SU1727121A1 - Устройство дл вычислени разности квадратов двух чисел - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в системах обработки информации и управлени . Цель изобретени  - повышение быстродействи  и упрощение устройства. Устройство содержит четыре счетчика, три элемента ИЛИ, п+2 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, где п разр дность входного аргумента, четыре элемента И, два элемента ИЛИ-НЕ, триггер, генератор, элемент задержки, сумматор с соответствующими св з ми. Принцип работы устройства основан на пошаговой реализации алгоритма вычислени  под управлением блока син- хронизации с трем  динамическими выходами. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в системах обработки информации и управлени .

Известно устройство дл  вычислени  разности квадратов двух чисел, которое содержит генератор импульсов, триггер, реверсивный счетчик, суммирующий счетчик, элементы И, блок синхронизации и сумматор .

Недостатками этого устройства  вл ют- с  ограниченна  функциональна  возможность и сложность конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  вычислени  разности квадратов двух чисел, содержащее п ть счетчиков, триггер, генератор, элемент задержки , сумматор, элементы ИЛИ, элементы И и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Недостатком такого устройства  вл етс  сложность конструкции; кроме того, быстродействие устройства падает с

увеличением разности чисел, над которыми производ т операцию вычислени .

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и упрощен неустройства.

Цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  вычислени  разности квадратов двух чисел , содержащем генератор тактовых импульсов , триггер, четыре элемента И, два счетчика, блок синхронизации сумматор, три элемента ИЛИ, два элемента ИЛИ-НЕ, группу элементов ИСКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛ И, элемент И СКЛ КАЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И.второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и с первым входом второго элемента И, первый и второй входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых объединены, и к входам первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с

ю

4 ЬО

входом установки нул  триггера, выходы сумматора соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вторые входы которых подключены к выходам первого счетчика, а выходы к входам второго элемента ИЛ И-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входами вычитани  соответственно первого и второго вычитающих счетчиков, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго слагаемых сумматора и с входами первого и второго элементов ИЛИ, входы синхронизации первого и второго вычитающих счетчиков подключены к первому выходу блока синхронизации, вход запуска которого  вл етс  одноименным входом устройства , а второй и третий выходы подключены соответственно к входу синхронизации сумматора и входу установки единицы триггера , информационные входы первого и второго вычитающих счетчиков  вл ютс  соответственно первым и вторым информационными входами устройства, входы сброса первого и второго вычитающих счетчиков объединены и  вл ютс  входом сброса устройства , выход второго элемента ИЛ И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и входом установки нул  первого счетчика, счетный вход которого объединен со счетным входом второго счетчика и подключен к выходу первого элемента И, третий вход которого объединен с одноименными входами третьего и четвертого элементов И и подключен к выходу триггера, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с инверсным входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу четвертого элемента И..

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  вычислени  разности квадратов двух чисел,.где показаны вычитающие счетчики 1 и 2, счетчики 3 и 4, сумматор 5, блок синхронизации 6, триггер 7, элементы ИЛИ8-10, элементы ИЛИ-НЕ 11 и 12, элементы И 13-16, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17-21 и генератор тактовых импульсов 22..

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии счетчики 1-4 и триггер 7 наход тс  в нулевом состо нии. На выходах сумматора 5, элементов ИЛИ 8, 9, ИЛИ-НЕ 12 , И 13, 15, 16, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17-21, блока, синхронизации 6 - логический 0, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 11- логическа  1. Импульсы с выхода генератора 22 через элементы И 14 и ИЛИ 10 поступают на входы элементов И 13,16.

После прихода импульса управлени  на вход элемента 6, на его первом динамическом выходе через врем  ti формируетс  сигнал, который производит запись информации (чисел) в счетчики 1 и 2. При этом на выходах элементов ИЛИ 8,9 по вл етс  высокий , а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 11 - низкий уровни напр жени . Через врем  t2 на втором динамическом выходе элемента 6

0 по вл етс  сигнал, по которому информаци  с выходов счетчиков 1 и 2 поступает в. сумматор 5, где хранитс  в виде суммы двух чисел на его выходах. Так как при сложении двух n-разр дных чисел количество разр 5 дов может увеличитьс  на единицу, то сумматор 5 имеет п+1 выход, причем последний выход  вл етс  выходом переноса. На выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18-21 по вл етс  высокий уровень напр жени , а

0 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 по прежнему остаетс  логический 0.

