SU1111157A1 - Устройство дл возведени чисел в @ -ю степень - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЧИСЕЛ В N-Ю СТЕПЕНЬ, содержащее генератор импульсов, первый триггер, первый элемент И, управл емый делитель частоты, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, счетчик показател  степени, 1етвертьм элемент И, входы которого соединены соответственно с инверсными выходами счетчика показател  степени, выход четвертого элемента И соединен с входом сброса первого триггера и  вл етс  выходом конца вычислений устройства, вход установки первого триггера соединен с входом пуска устройства, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, счетный вход управл емого делител  частоты соединен с выходом первого элемента И, информационные входы счетчика показател  степени соединены с входами показател  степени устройства, отличающе е с Я тем, что, с целью повыше- К31Я быстродействи , в него введены два регистра, группа элементов ИЛИ, группа элементов И, накапливающий сумматор, второй триггер, первый вход которого соединен с вычитающим входом счетчика показател  степени.и выходом управл емого делител  частоты, входы управлени  которого соединены с соответствующими выходами первого регистра, разр дные входы которого соединены с соответствующими разр дными входами устройства и первыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, вькоды которых соединены с/первыми входами соответствующих М элементов И группы (М - разр дность входного числа), первые входы остальных L-M элементов И -группы соединены Q с соответствующими разр дными выхода- ми второго регистра (I- разр дность сл результата), остальные М выходок которого соединены с вторьми входами элементов ИЛИ группы, вторые входы элементов И группы соединены с выходом элемента ИЛИ и вхрдом передачи числа накапливающего сумматора, раз р дные входы которого соединены соответственно с выходами элементов И группы, тактовый вход второго регист-, ра соединен с выходом третьего элеСл мента И и вторым входом второго триг ч| гера, пр мой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсньм выходом второго триггера, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом пуска устройст- ва и тактовым входом первого регистра, разр дные выходы накапливающего сумма-

Description

тора  вл ютс  выходами результата устройства и соединены с соответствующими разр дными входами второго регистра.

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах.

Известно устройство дл  возведени  чисел в N -ю степень, содержащее три управл емых делител  частоты, регистр исходного числа, счетчик результата , триггер, элемент И 1.

Недостатком данного устройства  вл етс  его низкое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  возведени  чисел в Ы-ю степень , содержащее генератор импульсов, элемент И, один вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетчик результата, N управл емых делителей частоты, импульсный вход первого из которых соединен с суммирующим входом счетчика результата и с выходом элемента И, счетчик числа, выходы которого подключены к управл ющим входам управл емых делителей частоты, которые соединены между собой последовательно, группу из/К-1 элементов И, на первый вход каждого из которых подключен выход соответствующего управл емого делител  частоты, за исключением последнего, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И группы и с выхододм последнего управл емого делител  частоты, триггер, на $-вход . которого подключена управл юща  входна  шина, а наR-вход - выход элемента ИЖ, второй вход элемента И соединен с единичным выходом триггера , нулевой выход которого подключен к входам сброса управл емых делителей частоты, счетчик показател , на входы которого подключены шина последовательной подачи кеда, шины параллельной подачи кода и шина сброса. показател , дешифратор, выходы которого соединены с входами счетчика показател , выходы дешифратора соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, на входы счетчика числа подключены шина последовательной подачи кода, шины паг раллельной подачи кода и шина сброса 5 котора  соединена с входом сброса счетчика .результата, выходы которого подключены к выходным шинам t2l,

Недостатком этого устройства также  вл етс  низкое быстродействие, так

to как дл  возведени  в ы-ю степень числа А необходимо врем  -t, .

