RU2029357C1 - Digital integrator - Google Patents

Digital integrator Download PDF

Info

Publication number
RU2029357C1
RU2029357C1 SU5043408A RU2029357C1 RU 2029357 C1 RU2029357 C1 RU 2029357C1 SU 5043408 A SU5043408 A SU 5043408A RU 2029357 C1 RU2029357 C1 RU 2029357C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
adder
output
integrator
transfer
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.Е. Полян
В.Г. Угер
Original Assignee
Центральный Научно-Исследовательский Институт Связи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный Научно-Исследовательский Институт Связи filed Critical Центральный Научно-Исследовательский Институт Связи
Priority to SU5043408 priority Critical patent/RU2029357C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2029357C1 publication Critical patent/RU2029357C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

FIELD: digital data processing technique. SUBSTANCE: digital integrator has (2n+1) adders, three NOR gates, and NOT gate. EFFECT: improved accuracy of integration results. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике обработки цифровых данных и может найти применение для суммирования-вычитания с накоплением. The invention relates to techniques for processing digital data and may find application for summation-subtraction with accumulation.

Известен цифровой интегратор, содержащий сумматоры, регистры, счетчики, блок вычисления интеграла и элемент И, включенные между входной и выходной шинами [1]. Known digital integrator containing adders, registers, counters, an integral calculation unit and an element And included between the input and output buses [1].

Недостаток известного цифрового интегратора состоит в значительной сложности его конструкции. A disadvantage of the known digital integrator is the significant complexity of its design.

Известен также цифровой интегратор, содержащий n+1 сумматоров (n - разрядность целой части числа) и элемент НЕ [2]. A digital integrator is also known, containing n + 1 adders (n is the width of the integer part of the number) and the element is NOT [2].

Недостаток подобного цифрового интегратора состоит в значительной погрешности результата интегрирования. The disadvantage of such a digital integrator is the significant error of the integration result.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении точности результата интегрирования. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is expressed in increasing the accuracy of the integration result.

Для получения этого технического результата в цифровой интегратор, содержащий n+1 сумматоров (n - разрядность целой части числа) и элемент НЕ, введены три элемента ИЛИ-НЕ и n сумматоров, причем общая шина интегратора соединена с входом первого сумматора, выход переноса i-го сумматора (i = 1, . . . , n-1) соединен с входом переноса (i+1)-го сумматора, выход переноса (n+1)-го сумматора соединен с входом переноса (n+i+1)-го сумматора, выход переноса n-го сумматора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и входом переноса (2n+1)-го сумматора, выход переноса которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, а выход - с входом переноса (n+1)-го сумматора, первый информационный выход (n+j)-го сумматора соединен с информационным входом j-го сумматора (j = 1,...,n), информационные входы сумматоров с (n+2)-го по 2n-й соединены с информационным входом интегратора, выход j-го разряда которого соединен с вторым информационным выходом (n+j)-го сумматора, вход выбора режима счета интегратора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и через элемент НЕ с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, информационные входы (n+1)-го и (2n+1)-го сумматора соединены с входом питания интегратора, выход сброса которого соединен с входами сброса всех 2n+1 сумматоров, прямой и инверсный входы синхронизации которых соединены соответственно с первым и вторым тактовыми входами интегратора. To obtain this technical result, a digital integrator containing n + 1 adders (n is the bit depth of the integer part of the number) and the element NOT, introduces three elements OR-NOT and n adders, the integrator common bus connected to the input of the first adder, the transfer output i- the adder (i = 1, ..., n-1) is connected to the transfer input of the (i + 1) adder, the carry output of the (n + 1) adder is connected to the carry input (n + i + 1) - adder, the transfer output of the nth adder is connected to the first input of the first OR-NOT element and the transfer input of the (2n + 1) adder, the transfer output to It is connected to the first input of the second OR-NOT element, the output of which is connected to the first input of the third OR-NOT element, the second input of which is connected to the output of the first OR-NOT element, and the output to the transfer input of the (n + 1) -th adder, the first information output of the (n + j) adder is connected to the information input of the jth adder (j = 1, ..., n), the information inputs of adders from (n + 2) to 2nth are connected to the information input integrator, the output of the j-th discharge of which is connected to the second information output of the (n + j) -th adder, the input of the choice of the counting mode integr the torus is connected to the second input of the second OR-NOT element and through the NOT element to the second input of the first OR-NOT element, the information inputs of the (n + 1) -th and (2n + 1) -th adders are connected to the power input of the integrator, the reset output of which connected to the reset inputs of all 2n + 1 adders, the direct and inverse synchronization inputs of which are connected respectively to the first and second clock inputs of the integrator.