Через врем  t3 на третьем динамическом выходе блока 6 по вл етс  сигнал, пе- ревод щий триггер 7 в единичное

5 состо ние. Импульсы генератора 22, которые до этого момента поступали на входы элементов И 13, 16 с выхода элемента ИЛИ 10, начинают прохрдить через элементы И 13, 16 на вычитающие входы счетчиков 1 и

0 2. Каждый импульс генератора 22 уменьшает содержимое счетчиков 1 и 2 на одну единицу до тех пор, пока один из них переходит в нулевое состо ние. Предположим, что первым обнул етс  счетчик 1. Тогда на выходе

5 элемента ИЛИ 8 по вл етс  сигнал логического нул . При этом на выходе элемента И

16формируетс  низкий уровень напр жени , который запрещает дальнейший счет счетчику 1. К этому моменту в счетчике 2

0 будет число, равное разности двух чисел, которые были в счетчиках 1 и 2. Одновременно на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

17формируетс  сигнал логической 1, который через элемент И 14 запрещает, а через

5 элемент И 15 разрешает прохождение импульсов генератора 22.

Счетчики 3 и 4 начинают накапливать счетные импульсы. При совпадении кода числа в счетчике 3 с кодом числа на выходах

0 сумматора 5 на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18-21 формируютс  низкие уровни напр жени , которые привод т к по влению на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 логической 1, поступающей на вход сброса

5 счетчика 3 и через элементы ИЛИ 10 и И 13 - на вычитающий вход счетчика 2. Вследствие этого содержимое счетчика 2 уменьшаетс  на единицу, а счетчик 3 обнул етс . Счетчик 3 вновь начинает накапливать информацию , весь цикл работы повтор етс .

Это будет продолжатьс  до тех пор, пока счетчик 2 не перейдет в нулевое состо ние. При этом в счетчике 4 будет записано число, равное произведению суммы двух чисел, которые были в счетчиках 1 и 2, на их разность, т.е. разность квадратов этих чисел.

После того как счетчик 2 перейдет в нулевое состо ние, на выходе элемента ИЛИ- НЕ 11 формируетс  сигнал логической 1, который переведет триггер 7 в нулевое состо ние . Наличие низкого потенциала на выходах элементов И 13, 15, 16 запрещает работу счетчиков 1-4.

Сигналы с выхода триггера 7 можно также использовать в качестве признака окончани  работы устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  вычислени  разности квадратов двух чисел, содержащее генератор тактовых импульсов, два счетчика, триггер , первый и второй вычитающие счетчики, сумматор, три элемента ИЛИ, блок синхронизации , четыре элемента И, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и с первым входом второго элемента И, первый и второй входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к вы ходам соответствен но первого и второго элементов ИЛИ, к первым входам соответственно третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых объединены , и к одноименным входам первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединено входом установки нул  триггера, выходы сумматора соединены с первыми

   входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вторые входы которых подключены к выходам первого счетчика, а выходы - к входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входами вычитани  соответственно первого и второго вычитающих счетчиков, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго слагаемых

   сумматора и с входами первого и второго элементов ИЛИ, входы синхронизации первого и второго вычитающих счетчиков под- ключены к первому выходу блока синхронизации, вход запуска которого  вл етс  одноименным входом устройства, а второй и третий выходы подключены соответственно к входу синхронизации сумматора и входу установки единицы триггера, информационные входы первого и второго

   вычитающих счетчиков  вл ютс  соответственно первым и вторым информационными входами устройства, а их входы сброса объединены и  вл ютс  входом сброса устройства , отличающеес  тем, что, с целью

   повышени  быстродействи  и упрощени  устройства, выход второго элемента ИЛИ- Н Е соединен с первым входом третьего эле- мента ИЛИ и входом установки нул  первого счетчика, счетный вход которого

   объединен со счетным входом второго счетчика и подключен к выходу первого элемента И, третий вход которого объединен с одноименными входами третьего и четвертого элементов И и подключен к выходу

   триггера, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с инверсным входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу

   четвертого элемента И,