Цель изобретени  - повьш1ение быстродействи  устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем,

15 что в устройство дл  возведени  числа в N1-ю степень, содержащее генератор импульсов, первый триггер, первый элемент И, управл емый делитель частоты , второй и третий элементы И, эле20 мент ИЛИ, счетчик показател  степени, четвертый элемент И, входы которого соединены соответственно с инверсными выходами счетчика показател  степени , выход четвертого элемента И со-

25 единен с входом сброса первого триггера и  вл етс  выходом конца вычислений устройства, вход установки первого триггера соединен с входом пус ,ка устройства, выход генератора им30 пульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера , счетный- вход управл емого делител  частоты соединен с выходом

эс первого -элемента И,. информационные входы счетчика показател  степени соединены с входами показател  степени устройства, введены два регистра, группа элементов ИЛИ, группа элемен4Q тов И, накапливающий сумматор, второй :триггер, первый вход которого соединен с вычитающим входом счетчика по . казател  степени и выходом управл е -мого делител  частоты, входы управле45 ни  которого соединены с соответствующими выходами первого регистра, разр дные входы которого соединены с соответствующими разр дными входами 3 устройства ипервыми- входами соответ ствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с первыми входа ми соответствующих М элементов И группы (М - разр дность входного чис ла), первые входы остальных L-M элементов И группы соединены с соответствующими разр дными выходами второг регистра (L- разр дность результата ), остальные М выходов которого соединены с вторыми входами элементов ИЛИ группы, вторые входы элемент тов И группы соединены с выходом эле мента ЮШ и входом передачи числа на капливающего сумматора, разр дные входы которого соединены соответственно с выходами элементов И группы тактовый вход второго регистра соединен с выходом третьего элемента И и вторым входом.второго триггера, пр мой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом второго элемента И, второй вход кото рого соединен с инверсным выходом второго триггера, выход элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом пуска устройства и тактовым входом первого регистра, разр дные выходы накапливающего сумматора  вл ютс  выходами результата устройств и соединены с соответствующими разр дными входами второго регистра. На чертеже приведена блок-схема .устройства. Устройство дл  возведени  чисел в степень .содержит генератор импульсов 1, первый триггер 2, элемент ИЗ, первый регистр 4, управл емый делитель частоты 5, элемент И 6, второй триггер 7, элемент И 8, элемецт ИЛИ 9, второй регистр 10, групп элементов ИЛИ 11, группу элементов И .12, накапливающий сумматор 13, сче чик показател  степени 14, элемент И 15, вход пуска 16, вход числа 17, вход показател  степени 18, выход конца вычислений 19, выход результата 20, Устройс1во реализует следующий алгоритм последовательного вычислени  степеней числа А: БЛ Д+АН-А-Ь...+А А-А А ; 574 . В .A+A+A jf. ..H-AJ А2 А А-1 V.ll± l ;itlJLi A А В исходном состо нии триггер 2, УДЧ 5 и счетчик 14 наход тс  в нулевом положении, а триггер 7 - в единичном (цепи установки устройства s исходное состо ние на чертеже не показаны ), элементы И 3 и И 8 закрыты, элемент И 6 подготовлен к пропуску импульсов, на шине 19 имеетс  сигнал. Перед началом работы в счетчик 14 по входам 18 заноситс  уменьшенный на единицу код показател  степени (т.е. код числа N-1), исчезает сигнал на выходе 19, свидетельству  о вкпю биии устройства в работу. На входы 17 подаетс  код числа А, а на вход 16 - импульс запуска, который синхронизирован с импульсами генератора 1 и равен им по длительности . Импульс запуска, поступа  непосредственно на тактовый вход записи информации в параллельном виде регистра 4 и через элемент ИЛИ 9 на тактовый вход записи информации сумматора 13, заносит в регистр 4 и с.умматор 13 число А (которое на входы занесени  информации сумматора 13 поступает через элементы ИЛИ 11 и И 12, а на входы занесени  информации регистра 4 непосредственно с входа 17). Кроме того, импульс запуска по своему заднему фронту устанавлива.ет в единичное положение триггер 2. После окончани  импульса запуска код числа А снимаетс  с входов 17. Единичный сигнал с выхода генератора 1 подготавливает элемент И 3 к пропуску импульсов с выхода генератора 1. Все импульсы с выхода элемента И 3 поступают на вход УДЧ 5, коэффициент делени  которого равен А, и на входы элементов И 6 и И 8. Первый импульс с выхода элемента И 3 проходит только через элемент И 6 на вход триггера 7и на тактовый вход записи информации в параллельном виде регистра 10, а так как к его входам занесени  информации подключены выходы сумматора 13, то в регистр 10 записываетс  число А. В момент окончани  первого импульса с выхода элемента И 3, т.е. по его заднему фронту, триггер 7 устанавливаетс  в нулевое положение. 51 закрыва  элемент И 6 и открыва  элемент И 8. Таким образом, второй и последующей импульсы с выхода элемента И 3 проход т только через элемент И 8. Каждый импульс с выхода элемента И 8 через элемент ИЛИ 9 поступает на тактовый вход записи информации сумматора 13 и открывает элементы И 12, при этом в сумматор t3 заноситс  содержимое регистра 10, т.е. в данном цикле число А. После поступлени  А-го импульса с выхода элемента И 3.на вход УДЧ 5 и элемента И 8 (на элементы И 12 и на тактовый вход записи информации сумматора ТЗ поступит А-1 импульс) по вл етс  импульс на выходе УДЧ 5, который про ходит на 3-вход триггера 7 и по свое му заднему фронту устанавливает триг гер 7 в единичное положение, а из содержимого счетчика 14 отнимает 1. Оканчивает один цикл возведени  числа А, в сумматоре 13 находитс  число В А+А+А+...+А А-А А% а в счетчике 14м -2. Далее аналогично отрабатываютс  еще KJ -2 циклов возведени  числа А, каждый из которых состоит из переписи содержимого сумматора 13 в регист 10 - осуществл етс  первым импульсом данного цикла, а от момента включени  устройства это 1-й (А+1)-й, 76 ( 2 А+1)-й,..., t( -2)А-|-1 -й импульсы и прибавлени  А-1 раз к содержимому сумматора 13 содержимого регистра 10 (которое теперь равно содержимому сумматора 13), т.е. в течение одного цикла вычисл етс  число ...-f. Vl . А АА А. В момент, когда после очередного импульса с выхода УДЧ 5 в счетчике 14 окажетс  число О, срабатывает элемент И 15 и сигналом со своего выхода устанавливаетс  в нулевое положение триггер 2 (это происходит во врем  паузы импульсов генератора 1). На выходе 19 по вл етс  сигнал, свидетельствзтощий об окончании воздействи  числа А вм-ю степень. Устройство возврапщетс  в исходное состо ние (триггер 2, УДЧ 5и счетчик 14 устанавливаютс  в нулевое положение , триггер 7 - в единичное) и готово к возведению следующего числа. Длительность возведени  числа А вМ-ю степень-1 (H-I). Устройство обеспечивает увеличение быстродействи  в А.Т А ШиТт н-Т

