SU1488795A1

SU1488795A1 - Вычислительное устройство

Info

Publication number: SU1488795A1
Application number: SU874351557A
Authority: SU
Inventors: Vladimir P Solyanik; Evgenij N Bantyukov; Zinaida B Bantyukova; Afanasij P Golub
Original assignee: Uk Zaochnyj Polt I Im I Z Soko
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1989-06-23

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для выполнения арифметических операций над времяимпульсными сигналами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования

ности обработки временных интервалов с произвольным соотношением длительностей и повышение быстродействия в режиме сложения операндов. Вычислительное устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, пять элементов ИЛИ 2,5,10,21,22, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, одновибратор 4, элемент 6 задержки, одиннадцать элементов И 7,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 29, два элемента ИЛИ-НЕ 11,23, реверсивный счетчик 24, триггер 25, два счетчика 26,28, три элемента НЕ 8,9, 27 и управляемый делитель 30 частоты с соответствующими связями. Устройство работает в режимах сложения, вычитания, деления и умножения времяимпульсных сигналов. Режим работы задается путем подачи на один из соответствующих управляющих входов 31, 34, 35, 36 устройства разрешающего πό-

50 .„,1488795 А1

1488795

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных системах для вы-у полнения арифметических операций над времяимпульсными сигналами.

Цель изобретения - расширение ' функциональных возможностей за счет формирования сигнала окончания вычис- Ю ления, возможности обработки временных интервалов с произвольным соотношением длительностей и повышение быстродействия в режиме сложения операндов. 15

На чертеже представлена функциональная схема вычислительного устройства.

Вычислительное устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, 20 первый элемент ИЛИ "2, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, одновибратор 4, пятый элемент ИЛИ 5, элемент 6 задержки, первый элемент И 7, первый и второй элементы НЕ 8 и 9, второй элемент 25 ИЛИ 10, первый элемент ИЛИ-НЕ 11,. второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И 12-19, одиннадцатый элемент И 20, третий и четвертый элемен- 30 ты ИЛИ 21, 22, второй элемент ИЛИ-НЕ 23, реверсивный счетчик 24, триггер 25, первый счетчик 26, третий элемент НЕ 27, второй счетчик 28, десятый элемент И 29, управляемый делитель 30 35 частоты, управляющий вход 3Г режима "Сложение", первый и второй информационные входы 32 и 33, управляющий вход 34 режима "Вычитание", управляющий вход 35 режима "Деление", управ- 40 ляющий вход 36 режима "Умножение", . установочный вход 37, выходную информационную шину 38, знаковый выход 39 и выход 40 окончания вычисления устройства с соответствующими связя- 45 ми.

Устройство работает следующим образом.

Вычислительное устройство может работать в режймах сложения, вычитания , деления и перемножения временных интервалов. Задание необходимого режима производится подачей сигнала (уровнем логической единицы) на соот- $$ ветствующий управляющий вход. Перед подачей сигналов временных интервалов на входы 32 и 33 необходимо подачей импульса на установочный' вход

37 привести устройство в исходное состояние,

В исходном состоянии при отсутствии сигналов временных интервалов на входах 32 и 33 триггер 25, счетчики 24, 26, 28 и управляемый делитель 30 частоты находятся в нулевом или в исходном положении. Элементы И 7, 1216, 18 и 19 закрыты сигналами нулевого уровня на входах 32 и 33. На выводах элементов ИЛИ 2, 10, 21 и 22 отсутствует сигнал из-за отсутствия :сигналов на входах, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 11 отсутствует сигнал.из-за наличия на первом входе сигнала с нулевого выхода триггера 25. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 отсутствует сигнал из-за отсутствия сигналов на его входах.

Режим сложение временных интервалов.

