Устройство для вычисления функции @ / @

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕпи-1 ,га НИЯ ФУНКЦИИ Z П Х / П V , f содержащее блок управления,m вычислительных блоков , причем каждый вычислительный блок содержит два регистра и накапливающий сумматор, информационные входы первого и второго регистров i-го вычислительного блока ( i 1,...,m) соединены с входами операнда . и операнда Х{+-, устройства соответственно, управляющие выходы первой группы блока управления соединены с управляющиьш входами сдвига первого и второго регистров соответствующих вычислительных блоков , тактовый выход блока управления соединен с управляющими входами приема информации накапливающих.сум7 маторов вычислительных блоков, выход накапливающего сумматора последнего вычислительного блока соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью упрощения , устройство содержит накапливающий сумматор, информационные входы которого соединены с входом операнда х устройства и выходом первого регистра первого, вычислительного блока, каждаай вычислительный блок содержит комбинационный сумматор, информационные входы которого соединены с выходами второго регистра того же вычислительного блока и первого регистра последующего вычислительного блока, а выход соединен с информационным входом накапливающего сумматора того же вычислительного блока, выходы знаковых разрядов накапливающего сумматора и накапливающих сумматоров вычислительных блоков соединены с входами .блока управления, управляющие выходы второй группы которого соединены С управляющими входами знака операции комбинационных сумматоров соответствующих вычислительных блоков , выход знакового разряда накапливающего сумматора соединён с входом знака операции накапливающего сумматора, в каждом вычислительном блоке выход знакового разряда накап- § ливающего сумматора соединен с вхо- (Л дом знака операции накапливающего сумматора, тактовый выход блока управления соединен с управляющим входом приема информации накапливающего сумматора. 2. Устройство по п. 1, отлич а ю щ е е .с я тем, что блок управления содержит триггеры, элементы И, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, генератор импульсов и счетчик, причем входы блока с первого по т -и ел соединены с первыми входами соответ00 ствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой и второй групп, информацион ными входами соответствующих тригге 4 ров группы,.выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ второй группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствукмцими управляющими выходами первой группы блока, входы которого с второго по(п1+ 1)-й соединены с вторыми входами предыдущих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой, группы, выход генератора импульсов подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.80„„1015374 А

3(5В G 06 F 7/544

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3301257/18-24 (22) 18.06.81 (46) 30.04.83. Бюл. Р 16 (72) О.A. Ханов, А,Б. Хмельник и Т.К. Скобелева (53) 681 .325(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 553614, кл. G 06 F 7/38, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 661549, кл. G 06 F 7/38, 1976 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО для ВЫЧНСдЕ-.

m+1 н ния иинкнии z=n х„/и V к= " к= содержащее блок управления, п1 вычислительных блоков, причем каждый вычислительный блок содержит два регистра и накапливающий сумматор, информацнонные входы первого и второго регистров я -го вычислительного блока (1 = 1,...,т ) соединены с входами операнда «,. и операнда Х;+„ устройства соответственно, управляющие выходы первой группы блока управления соединены с управляницими входами сдвига первого и второго регистров соответствующих вычислительных блоков, тактовый выход блока управления соединен с управляющими входами приема информации накапливающих.сумматоров вычислительных блоков, выход накапливающего сумматора последнего вычислительного блока соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, устройство содержит накапливающий сумматор, информационные входы которого соединены с входом операнда Х устройства и выходом первого регистра первого вычислительного блока, .каждый вычислительный блок содержит комбинационный .сумматор, информационные входы которого соединены с выходами второго регистра того же вычислительного блока и первого регистра последующего вычислительного блока, а выход соединен с информационным входом накапливающего сумматора того же вычислительного блока, выходы знаковых разрядов накапливающего сумматора и накапливающих сумматоров вычислительных блоков соединены с входами .блока управления, управляющие выходы второй группы которого соединены с управляющими входами знака операции комбинационных сумматоров соответствующих вычислительных блоков, выход знакового разряда накапливающего сумматора соединен с входом знака операции накапливающего сумматора, в каждом вычислительном блоке выход знакового разряда накап- Я ливающего сумматора соединен с входом знака операции накапливающего сумматора, тактовый выход блока управления соединен с управляющим С входом приема информации накапливающего сумматора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е .с я тем, что блок управления содержит триггеры, элементы И, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, генератор импульсов и счетчик, при- . чем входы блока с первого цо. m -й соединены с первыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой и второй групп, информационными входами соответствующих триггеров группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ второй группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствующими управляющими выходамй первой группы блока, входы которого с второго по(п + 1)-й соединены с вторыми входами предыдущих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой. группы, выход генератора импульсов подключен к первому входу элемента Н,:выход которого соединен

