SU1233146A1 - Устройство дл возведени в степень - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и позвол ет сократить,врем  преобразовани  кода. Устройство содержит четыре триггера, три реверсивных счетчика, п ть элементов И, элемент 2И-Ш1И и элемент ИЛИ. На вход устройства подаютс  импульсы периода Т И Т,, соотношение которых Т,/TO задает коэффициент k преобразовани  исходного кода N,записываемого в второй и третий реверсивные , счетчики до начала преобразовани . В первом реверсивном счетчике фиксируетс  число импульсов N N х X К , где п - показатель степени, соответствующий п-му срабатыванию первого триггера. 3 ил. с (Л ГС со со 4;. О5

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении измерительно- вычислительной аппаратуры.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  возведени  числа в любую целочисленную ст пень,

На фиг.1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - состо ни  счетчиков в зависимости от времени и соответствующие временные диаграммы дл  соотношений периодов входных -последовательностей Tjj Т, ,-1 . 2Т, соответственно (Т и Т, - периоды импульсов опорной, и входной импульсных последовательностей соответственно).

Устройство (фиг.) содержит третий I и четвертый 2 элементы И, элемент 2И-ИЛИ 3, п тый элемент И 4, второй 5 и третий 6 реверсивные счетчики , второй триггер 7, элемент ИЛИ первый 9, четвертьм 10 и третий 1 триггеры, первый 12 и второй 13 элементы . И и первьш реверсивный счетчик 4.

Устгройство работает следуюиц м об- разом.

Перед началом преобразованной во второй 5 и третий 6 реверсивные счетчики импульсов заноситс  код числа NO, определ ющего разр дность преобразовани .

В исходном положении все триггеры наход тс  в нулевом состо нии.

Единичный потенциал с инверсного выхода второго триггера 7 открывает третий элемент И 1 и входные импульсы , с периодом следовани  Т, поступа- .ют на вычитающий вход вычитани  второго реверсивного счетчика 5, Единичный потенциал с инверсного выхода третьего триггера 11 открывает по второму входу элемент 2И-ИЛИ 3 и опо Ные импульсы с периодом следовани  Тд поступают на вьиитающий вход вычитани  третьего реверсивного счетчика 6. Единичный потенциал с инверсного выхода первого триггера 9 открывает элемент И 13 и опорные импульсы поступают на вход суммировани  первого реверсивного счетчика 4,

Рассмотрим возведение в степень, когда ,2То (фиг,2).

При таком соотношении периодов Т, и Т„ первым переполн етс  третий реверсивный счетчик 6, В момент о6

5

0

5

0

5

нулени  третьего счетчика 6 импульс переноса с его выхода поступает на вход сброса второго триггера 7., на вход установки четвертого триггера 10 и через элемент ИЛИ 8 на вход установки третьего триггера 11, при этом подтверждаетс  исходное состо ние второго триггера 7, а четвертый 10 и: третий 1 триггеры мен ют состо ние на единичное.

В результате третий триггер 11 закрывает элемент 2И-ИЛИ 3 дл  опорных импульсов TO , поступающих на вход вычитани  третьего счетчика 6, и открывает элемент И 4 дл  прохождени  опорных импульсов на вход суммировани  третьего счетчика 6. Нулевой потенциал с выхода четвертого триггера 10 поступает На вход сброса первого триггера 9 и подтверждает его нулевое состо ние, таким образом опор- импульсы продолжают поступать через второй элемент И 13 на суммирующий вход суммировани  первого счетчика 14, а поступление опорных импульсов на вход суммировани  третьего счетчика 6 и входных импульсов на вход вычитани  второго счетчика 5 продолжаетс  до обнулени  второго счетчика 5.

Следовательно, в первом такте работы устройства из N импульсов с периодом следовани  Т, формируетс  временной интервал ,, который одновременно квантуетс  опорными импульсами с периодом следовани  , в результате чего формируетс  число- импульсный код, которьм фиксируетс  в первом счетчике 4 импульсов

N,

NO Т,/т

N,-K, ,

()

где К - о

S Длительность но определить

коэффициент преобразовани  кода

первого

N.

о

такта

можNO Т,

N,T

(2)

причем

N,

NO + Np

(3)

число импульсов, вход сумь1ировани 

поступив- третьего

где NP ших на

счетчика 6 от момента его первого обнулени , до момента первого обнулени  второго счетчика 5, которое остаетс  записанным на третьем счетчике 6 к началу второго такта.