На фиг. 1 изображен один из возможных вариантов цифрового интегратора; на фиг.2 - один из возможных вариантов его сумматора. In FIG. 1 shows one of the possible options for a digital integrator; figure 2 is one of the possible options for its adder.

Цифровой интегратор (фиг. 2) содержит первый-восьмой сумматоры 1-8 (количество которых n = 8 представляет собой разрядность целой части числа), а также девятый-шестнадцатый сумматоры 9-16 (количество которых также равно n) и семнадцатый сумматор 17 (в общем случае порядковое число этого сумматора равно 2n+1). Кроме того, цифровой интегратор содержит первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ 18, 19 и 20 и элемент НЕ 21. Общая шина 22 интегратора соединена с входом переноса первого сумматора 1, а выходы переноса первого-седьмого сумматоров 1-7 соединены с входами переноса соответственно второго-восьмого сумматоров 2-8. Выходы переноса девятого-пятнадцатого сумматоров 9-15 соединены с входами переноса соответственно десятого-шестнадцатого сумматоров 10-16. Выход переноса восьмого сумматора 8 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 18 и с входом переноса семнадцатого сумматора 17, выход переноса которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ 19. Выход второго элемента ИЛИ-НЕ 19. Выход второго элемента ИЛИ-НЕ 19 соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ 20, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ 18, а выход - с входом переноса девятого сумматора 9. Первые информационные входы девятого-шестнадцатого сумматоров 9-16 соединены с информационными входами соответственно первого-восьмого сумматоров 1-8. Информационные входы десятого-шестнадцатого сумматоров 10-16 соединены с информационным входом 23 интегратора. Выходы 24 первого-восьмого разрядов интегратора соединены с вторыми информационными выходами соответственно девятого-шестнадцатого сумматоров 9-16. Вход 25 выбора режима счета интегратора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ 19 и через элемент НЕ 21 с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 18. Информационные входы девятого и семнадцатого сумматоров 9 и 17 соединены с входом 26 питания интегратора. Вход 27 сброса интегратора соединен с входами сброса первого-семнадцатого сумматоров 1-17, у которых прямые входы синхронизации соединены с первым тактовым входом 28 интегратора, а инверсные входы синхронизации - с вторым тактовым входом 29 интегратора. The digital integrator (Fig. 2) contains the first to eighth adders 1-8 (the number of which n = 8 is the bit capacity of the integer part of the number), as well as the ninth to sixteenth adders 9-16 (the number of which is also n) and the seventeenth adder 17 ( in the general case, the ordinal number of this adder is 2n + 1). In addition, the digital integrator contains the first, second and third elements OR 18, 19 and 20 and the element NOT 21. The integrator common bus 22 is connected to the transfer input of the first adder 1, and the transfer outputs of the first to seventh adders 1-7 are connected to the inputs transfer, respectively, of the second to eighth adders 2-8. The transfer outputs of the ninth to fifteenth adders 9-15 are connected to the transfer inputs, respectively, of the tenth to sixteenth adders 10-16. The transfer output of the eighth adder 8 is connected to the first input of the first OR-NOT 18 element and to the transfer input of the seventeenth adder 17, the transfer output of which is connected to the first input of the second OR-NOT 19. The output of the second OR-NOT 19. The output of the second OR- NOT 19 is connected to the first input of the third element OR-NOT 20, the second input of which is connected to the output of the first element OR-NOT 18, and the output to the transfer input of the ninth adder 9. The first information inputs of the ninth to sixteenth adders 9-16 are connected to information inputs with Responsibly the first to eighth adders 1-8. The information inputs of the tenth to sixteenth adders 10-16 are connected to the information input 23 of the integrator. The outputs 24 of the first to eighth bits of the integrator are connected to the second information outputs, respectively, of the ninth to sixteenth adders 9-16. An integrator account mode selection input 25 is connected to the second input of the second OR-NOT 19 element and through the element 21 to the second input of the first OR-NOT 18. The information inputs of the ninth and seventeenth adders 9 and 17 are connected to the integrator power input 26. The reset input 27 of the integrator is connected to the reset inputs of the first to seventeenth adders 1-17, in which the direct synchronization inputs are connected to the first clock input 28 of the integrator and the inverse synchronization inputs are connected to the second clock input 29 of the integrator.