1,915374 с тактовыми входами триггеров группы, вторыми входами элементов И группы, входом счетчика и тактЬвым выходом блока, выход переполнения счетчика соединен с входом триггера, Изобретение относится к вычислительной технике, и может быть использовано в специализированных вычис.лительных устройствах, предназна- ченных для выполнения многосвязных операций вида

Известно арифметическое устройство, позволяющее выполнять одно умножение и одно деление за время, необходимое для выполнения одного деления. Устройство содержит блок управления, регистр и сдвигающе-суммирующий блок, причем выход блока управления соединен с управляющими входами регистра и сдвигающе-суммирующего блока, информационный вход регистра, первый и второй информационные входы сдвигающе-суммирующего блока подключены к соответствующим входам устройства, выход регистра, а также первый и второй выходы сдвнгающе-суммирующего блока подклю"> чены к входам блока управления (11.

Недостатком устройства является низкое быстродействие при выполнении операций вида (1) при m ) 1.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычисления

rrl+1 tll функции Z = П Х / .П 1, которое к — 1 к к 1 к содержит регистр, m сдвигающе-суммирующих блоков, m схем сравнения чисел, блок управления. Информационные входы регистра и сдвигающе-суммирующих блоков подключены к соответствующим входам устройства, а выход последнего сдвигающе-суммирующего блока подключен к выходу устройства.

Выход блока управления соединен .с уп равляющим входом регистра и с управ-. ляющими входами сдвигающе-суммирующих блоков, выход регистра соединен с первым входом первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом первого сдвигающе-суммирующего блока, первый и второй коды

К-х (К2,3,..., m) схем сравнения соединены, соответственно с выходами (К вЂ” 1)-го и К-го сдвигающе-суммирующих блоков, выходы всех схем сравнения, выход регистра, выходы сдвивыход которого соединен с вторым входом элемента И, выходы элементов

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой группы соединены с соответствующими управляющими выходами второй группы блока. гающе-суммирующих блоков подключены ко входу блока управления.

Каждый сдвигающе-суммирующий блок содержит два регистра и два сумматора. Входы регистров и первые входы сумматоров подключены к информационным входам блока, управляющий вход которого подключен к управляющим входам регистров и сумматоров, выходы сумматоров подключены к выходам блока, а их вторые входы — к выходам соответственно первого и второго регистров f2 ).

Недостатком устройства является его сложность, так как оно содержит регистр, m схем сравнения кодов.

Кроме того, каждый сдвигающе-суммирующий блок содержит два накапливающих сумматора, каждый из которых должен состоять по крайней мере

20 из элементов суммирующих (например комбинационного сумматора ) и элемен-. тов запоминающих (например регистра).

Цель изобретения - упрощение устройства.

75 Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления

Ю+1 функции 7= П Х, 1П Чк содержащее

К1 I(1 блок управления, m . .вычисли-.

ЗО тельных блоков, причем каждый вычислительный блок содержит два регистра и накапливающий сумматор, информационные входы первого и второго регистров i-го вычислительного блока