Режим задается подачей сигнала на вход 31, к работе оказываются подготовлены элементы И 12 и 20. При поступлении (на входы 32 и 33 сигналов временных интервалов Т./ и Т_д соответственно формируется сигнал на выходе элемента ИЛИ 2, открывается по третьему входу элемент И 12, по второму и третьему входам элемент И 20 и закрывается элемент И 29 по сигналу нулевого уровня на выходе элемента НЕ 8, на выходной шине 40 снимается сигнал. При появлении на выходе генератора 1 импульса срабатывает элемент И 12 и импульс с его выхода поступает через элемент ИЛИ 21 на счетный вход триггера 25, который устанавливается в единичное положение, при этом на первом входе элемента ИЛЙ-НЕ 11 снимается сигнал, но на выходе элемента ИЛИ-НЕ 11 сигнал не формируется, так как на его втором входе присутствует импульс. При появлении паузы на выходе генератора 1 закрывается элемент И 12 и формируется сигнал на выходе"элемента ИЛИ-НЕ 11, вследствие чего срабатывает элемент И 20 и снимается сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 23, триггер 25 устанавливается в нулевое состояние, к содержимому счетчика 26 (в данном случае оно равно "0") прибавляется "1", а на выходной информационной шине 38 формируется код числа . "2". Аналогичным образом устройство работает до момента окончания одного из временных интервалов Τ_ή или Т^,.

1488795

6

при этом в течение одного периода импульсов генератора 1 к содержимому¹

счетчика 26, прибавляется код числа "2", поэтому в момент окончания какого-либо из временных интервалов, допустим , на выходной шине 38 будет сформирован код числа Νρ_β3=

(Т_а - период выходных сигналов генератора 1). В этот же момент закрывается элемент И 20 и далее, до окончания временного интервала Т^, триггер 25 работает в обычном счетном режиме. В момент окончания временного интервала Т₂ снимается сигнал на выходе элемента ИЛИ 2, закрывается элемент И 12, на выходе элемента НЕ 8 формируется сигнал с уровнем логической единицы и срабатывает элемент И 29, выдавая на выход 40 сигнал об окончании отработки режима, т.е. в данном случае об окончании определения суммы временных интервалов Т₍ и На выходной шине 38 будет сформи10

15

20

25

рован код числа N

2Т₄ +Т2-Т<

реэ

Время определения суммы

30

временных интервалов равно длительности большего временного интервала, в описанном случае - Т^.

Режим вычитания временных интервалов .

Режим задается подачей сигнала на вход 34, к работе оказывается подготовленным элемент И 13. При поступлении на входы 32 и 33 сигналов временных интервалов и соответственно формируется сигнал на выходе элемента ИЛИ 2 и снимается сигнал на выходе элемента НЕ 8, навыходе элемента И 29, и, соответственно, на выходе 40. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 сигнал не формируется, так как имеются сигналы на обоих его входах и поэтому элемент И 13 остается закрытым. В момент окончания меньшего временного интервала, допустим , снимается сигнал с выхода 32 и вследствие этого формируется сигнал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, открывается элемент И 13 и импульсы генератора 1 начинают проходить через элементы И 13 и ИЛИ 21 на счетный вход триггера 25, который работает в обыч35

40

50

55

ном счетном режиме. В момент окончания временного интервала Т₂ снимается сигнал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и закрывается элемент И 13, снимается сигнал на выходе элемента. ИЛИ 2 - и поэтому формируется сигнал на выходе элемента НЕ 8 и срабатывает элемент И 29, выдавая сигнал об окончании отработки режима на выход 40.

На выходной шине 38 будет сформирован

код числа

ре г

|Т_г-Т,

Т_о

Время определения разности временных интервалов 'равно длительности большего временного интервала, в описанном случае Т₂. Если интервал Т_г больше по длительности, чем интервал Т/, то в момент окончания интервала Т/ импульс, выдаваемый одновибратором 4, проходит через элемент И 7 на знаковый выход 39, в противном случае этот импульс через элемент И 7 на знаковый выход 39 не проходит.

Режим деления временных интервалов .

Режим задается подачей сигнала на вход 35, к работе оказываются подготовленными элементы И 14 и 19 и через элемент ИЛИ 5 элемент И 15.

При поступлении на входы 32 и 33 сигналов временных интервалов и соответственно формируется сигнал на выходе элемента ИЛИ 2 и снимаются сигналы на выходах элементов НЕ 8 и 9 и элементы И 18 и 19 остаются закрытыми, снимается сигнал на выходе элемента И 29 и соответственно на выходе 40. Через элемент И 15 импульсы генератора 1 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 28 и фиксируются ими. Б счетчике 28 накап45

ливается код числа N < =

Т.

