 1 будет нулевое число, на выходе элемента ИЛИ 20 будет нулевой сигнал, вследствие чего, поступление импульсов через элемент И 9, а следовательно, и процесс вычисления прекращается. В результате в реверсивном счетчике 1 будет нулевое число, а в сумматоре 2 - значение Х. В -случае извлечения квадратного корня из двоичного числа X, заданного параллельным кодом, на входе 30 устройства должен быть единичный, а на входах 25, 26, 29 и 31 устройстванулевые потенциалы. В исходном состоянии реверсивный ; счетчик 1 свободен, а в сумматоре 2 записано двоичное число X. При этом на выходе 33 сумматора 2 будет единичный сигнал, означающий, что число в сумматоре 2 больше нуля, а на информационный вход 2 устройства поотрицательное или нулевое число, на выходе 33 сумматора 2 будет нулевой сигнал, вследствие чего поступление импульсов через элемент И 10, а следовательно, и процесс вычисления пре кращается. В результате в реверсивном счетчи ке 1 будет записано значение . В случае извлечения квадратного корня из числа X, заданного последовательностью импульсов, на йходе 31 устройства должен быть единичный, а на входах 25, 26, 29 и 31 устройства нулевые потенциалы. В исходном состоянии реверсивный счет1 ик 1 и сумматор 2 свободны. При этом на выходе 32 сумматора 2 будет единичный сигнал, означающий, что чис ло а сумматоре 2 нулевое. На информа ционнь|й вход 2 устройства поступает импульсная последовательность числа С приходом первого импульса на ин формационный вход 2 устройства чере элементы И 11, ИЛИ 13 к содержимому сумматора 2 прибавляется единица. Кроме того, входной импульс через эле менты И 11 и 12, ИЛИ 16 открывает группу элементов И Ц, через которую в обратном коде содержимое счетчика передается на вторую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разряд влево, т.е. удвоенное обратное значение. Вместе с тем, входной импульс поступает через И 11, 12, ИЛИ 18 на вход элемента 23 задерж ки, и через элементы И 11 и 12, ИЛИ 16 и 15 вследствие чего к содержимому сумматора 2 прибавляется еще одна единица. Затем входной импульс проходит через элемент 23 задержки и прибавляет единицу к содержимому реверсивного счетчика 1. После окончания первого импульса в сумматоре 2 будет нулевое число, вследствие чего на выходе 32 суммато ра 2 будет единичный сигнал. При поступлении второго импульса на информационный вход 2k устройство работает аналогично описанному. После окончания второго импульса в сумматоре 2 будет отрицательное число, вследствие чего на выходе 32 суммато ра 2 будет нулевой сигнал. С приходом третьего импульса на информационный вход 2k устройства только через элементы И 11, ИЛИ 13 к содержимому сумматора 2 прибавляется единица. После окончания этого импу9710 льса в сумматоре 2 будет еще отрицаЧетвертый импульс, поступающий на информационный вход.24, также только через элементы И 11, ИЛИ 13 прибавлюется к содержимому сумматора 2, вследствие чего в этом сумматоре будет снова нулевое число. При поступлении последующих импульсов на информационный вход 2 устройство работает аналогично описанному, В результате после окончания числа X, заданного последовательностью импульсов, в реверсивном счетчике 1 будет значение тХ. В случае получения в следящем режиме кода непрерывной переменной в заданном масштабе на входе 25 устройства должен быть единичный, а на входах .26, 29, 30 и 31 устройства - нулевые потенциалы. В исходном состоянии в реверсивный счетчик 1 занесен масштабный коэффициент М. Если на информационный вход 2 поступают импульсы положительного приращения, то на входе 27 сложения устройства должен быть единичный, а на входе 28 вычитания устройства - нулевой сигналы. В этом случае каждый импульс, поступающий на информационный вход 2, проходит через элементы И 6, ИЛИ 17 и открывает группу элементов И 3. через которую содержимое реверсивного счетчика 1 передается на первую группу входов сумматора 2 со сдвигом на один разряд влево, т.е. удвоенное значение. Если на информационный вход 2 поступают импульсы отрицательного приращения, то на входе 28 устройства должен быть единичный, а на входе 27 устройства - нулевой сигналы. В этом случае с приходом каждого импульса на информационный вход 2k через элементы И 5, ИЛИ 13, к содержимому сумматора 2 прибавляется единица. Кроме того, каждый входной импульс через элементы И S, ИЛИ 16 открывает группу элементов И k, через которую в об ратном коде содержимое счетчика 1 передается на вторую группу входов сумматоров 2 со .