35 (11,..., m) соединены со входами операнда Ч и операнда Х> „ устрой-. ства соответственно, управляющие выходы первой группы блока управления соединены с управляющими входами () сдвига первого и второго регистров соответствующих вычислительных бло.ков, тактовый выход блока управления соединен с управляющими входами приема информации накапливающих сумматоров вычислительных блоков, выход накапливающего сумматора последнего вычислительного блока соединен с выходом устройства, содержит накапливающий сумматор, информационные входы которого соединены с входом операнда Х устройства и выходом и первого регистра первого вычислительного блока, каждый вычислительный блок содержит комбинационный сумма1015374 тор, информационные входы которого соеДинены с выходами второго регйст., ра того же вычислительного блока и первого регистра последующего вычислительного блока, а выход соединен с информационным входом накапливающего сумматора того же вычислительного блока, выходы знаковых разрядов накапливающего сумматора и накапливающих сумматоров вычислительных блоков соединены с входами бло- .10 ка управления, управляющие выходы второй группы которого соединены с управляющими входами знака операции комбинационных сумматоров соответствующих вычислительных блоков, вы- 15 ход знакового разряда накапливающего сумматора соединен с входом знака операции. накапливающего сумматора, в каждом вычислительном блоке выход знакового разряда накапливающего сумматора соединен с входом знака операции накапливающего сумматора, тактовый выход блока управления соединен с управляющим входом приема информации накапливающего сумматора.

Блок управления содержит триггеры, элементы И, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, генератор импульсов и счетчик, причем входы блока с первого по а-й соединены с первыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой и второй групп, информационными входами соответствующих триггеров группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧ- 35

НОСТЬ второй группы, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых соединены с соответствующими управляющими выходами 40 первой группы блока, входы которого с второго по (m+ 1)-й соединены с вторыми входами йредыдущих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой группы, выход генератора импульсов подключен к первому входу элемента И, выход которого. соединен с тактовыми входами триггеров группы, вторыми входами элементов И группы, входом счетчика и тактовым выходом блока, выход переполнения счетчика соединен с входом триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выходы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первой группы соединены с соответствующими управляющими выходами второй группы блока.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2схема блока управления.

Устройство для вычисления функции 60

ПН"3 Z=ll Х /В У содержит блок 1 уп K--1 К=1 равления, накапливающий сумматор 2, m вычислительных блоков 3, причем каждый вычислительный блок содержит 65 регистры 4 и 5, комбинационный сумматор 6, накапливающий сумматор 7, причем выход регистра 5 соединен с первым информационным входом комбинационного сумматора 6 и информационным входом накапливающего сумматора 7. Информационные входы накапливающего сумматора 2 соединены с входом операнда Х устройства и выходом регистра 4 йервого вычислительнбго блока, выход знакового разряда накапливающего сумматора 2 соединен с входом знака операции накапливающего сумматора 2 и с входом. блока управления. В -м вычислительном блоке (1,..., m) информационные входы регистров 4 и 5 соединены с входами операнда Y и операнда Х +1 устройства соответственно, второй информационный вход комбинационного сумматора 6 соединен с выходом регистра 4 последующего вычислительного блока, причем на второй информационный вход комбинационного сумматора 6 последнего вычислительного блока подается код, равный нулю,, выход знакового разря да накапливающего сумматора 7 j-го вычислительного блока соединен с входом знака .операции накапливающего сумматора 7 того же блока и с соответствующим входом блока 1 управления, выход накапливающего сумматора 7 последнего вычислительного блока соединен с выходом устройства.

Управляющие выходы первой группы блока 1 управления соединены с,управляющими входами сдвига регистров

4 и 5 соответствующих вычислительных блоков, управляющие выходы второй группы блока управления соединены с управляющими входами знака операции.комбинационных сумматоров

6 соответствующих вычислительных блоков, тактовый выход блока управления соединен с управляющими входами приема информации накапливающих сумматоров 7 вычислительных блоков и с управляющим входом приема информации накапливающего сумматора 2.

Блок управления содержит группу триггеров 8, триггер 9,. группу элементов И 10, элемент 11, две группы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12 и 13, генератор 14 импульсов и счетчик 15, причем входы блока с первого по m-й соединены с первыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12 и групп 13, информационными входами соответствующих триггеров 8 группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 13. группы,. выходы .которых соедииены с первыми входами соответствующих элементов И 10 группы, выходы которых соединены с соответствующими управляющими выходами первой группы бло1015374 где i=0,1,...,и — 1

2 25 (2) W1O=X1

j,0

К, =0

J„O

)

K.. +1 ИНаЧЕ р-1

- "Si+B (л), .

j,1 J(1

50

55 пн1

П X.

l=1 i

65 ка, входы блока с второго по(в+1)-й соединены с вторыми входами предыдущих элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12 группы, выход генератора 14 импуль,сов подключен к первому входу элемента И 11, выход которого соединен 5 с тактовыми входами триггера 8 группы, вторыми входами элементов И 10 группы, входом счетчика 15 и такто.вым входом блока, выход переполнения счетчика соединен с входом триггера 10

9, выход которого соединен с вторым: входом элемента И 11,выходы элементов

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12 группы соединены с соответствующими управляющими выходами второй группы блока. 15

Работа устройства описывается следующими итерационными уравнениями:

ФЧ

-К,.