Если интервал Т_г меньше по длительности, чем интервал Т₁, то в момент окончания интервала Т₂ закрываются элементы И 7 и 19. В момент-окончания интервала Т закрывается элемент И 15, а импульс, выдаваемый одновибратором 4, через элемент И 7 не проходит из-за отсутствия сигнала на шине 33. В этот же момент снимается сигнал на выходе элемента ИЛИ 2 и формируется сигнал на выходе элемента НЕ 8, срабатывает элемент И 29, выдавая сигнал об окончании отработки режима (об окончании

7

1488795

8

определения частного от деления

т

~· ) на выход 40. На выходной шине ¹ <

38 будет находиться нулевой код (код * числа "О"), так как в этом случае на счетный вход триггера 25.импульсы не поступают. Если интервал Т_г больше по длительности, чем интервал Т, , то первым оканчивается интервал Т₍ , и импульс, выдаваемый в момент окончания интервала Ту одновибратором 4, проходит через элементы И 7, ИЛИ 10,

И 14 и ИЛИ 21 на счетный вход триггера 25 и фиксируется им (фиксируете ся то, что в интервале Т₂ содержится один интервал Т<). Одновременно закрывается элемент И 15, в счетчике 28

м 20

при этом находится код числа

1-σ

кроме того, формируется сигнал на выходе элемента НЕ 9, открывается элемент И 19 и импульсы генератора 1 начинают проходить через элементы И 19 и ИЛИ 22. на тактовый вход управляемо' го делителя 30 частоты, коэффициент деления которого равен . Управляемый делитель 30 частоты после этого будет выдавать на свой выход импульс 30 после поступления на его тактовый вход каждого импульса, номер которого кратен Ν, , в течение времени действия на' входе 33 сигнала интервала Τβ _с Каждый импульс с выхода управляв-35 мого делителя 30 частоты через элементы ИЛИ 10, И 14 и ИЛИ 21 поступает на счетный вход триггера 25, который работает в'обычном счетном режиме. Схема из триггера 25 и одетчика . 40 26 фиксирует количество временных интервалов Т,, укладывающихся в длительность интервала . В момент окончания интервала закрываются элементы И 7 и 19, снимается сигнал на вы- 45 ходе элемента ИЛИ 2 и формируется сигнал на выходе элемента НЕ 8, срабатывает элемент И 29, выдавая сигнал об окончании отработки режима (об окончании определения целой части ча-50 стного от деления Т₂ на Т, ) на выход 40. На выходной шине 38 будет находаться код числа N р_еэ= епНег(~).

Время опред'еления Νρ_β5 равно длительности большего временного интервала.

Режим перемножения временных интервалов.

55

Режим задается подачей сигнала на вход -36, I? работе оказываются подготовленными элементы И 16 - 18 и через элемент ИЛИ 5 оказывается подготовленным к работе· элемент И 15. При поступлении на входы 32 и 33 сигналов временных интервалов и Т_й соответственно формируется сигнал на выходе элемента ИЛИ 2 и снимается сигнал на выходе элемента НЕ 8, по первому входу закрывается элемент И 29 и на выходе 40 снимается сигнал. Через элемент И 15 импульсы генератора 1 проходят на суммирующий вход счетчика . 28, в котором в течение времени действия интервала Т₄ формируется код

числа

ТГ

т ’ *·£>

в момент окончания

интервала Т, элемент И 15 закрывается, в счетчике 28 в этот момент находится число Ν₄. Через элемент И 16 импульсы генератора 1 проходят на суммирующий вход счетчика 24., в котором в течение времени действия интерт

вала формируется код числа Ν₂=~.

¹ о

В момент, когда счетчик 24 зафиксирует первый импульс, поступйвший на его суммирующий вход, на выходе (выходе ВК) счетчика 24 формируется сигнал и элемент И 18 открывается по четвертому входу, кроме того, снимается сигнал на выходе элемента НЕ 27 и дополнительно закрывается эле- : мент И 29. В момент окончания интервала закрывается элемент И 16, в счетчике 24 в этот момент находится код числа Ν₂. В момент окончания большего временного интервала (т.е. тогда, когда окончились оба временных интервала) снимается сигнал на выходе элемента ИЛИ 2 и формируется сигнал на выходе элемента НЕ 8, который открывает элемент И 18..Импульсы генератора 1 через элементы И 18 и ИЛИ 22 начинают поступать на тактовый вход управляемого делителя 30 частота, который выдает на выход импульс после поступления на тактовый вход каждого импульса, номер которого кратен Ν_<, а через элементы И 18 и ИЛИ 21 - на счетный вход триггера 25. Импульсы с выхода управляемого делителя 30 частоты через элемент И 17 поступают ’на вычитающий вход счетчика 24 и каждый из них вычитает из с одер9