Сумматор цифрового интегратора (фиг.2) содержит элементы 2И-ИЛИ-НЕ 30 и 31, триггер 32, элемент И-НЕ 33 и сумматор 34 по модулю два. Первый вход элемента 2И-ИЛИ-НЕ 30 совпадает с входом переноса сумматора, соединенным с первым входом элемента И-НЕ 33. Выход элемента И-НЕ 33 подключен к второму и третьему входам элемента 2И-ИЛИ-НЕ 30 и к первому входу элемента 2И-ИЛИ-НЕ 31. Выход элемента 2И-ИЛИ-НЕ 31 совпадает с выходом переноса сумматора, а выход элемента 2И-ИЛИ-НЕ 30 подключен к информационному входу триггера 32, инверсный выход которого совпадает с первым информационным выходом сумматора. Прямой и инверсный входы синхронизации и вход установки нуля триггера 32 совпадают соответственно с прямым и инверсным входами синхронизации и с входом сброса сумматора. Выход сумматора 34 по модулю два подключен к второму входу элемента И-НЕ 33, к четвертому входу элемента 2И-ИЛИ-НЕ 30 и к второму входу элемента 2И-ИЛИ-НЕ 31, третий вход которого совпадает с информационным входом сумматора, соединенным с первым входом сумматора 34 по модулю два. Второй вход сумматора 34 по модулю два подсоединен к прямому выходу триггера 32, совпадающему с вторым информационным выходом сумматора и подключенному к четвертому входу элемента 2И-ИЛИ-НЕ 31. The adder of the digital integrator (figure 2) contains the elements 2I-OR-NOT 30 and 31, the trigger 32, the element AND 33, and the adder 34 modulo two. The first input of the AND-OR-NOT 30 element coincides with the adder transfer input connected to the first input of the AND-NOT element 33. The output of the AND-NOT element 33 is connected to the second and third inputs of the element 2AND-NOT-30 and to the first input of the element 2I -OR-NOT 31. The output of the element AND-OR-NOT 31 matches the transfer output of the adder, and the output of the element 2-OR-NOT 30 is connected to the information input of the trigger 32, the inverse output of which coincides with the first information output of the adder. The direct and inverse synchronization inputs and the zero-setting input of the trigger 32 coincide with the direct and inverse synchronization inputs and the reset input of the adder, respectively. The output of the adder 34 modulo two is connected to the second input of the AND-NOT 33 element, to the fourth input of the 2AND-NOT-30 element and to the second input of the 2AND-NOT-31 element, the third input of which coincides with the information input of the adder connected to the first the input of the adder 34 modulo two. The second input of the adder 34 modulo two is connected to the direct output of the trigger 32, coinciding with the second information output of the adder and connected to the fourth input of the element 2 AND-OR-NOT 31.

Работает цифровой интегратор следующим образом. The digital integrator works as follows.

При подаче уровня логической "1" на вход 27 сброса интегратора первый-семнадцатый сумматоры 1-17 устанавливаются в состояние, при котором на выходах переноса имеется уровень логического "0", на первых информационных входах - уровень логической "1", а на вторых информационных выходах - уровень логического "0". Для упрощения описания работа цифрового интегратора рассматривается при наличии уровня логического "0" на входе 27 сброса интегратора. При этом тактовый сигнал на втором тактовом входе 29 интегратора является инверсным относительно тактового сигнала на первом тактовом входе 28 интегратора. When a logic level “1” is applied to the integrator reset input 27, the first to seventeenth adders 1-17 are set to a state in which there is a logic level “0” at the transfer outputs, a logic level “1” at the first information inputs, and logic information “1” at the second outputs - logical level "0". To simplify the description, the operation of the digital integrator is considered in the presence of a logic level of "0" at the input 27 of the reset integrator. Moreover, the clock signal at the second clock input 29 of the integrator is inverse relative to the clock signal at the first clock input 28 of the integrator.

При подаче уровня логического "0" на информационный вход 23 интегратора на выходе переноса десятого сумматора 10 устанавливается уровень логической "1", а под действием положительного перепада уровня сигнала на первом тактовом входе 28 интегратора на первом информационном выходе десятого сумматора 10 устанавливается уровень логического "0" (на втором информационном входе устанавливается уровень логической "1"). На выходах переноса одиннадцатого-шестнадцатого сумматоров 11-16 остается уровень логического "0", а на их первых информационных выходах - уровень логической "1". When a logic level “0” is applied to the integrator information input 23 at the transfer output of the tenth adder 10, the logic level is “1”, and under the influence of a positive signal level difference at the first clock input 28 of the integrator, the logic level “0” is set at the first information output of the tenth adder 10 "(at the second information input, the logical level is set to" 1 "). At the outputs of the transfer of the eleventh to sixteenth adders 11-16 remains the level of the logical "0", and at their first information outputs - the level of the logical "1".