Lv.. -w..-с . (2 (j=1)

А1+" j! ji j

-К ° -К,.

=w.,+с, .Х.2 -q Y,z ()=7,...,â+1), j,1+1 3,1 (,i ) J J

Для и-х значений переменных w

j справедливо и-1 к

1 и-1 -К, ы. =Х.Е с ..2 -YE,2

j,n J,» j1 i j;=o ),1

Полагая w. =О, (j ф m+ 1), запи., и шем

Для W „получаем

@ 1, П

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в накапливающий сумматор 2 переписан код операнда Х1, в регистр 4 j -ro вычислительного блока 3 (j = 1,..., m) переписан код Y.; в регистр 5 — код

) У

Х) 1 с соответствующих входов устройства, накапливающие сумматоры 7 вычислительных блоков 3, а также триггеры 8 блока 1 управления обнулены, в счетчик 15 блока 1 уцравления записан обратный код. Триггер 9 блока 1 управления установлен в положение, при котором разрешено поступление частоты генератора 14 через элемент И 11 на элементы H 10 блока

1 управления, а также на его тактовый выход.

Работа устройства начинается с установки триггеров 8 в исходное состояние.

По первому импульсу, появившемуся на выходе элемента И 11 блока 1 управления и одновременно на управляющих входах приема информации накапливающего сумматора 2 и накапливающих сумматоров 7 вычислительных блоков 3, в каждом накапливающем сумматоре 2 и 7 происходит алгебраическое сложение его содержимого с кодом на его информационном входе.

По окончании суммирования в накапливающих сумматорах 2 и 7 будут зафиксированы значения переменных ш ° 1

i J. = 1,..., m +1) первой интерацйи.

Эти значения равны

1,1= 1 4,О"1

2,1 2,0(2,0 1,0 2 2) Ч,Р 2 « 2Р 2 п1,1 1Я,О (п,О ш- i 0 tn п )

„,К- „V

Произведения знаков формируются в блоке 1 уп(авлен6я элементами НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12.

Одновременно импульс с выхода элемента И 11 блока 1 управления через элементы И 10 поступает на управляющие входы сдвига регистров

4 и 5 соответствующих вычислительных блоков 3. При разрешающем потенциале на первом входе соответствующего элемента И 10 в соответствующих регистрах 4 и 5 происходит сдвиг хранящейся в них информации вправо. Таким образом формируются коды 2 Х >2 Y, (K 1=1 mm 0)

1 для второй итерации.

Разрешение или запрет сдвига определяется потенциалом на выходе соответствующего элемента HEPABHO1015374

ЗНАЧНОСТЬ 13, который формирует произведение. знака Ч, снимаемого непосредственно с выхода знакового

Ь разряда соответствующего накапливающего сумматора 2 и 7 и знака у< -1 е хранимого соответствующим триггером

8. Таким образом реализуется условие выбора К,, (2 }.

Аналогично по каждому следующему импульсу, возникающему на выходе элемента И 11 выполняются последую- 1О щие итерации. Счетчик 15 — счетчик итераций. После выполнения и-й итерации на выходе переполнения счетчика 15 появляется импульс, сбрасывающий.триггер 9. Поступление им- 15 пульсов. генератора 14 через элемент

И 10 прекращается, в накапливающем сумматоре 7 последнего вычислительного блока 3 зафиксирован результат.

Таким образом, при включении в ,состав устройства накапливающего сумматора и введении новых связей между элементами, из состава устройства исключаются регистр, m схем сравнения кодовр кроме того, m накапливающих сумматоров заменяются более простыми комбинационными сумматорами. Тем самым достигается упрощение устройства по сравнению с известным, при сохранении других характеристик устройства.

1015374

Составитель О. Ханов

Техред С.Мигунова Корректор И. Шулла

Редактор A. Власенко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3216/45 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5