1488795

1 О

жимого счетчика 24 "1"» После окончания Ν₂~γο импульса с выхода управляемого делителя 30 частоты снимается сигнал на выходе счетчика 24, закрывается элемент И 18, формируется сигнал на выходе элемента НЕ 27 и срабатывает элемент И 29, выдавая на выход 40 сигнал об окончании отработки режима (об окончании определения результата перемножения временных интервалов). На вход управляемого делителя 30 частоты и на счетный вход триггера 25 поступит всего Ν<·Ν₂ импульсов с выхода элемента И 18 и, таким образом, в схеме, состоящей из триггера 25 и счетчика 26, будет зафиксирован код числа Νρ_ε3 = Ν,' Ν_α, этот же код будет находиться на шине 38.

Claims

Формула изобретен и я

Вычислительное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов,

. первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ,· одновибратор, первый, второй, третий,, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, триггер, первый и второй счетчики, реверсивный .счетчик и управляемый делитель частоты, установочные входы которого соедине₆ны соответственно с разрядными выIходами второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с входом одновибратора и первым информационным входом устройства, 'второй вход пятого элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом’шестого элемента И, второй вход которого соединен с вторым информационным входом устройства, выход управляемого делителя частоты соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого соединен с управляющим входом режима "Умножение" устройства, установочный вход устройства соединен с входами установки в "0" первого и второго счетчиков, реверсивного счетчика и .управляемого делителя частоты, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования сигнала окончания вычисления, возможности обработки временных интервалов с произвольным соотношением длительностей

'и повышения быстродействия устройства в режиме сложения операндов, в него введены элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент задержки, пятый элемент ИЛИ, ·' одиннадцатый элемент И, первый и вто- ^!рой элементы ИЛИ-НЕ и первый, второй и третий элементы НЕ, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, первыми входами второго, — третьего, восьмого и девятогоюлемен.тов И, выход первого элемента ИЛИ-НЕ ,соединен с первым входом одиннадца! того,, элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с установочным входом устройства,’ а выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом установки в "0" ' триггера, прямой выход которого соединен с первым разрядом выходной ин•формационной шины устройства, а инверсный выход триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и со счетным входом первого счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с разрядами выходной информационной шины устройства, начиная с второго, первый информационный вход устройства соединен с первым входом первого . элемента ИЛИ, с вторым входом одиннадцатого элемента И, первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом девятого элемента И, второй информационный вход устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третьим входом одиннадцатого элемента И, вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первым входом первого элемента И и входом элемента задержки, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента И и с входом первого элемента НЕ, выход которого, соединен с вторым входом восьмого элемента И и первым входом десятого' элемента И, выход которого соединен с выходом окончания вычисления устройства, управляющий вход режима "Сложение" устройства соединен с четвертым входом одиннадцатого элемента И и с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, управляющий вход режима "Вычитание" устройства соединен с вторым входом третьего элемента И, тре1 1

1488795

1 2

тий вход которого· соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход третьего элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, вы- $ ход одновибратора соединен с вторым входом первого'элемента И, выход которого соединен с первый входом второго элемента ИЛИ и со знаковым выходом устройства, выход управляемого Ю делителя частоты соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, управляющий вход режима "Деление" устройства сое- 15 динен с первым входом пятого элемента ИЛИ, третьим входом девятого элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с третьим входом третьего элемен- 20 та ИЛИ, управляющий вход режима "Умножение" устройства соединен с третьим входом восьмого элемента И, вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход кот

торого соединен с третьим входом пятого элемента И, и третьим входом шестого элемента И, выход которого соединен с входом сложения реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом седьмого элемента И, а выход нулевого состояния реверсивного счетчика соединен с входом третьего элемента НЕ, и четвертым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом управляемого делителя частоты, выход элемента задержки соединен с четвертым входом девятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом Четвертого элемента ИЛИ, выход третье его элемента НЕ соединен с вторым входом десятого элемента И, а выход третьего элемента ИЛИ соединен с тактовым входом Триггера.