/Г

0-N

с т

Д

13 -о

t:

с г

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЧИСЕЛ В Ы-Ю СТЕПЕНЬ, содержащее ' генератор импульсов, первый триггер, первый элемент И, управляемый делитель частоты, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, счетчик показателя степени, Четвертый элемент И, входы которого соединены соответственно с инверсными выходами счетчика показателя степени, выход четвертого элемента И соединен с входом сброса первого триггера и является выходом конца вычислений устройства, вход установки первого триггера соединен с входом пуска устройства, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, счетный вход управляемого делителя частоты соединен с выходом первого элемента И, информационные входы счетчика показателя степени соединены с входами показателя степени устройства, отличающ’е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два регистра, группа элементов ИЛИ, группа элементов И, накапливающий сумматор, второй триггер, первый вход которого соединен с вычитающим входом счетчика показателя степени.и выходом управляемого делителя частоты, входы управления которого соединены с соответствующими выходами первого регистра, разрядные входы которого соединены с соответствующими' разрядными входами устройства и первыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих М элементов И группы (И - разрядность входного числа), первые входы остальных L-M элементов И группы соединены _е с соответствующими разрядными выхода- ® ми второго регистра (I- разрядность результата), остальные М выходов которого соединены с вторыми входами элементов ИЛИ группы, вторые входы 'элементов И группы соединены с выходом элемента ИЛИ и вхрдом передачи числа накапливающего сумматора, раз=рядные входы которого соединены соответственно с выходами элементов И группы, тактовый вход второго регист-. ра соединен с выходом третьего элемента И и вторым входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом пуска устройст- ва и тактовым входом первого регистра, разрядные выходы накапливающего суммаSU „„НИ 157 тора являются выходами результата вующими разрядными входами второго устройства и соединены с соответст- регистра.