Выходные уровни на выходах 24 первого-восьмого разрядов интегратора образуют восьмиразрядное двоичное число, младший разряд которого определяется состоянием второго информационного выхода девятого сумматора 9, а старший разряд - состоянием второго информационного выхода шестнадцатого сумматора 16. После действия уровня логического "0" на информационном входе 23 интегратора в течение первого тактового импульса на выходах 24 первого-восьмого разрядов интегратора устанавливается двоичное число. The output levels at the outputs 24 of the first to eighth bits of the integrator form an eight-bit binary number, the least significant bit of which is determined by the state of the second information output of the ninth adder 9, and the highest bit by the state of the second information output of the sixteenth adder 16. After the logic level “0” acts on the information input 23 integrator during the first clock pulse at the outputs 24 of the first to eighth bits of the integrator sets the binary number.

Вторые информационные выходы первого-семнадцатого сумматоров 1-17 образуют двоичное число, разрядность которого равна семнадцати при наличии уровни логического "0" на входе 25 выбора режима счета интегратора и шестнадцати при наличии на нем уровня логической "1". Двоичное число можно рассматривать как состоящее из восьмиразрядной части и девяти- или восьмиразрядной дробной части. The second information outputs of the first to seventeenth adders 1-17 form a binary number, the bit capacity of which is seventeen if there are logical levels of "0" at the input 25 of the integrator account mode selection and sixteen if there is a logical "1" level on it. The binary number can be considered as consisting of an eight-bit part and a nine- or eight-bit fractional part.

С каждым новым поступлением уровня логического "0" по информационному входу 23 интегратора в моменты положительного перепада сигнала на первом тактовом входе 28 интегратора его содержимое увеличивается на два. При поступлении уровня логической "1" по информационному входу 23 интегратора в моменты положительного перепада сигнала на первом тактовом входе 28 интегратора его содержимое не увеличивается. With each new arrival of the logic level “0” at the information input 23 of the integrator at the moments of a positive signal drop at the first clock input 28 of the integrator, its content is increased by two. Upon receipt of the level of logical "1" at the information input 23 of the integrator at the moments of a positive signal drop at the first clock input 28 of the integrator, its content does not increase.

В результате соединений первых информационных выходов девятого-шестнадцатого сумматоров 9-16 (сумматоров старшей группы) с информационными входами первого-восьмого сумматоров (сумматоров младшей группы) происходит вычитание из содержимого цифрового интегратора его старшей части, сдвинутой на восемь или девять разрядов при уровне сигнала логической "1" или логического "0" соответственно на входе 25 выбора режима счета интегратора. As a result of the connection of the first information outputs of the ninth to sixteenth adders 9-16 (adders of the senior group) with the information inputs of the first to eighth adders (adders of the younger group), the senior part is shifted from the contents of the digital integrator, shifted by eight or nine bits at a logic signal level "1" or logical "0", respectively, at the input 25 of the integrator account mode selection.

Таким образом, увеличение содержимого цифрового интегратора происходит под воздействием поступающего извне по информационному входу 23 уровня логического "0", а его уменьшение - за счет внутренних связей. Изменение содержимого цифрового интегратора происходит в моменты положительных перепадов сигнала на первом тактовом входе 28 интегратора, а сброс содержимого в ноль происходит асинхронно под действием уровня логической "1" на входе 27 сброса интегратора. Thus, the increase in the contents of the digital integrator occurs under the influence of a logical “0” level coming from the information input 23 from the outside, and its decrease is due to internal connections. The content of the digital integrator changes at the moment of positive changes in the signal at the first clock input 28 of the integrator, and the content is reset to zero asynchronously under the action of the logic level “1” at the input 27 of the integrator reset.