3

В момент обнулени  второго счетчика 5, т.е. в момент окончани  первого такта, импульс переноса с его выхда поступает через элемент ИЛИ 8 на входы установки третьего 1I, первого 9 и второго 7(триггеров, при этом состо ние третьего триггера II остаетс  неизменным, состо ние первого триггера 9 также остаетс  неизменным так как последний заблокирован по входу сброса четвертым триггером 10, а второй триггер 7 переходит в единичное состо ние, в результате чего он закрьшает третий элемент И I дли прохождени  входных импульсов на вход вычитани  второго счетчика 5 и п тый элемент И 4 дл  прохождени  опорных импульсов на вход суммировани  третьего счетчика 6 и открывает четвертый элемент И 2 дл  прохождени  опорных импульсов на вход, суммировани  второго счетчика 5 и элемент 2И-ИЛИ 3 дл  прохождени  входных импульсов на вход вычитани  третьего счетчика 6.

Первый триггер 9 держит открытым по первому входу второй элемент И 3 дл  прохождени  опорных импульсов на вход суммировани  первого счетчика 14. Поступление соответствующих импульсов на второй 5 и третий 6 счет- чики происходит до обнулени  третьего счетчика 6,

Таким образом, за два такта формируетс  временной интервал ( ,, который квантуетс -импульсами опорной частоты, число которых фиксируетс  в первом счетчике 14 и к концу второго такта равно

N Nt T /T N,K

причем интервал с получаетс  под суммированием к (Г, интервала N„7, :

г N,,T, ( Np)T г-н NpT, . (5)

По окончании второго такта импульс переноса с выхода третьего счетчика 6 поступает через элемент ИЛИ 8 на вход установки триггеров 10 и М, на вход сброса триггера 7, при этом триггеры 11 и 10 остаютс  в прежнем единичном состо нии, а триггер 7 переходит в нулевое состо ние.

В результате триггер 7 закрывает элемент И 2 дл  поступлени  на вход суммировани  второго счетчика 5 опорных импульсов и элемент 2И-ИЛИ 3 дл  поступлени  на вход вычитани  третье

146

го счетчика 6 входных импульсов, а отк - рывает элемент Ti 1 дл  прохождени  входных импульсов на вход вычитани  второго счетчика 5 и элемент И 4 дл  прохождени  опорных импульсов на вход суммировани  третьего счетчика 6. Триггер 9 остаетс  в нулевом положении , т.е. элемент И 13 открыт дл  поступлени  опорных импульсов на вход суммировани  первого счетчика 4.Поступление соответствующих импульсов на второй 5 и третий .6 счетчики продолжаетс  до конца третьего такта, т.е. до обнулени  второго счетчика 5 импульсов.

На выходе устройства, т.е. в первом счетчике 14 импульсов, за три такта фиксируетс  количество импульсов , пропорциональное третьей степени коэффициента К :

N3 N,T,/T N;(-b-)

(6)

Врем  формировани  кода N,-T, (N,+ )T, г, -f- N-T, t Np T, t +

P

25 Q

40

45

где Np N,- N4 - число импульсов, поступившее на вход суммировани  второго счетчика 5 после первого его обнулени  до второго обнулени  третьего счетчика 6 и зафиксированное в нем к началу третьего такта.

Аналогично продолжаетс  возведение в более высокие степени.

Рассмотрим возведение в степень, когда Т, Тд 2Т (фиг. З).

Исходное состо ние устройства аналогично рассмотренному дл  первого случа . При таком соотношении периодов Т и Tjj первым переполн етс  счетчик 5. Следовательно, в первом такте работы устройства из N импульсов с периодом Т, формируетс  временной интервал &, , , который одновременно квантуетс  опорными импульсами с периодом следовани  Т, поступающим на вход суммировани  счетчика 14, в результате чего формируетс  число-импульсный код

N, КД /Т„ NK,

(8)

где N, - число импульсов, вычтенных из счетчика 6 за врем  , и од

новременно поступивших через элемент И 13 на вход суммировани  счетчика 14.

Длительность , первого такта можно представить как

1 «оТ,

(NO-NP,)T,

«,т„,

(9)

где NP - число импульсов, оставшее- с  записанным на счетчике 6 в момент первого обнулени  счетчика 5.

В момент обнулени  счетчика 5 импульс переноса с его выхода поступает на входы установки триггеров 7 и 9 и через элемент ИЛИ 8 на вход установки триггера I}. При этом триггеры 7, 9 и 11 мен ют свое состо ние на единичное.

В результате триггер 7 закрывает элемент И 1 дл  входных импульсов, поступа1рпщх на вход вычитани  счетчика 5,триггер 9 закрывает элемент И 13 дл   опорных импульсов J посту- пающих на вход суммировани  счетчи- ка 14, триггер 11 закрывает элемент 2И-ИЛЙ 3 дл  опорных импульсов,поступающих на вход вычитани  счетчика 6, и триггер 7 открывает элемент И 2 дл  поступлени  опорных импульсов на вход суммировани  счетчика 5 и элемент 2И-ИЛИ 3 дл  поступлени  входных импульсов на вычитающий вход вычитани  счетчика 6, а триггер 9 открывает элемент И 12 дл  поступлени  опор

ных импульсов на вход вычитани  счетчика 14. Во втором также поступление соответствующих импульсов на счетчики 5 и 6 продолжаетс  до первого обнулени  счетчика 6,,

Таким образом, во втором такте фор мируётс  интервал N- Т , который одновременно квантуетс  импульсами опорной частоты в счетчиках 5 и 14.