сдвигом на один разряд влево, т.е. удвоенное обратное значение. Вместе с тем, каждый входной импульс поступает через элементы И 5 ИЛИ 16, ИЛИ 15 вследствие чего к содержимому сумматора 2 прибавляется еще одна единица. При этом в сумматоре 2 накапливается значение 2МХ. Предлагаемое устройство выполняет в пять раз большее количество функций по сравнению с известным, т.е. выполняет кроме возведения в квадрат непрерывной функции, заданной последовательностью импульсов, возведение в квадрат двоичных чисел, заданных параллельным кодом или последовательностью импульсов в следящем режиме кода непрерывной переменной в заданном масштабе. Формула изобретения Устройство для вычисления X , Ух, М-Х аргуь ента, заданного параллельным и число-импульсным кодом, содержащее реверсивный счетчик, сумматор, две группы элементов И, два элемента И, два элемента задержки, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вход сложения реверсивного счетчика соединен с выходом первого элемента задержки, прямые и инверсные выходы реверсивного счетчика соединены с первыми входами элементов И первой и второй групп соответственно, выходы элементов И первой и второй групп подключены к входам первой и второй групп сумматора со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов соответственно, вторые входы первого и второго элементов И соединены с входом режима возведения в квадрат +ДХ и -/UX устройства соответ ственно, отличающееся тем что, с целью расширения класса решае мых задач за счет обеспечения возмож ности возведения в квадрат непрерывной функции, параллельных двоичных чисел, заданных параллельным кодом, извлечения квадратного корня из чисе заданных параллельным двоичным кодом или число-импульсным двоичным кодом, а также получения в следящем режиме кода непрерывной переменной в заданном масштабе, в него дополнительно введены восемь элементов ИЛИ, шесть элементов И, элемент задержки, приче информационный вход устройства подключен к первым входам третьего, чет вертого, пятого, шестого, седьмого элементов И, вход режима извлечения квадратного корня из числа, представ ленного число-импульсным кодом устро ства, соединен с вторым входом третьего элемента И, вход режима вычисления квадрата устройства подключен к второму входу четвертого элемента И, вход режима вычисления квадратного корня устройства подключен к второму входу пятого элемента И, вход режима вычисления текущего значения квадрата устройства соединен с третьими входа-, ми второго и первого элементов И соответственно, вход режима возведения в квадрат +АХ устройства соединен с вторым входом шестого элемента И, вход режима возведения в квадрат -ДХ устройства подключен к второму входу седьмого элемента И, вход режима масштабирования устройства подключен к третьим входам шестого и седьмого элементов И, выход второго элемента И подключен к входу второго элемента задержки и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом третьего элемента задержки и выходом четвертого элемента И, выход первого элемента ИЛИ. подключен к входу вычитания реверсивного счетчика, третий вход четвертого элемента И подключен к выходу второго элемента ИЛИ, вход которого подключен к прямым выходам реверсивного счетчика, первый выход сумматора подключен к третьему входу пятого элемента И, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, выход восьмого элемента И подключен к вторым входам трет)Ьег6 и четвертого элементов ИЛИ, выход первого элемента И подключен к первому и третьему входам соответственно пятого и третьего элементов ИЛИ, выход третьего элемента задержки подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого элемента задержки, выход второго элемента задержки подключен к третьему входу четвертого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И соединен с чetвepтым и первым входами соответственно четвертого и шестого элементов ИЛИ, ,выход третьего элемента И соединен с первым входом восьмого элемента И и , вторым входом шестого элемента ИЛИ, второй выход сумматора соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход шестого элемента И соединён с первым входом седьмого элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым и вторым входами соответствен