Claims (1)

ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРАТОР, содержащий n+1 сумматоров (n - разрядность целой части числа) и элемент НЕ, отличающийся тем, что в него введены три элемента ИЛИ-НЕ и n сумматоров, общая шина интегратора соединена с входом переноса первого сумматора, выход переноса i-го сумматора (i=1,...,n-1) соединен с входом переноса (i+1)-го сумматора, выход переноса (n+i)-го сумматора - с входом переноса (n+i+1)-го сумматора, выход переноса n-го сумматора - с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и входом переноса (2n+1)-го сумматора, выход переноса которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, а выход - с входом переноса (n+1)-го сумматора, первый информационный выход (n+j)-го сумматора соединен с информационным входом j-го сумматора (j=1, ... , n), информационные входы сумматоров с (n+2)-го по 2n-й соединены с информационным входом интегратора, выход j-го разряда которого соединен с вторым информационным выходом (n+j)-го сумматора, вход выбора режима счета интегратора соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и через элемент НЕ с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, информационные входы (n+1)-го и (2n+1)-го сумматоров соединены с входом питания интегратора, вход сброса которого соединен с входами сброса всех 2n+1 сумматоров, прямой и инверсный входы синхронизации которых соединены соответственно с первым и вторым тактовыми входами интегратора. A DIGITAL INTEGRATOR containing n + 1 adders (n is the bit depth of the integer part of the number) and an element NOT, characterized in that three elements OR-NOT and n adders are inserted into it, a common integrator bus is connected to the transfer input of the first adder, the transfer output is i- the adder (i = 1, ..., n-1) is connected to the transfer input of the (i + 1) adder, the transfer output of the (n + i) adder to the transfer input (n + i + 1) is adder, the transfer output of the nth adder is with the first input of the first OR-NOT element and the transfer input of the (2n + 1) adder, the transfer output of which is connected to the first input of the second of the OR-NOT element, the output of which is connected to the first input of the third OR-NOT element, the second input of which is connected to the output of the first OR-NOT element, and the output - with the transfer input of the (n + 1) adder, the first information output (n + j) -th adder is connected to the information input of the j-th adder (j = 1, ..., n), information inputs of adders from (n + 2) -th to 2n-th are connected to the information input of the integrator, output j- the first discharge of which is connected to the second information output of the (n + j) adder, the input of the integrator account mode selection is connected to the second input of the second of the OR-NOT element and through the NOT element with the second input of the first OR-NOT element, the information inputs of the (n + 1) -th and (2n + 1) -th adders are connected to the integrator power input, the reset input of which is connected to the reset inputs of all 2n + 1 adders, the direct and inverse synchronization inputs of which are connected respectively to the first and second clock inputs of the integrator.
SU5043408 1992-05-26 1992-05-26 Digital integrator RU2029357C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5043408 RU2029357C1 (en) 1992-05-26 1992-05-26 Digital integrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5043408 RU2029357C1 (en) 1992-05-26 1992-05-26 Digital integrator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2029357C1 true RU2029357C1 (en) 1995-02-20

Family

ID=21604848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5043408 RU2029357C1 (en) 1992-05-26 1992-05-26 Digital integrator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2029357C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181022U1 (en) * 2018-04-12 2018-07-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" MULTI-INPUT DIGITAL PULSE FLOW SUMMER

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1365081, кл. G 06F 7/64, 1985. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1156069, кл. G 06F 7/64, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181022U1 (en) * 2018-04-12 2018-07-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" MULTI-INPUT DIGITAL PULSE FLOW SUMMER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4367420A (en) Dynamic logic circuits operating in a differential mode for array processing
EP0427464B1 (en) Asychronous leading zero counter employing iterative cellular array
JP3247609B2 (en) High-speed synchronous counter circuit
RU2029357C1 (en) Digital integrator
Tan et al. Self-timed precharge latch
RU2029355C1 (en) Device for determining code combinations
SU1043639A1 (en) One-bit binary subtractor
SU1113799A1 (en) Device for extracting square root
JPS61260316A (en) Monolithic integrated digital circuit
SU1679483A1 (en) Multi-port adder
SU1061264A1 (en) Counter
SU1280615A1 (en) Versions of device for squaring binary numbers
SU1238056A1 (en) Device for comparing n-bit binary numbers
SU782166A1 (en) Binary n-digit pulse counter
SU1290304A1 (en) Multiplying device
SU1631509A1 (en) Multicycle recirculating time-to-number converter
US4859985A (en) Reconfigurable parameter filter having filter sections selectively operating independently on respective low precision binary numbers or together on a higher precision binary number
SU1272500A1 (en) Counting device with check
SU920710A1 (en) Serial adder
RU2090925C1 (en) Adder unit
SU1162040A1 (en) Digital accumalator
SU1072040A1 (en) Device for dividing binary numbers by coefficient
SU1043636A1 (en) Device for number rounding
SU1569977A1 (en) Multifunctional counter
SU1126946A1 (en) Translator from binary-codeded k-ary code to binary code