При этом за два такта формируетс  :временной интервал

1 -D, + Np, Т,

(10)

и к концу второго такта в счетчике 5 насчитано и зафиксировано число импульсов Np. Np,T,/T, . (11)

а в счетчике 14 фиксируетс  число импульсов

«а N,-Np,-|i

N,-Np,

,-i-;/

N«r

(12)

По окончании второго такта импульс переноса счетчика 6 поступает через элемент Ш1И 8 на входы установки триггеров 11 и 10 и на вход сброса триггера 7, При этом триггер 11 остаетс  в прежнем единичном состо нии, триггер 10 остаетс  в прежнем нулевом состо нии, триггер 7 переходит в нулевое состо ние.

В результате триггер 7 закрывает элемент И 2 дл  поступлени  опорных импульсов на вход суммировани  счетчика 5 и элемент 2И-ИШ1 3 дл  поступлени  входных импульсов на вход вычитани  счетчика 6, а открьшает элемент И 1 дл  прохождени  входных импульсов на вход вычитани  счетчика 5 и элемент И 4 дл  прохождени  опорных импульсов на вход суммировани  счетчика 6. Триггер 9 остаетс  в единичном положении, т.е. элемент И 12 открыт дл  поступлени  опорных импульсов на вход вычитани  счетчика 14.

Таким образом, в третьем такте формируетс  интервал Np Т , который одновременно квантуетс  импульсами опорной частоты в счетчиках 6 и 14, При этом за три такта формируетс  временной интервал

, ,. ,. NpJ, г. Npj, (13)

и к концу третьего такта в счетчике 6 насчитано и зафиксировано число импульсов

, Np T,/l,,

(14)

а в счетчике 14 фиксируетс  число импуль сов

W ; /т - м -К -i-- -м -- N, ,,/Т,- N, Кр, Np

N,-. NK

(15)

Аналогично продолжаетс  возведение в более вьЕСокие степени.

В обоих случа х как при ,:2Т , так и Т i tj.j . 2T.J показатель степени фик сируетс  по количеству срабатываний второго триггера 7. С момента начала преобразований до момента срабатывани  первого триггера 7 (в зависимости от заданной степени П ) число импульсов в первом счетчике 14 пропордионально Т или Т, .

В предлагаемом устройстве формирование интервалов Т, , , э ,. . . , С„

происходит пара-плельно (см.выражени  5,7,9,10), т.е. каждый последующий интервал получаетс  доформирова- нием к предыдущему интервалу с ,что позвол ет сократить врем  преобразований .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  возведени  в степень , содержащее первый реверсивный счетчик, два триггера и четыре элемента И, пр мой выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к входам вычитани  и суммировани  первого реверсивного счетчика, инверсный выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональньгх возможностей устройства за счет реализации возведени  в произвольную степень, в него введены второй и третий реверсивные счетчики, третий и четвертый триггеры, п тый элемент И, элемент 2И-ИЛИ, элемент ИЛИ, вход опорной импульсной последовательности устройст- ва соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и первыми входами четвертого и п того элементов И и элемента 2И-ИЛИ,.выход которого и выход п того элемента И под- ключены к вычитающему и суммирующему входам третьего реверсивного счетчика соответственно, инверсный выход

   0

   5 0 5 о .

   признака нулевого состо ни  которого соединен с первым входом элемента 11ПИ, с инверсным входом установки третьег о триггера и инверсным входом сброса второго триггера, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к вычитающему и суммирующему входам второго реверсивного счетчика, инверсный выход признака нулевого состо ни  которого соединен с инверсными входами установки первого и второго трип еров и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с инверсным входом установки четвертого триггера, инверсньй выход которого соединен с вторьм входом элемента 2И-ИЛИ и инверсным входом п уого элемента И, третий вход которого соединен с третьим инверсным входом элемента 2И-ИЛИ, с вторьм инверсным входом четвертого элемента И и инверсным выходом второго триггера , вход входной импульсной последовательности устройства соединен с вторым входом третьего элемента И и четвертым входом элемента 2И-ИЛИ,инверсный выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И и инверсным входом сброса четвертого триггера, инверсный выход которого соединен с инверсным входом сброса первого триггера, выход первого реверсивного счетчика  вл етс  выходом результата устройства, выход второго триггера  вл етс  выходом признака показател  степени устройства .

   Г,

   fk

   LV:

   CT5

   Составитель А.Ушаков Редактор И.Николайчук Техред Л.Олейник Корректор В,Бут га

   .«. I. i, I. , в- I,----- --«----е-- -в -- 7

   Заказ 2771/50Тираж 671Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, .Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическае предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4