устройство для преобразования n-разрядного двоичного позиционного кода в двоичный код остатка по модулю m

Формула изобретения

Устройство для преобразования n-разрядного двоичного позиционного кода в двоичный код остатка по модулю m, содержащее n-разрядный входной регистр, генератор гармонического сигнала, n управляемых фазовращателей, измеритель фазы гармонического сигнала и шифратор, в котором информационные входы n-разрядного входного регистра являются входами устройства, тактовый вход регистра - тактовым входом устройства, а выход l-го разряда регистра подключен ко второму входу l-го управляемого фазовращателя, причем выход измерителя фазы гармонического сигнала соединен со входом шифратора, а выход шифратора является выходом устройства, отличающееся тем, что выход генератора гармонического сигнала подключен к первым входам первого и -го управляемых фазовращателей ([.] - целая часть числа), выход k-го управляемого фазовращателя соединен с первым входом (k+1)-го управляемого фазовращателя, а выход j-го управляемого фазовращателя - с первым входом (j+1)-го управляемого фазовращателя, при этом выход n-го управляемого фазовращателя соединен с первым входом измерителя фазы гармонического сигнала, а выход -го управляемого фазовращателя - со вторым входом измерителя фазы гармонического сигнала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в цифровых вычислительных устройствах, а также в устройствах для формирования конечных полей.

Известно устройство [1], содержащее два регистра, накапливающий сумматор по модулю, генератор тактовых импульсов, счетчик, мультиплексор, триггер, два элемента И, элемент ИЛИ и элемент задержки.

Недостаток устройства - низкое быстродействие формирования остатка.

Известно также устройство [2], содержащее n-разрядный входной регистр, блок умножения на константу по модулю m, сумматор по модулю m, коммутатор, первый и второй регистры.

Недостаток устройства - низкое быстродействие формирования остатка.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом к предлагаемому изобретению) является устройство [3], содержащее n-разрядный входной регистр (n - количество разрядов в двоичном позиционном коде), генератор гармонического сигнала, n управляемых фазовращателей, измеритель фазы гармонического сигнала и шифратор.

Недостаток прототипа - низкое быстродействие вследствие большого времени распространения гармонического сигнала через управляемые фазовращатели.

Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в повышении производительности перспективных образцов вычислительной техники.

Технический результат выражается в повышении быстродействия формирования остатка по модулю m n-разрядного числа в двоичном позиционном коде.

Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем n-разрядный входной регистр, генератор гармонического сигнала, n управляемых фазовращателей, измеритель фазы гармонического сигнала и шифратор, в котором информационные входы n-разрядного входного регистра являются входами устройства, тактовый вход регистра - тактовым входом устройства, а выход 1-го разряда регистра подключен ко второму входу 1-го управляемого фазовращателя, причем выход измерителя фазы гармонического сигнала соединен со входом шифратора, а выход шифратора является выходом устройства, с целью повышения быстродействия преобразования выход генератора гармонического сигнала подключен к первым входам первого (к=1) и -го управляемых фазовращателей ([·]) - целая часть числа), выход к-го управляемого фазовращателя соединен с первым входом (к+1)-го управляемого фазовращателя, а выход j-го управляемого фазовращателя - с первым входом (j+1)-го управляемого фазовращателя, при этом выход n-го управляемого фазовращателя соединен со входом 1 измерителя фазы гармонического сигнала, а выход -го управляемого фазовращателя - со входом 2 измерителя фазы гармонического сигнала.

На чертеже представлена структурная схема устройства, где 1.1-1.n - входы устройства, 2 - n-разрядный входной регистр, 3 - тактовый вход устройства, 4 - генератор гармонического сигнала, 5.1-5.n - управляемые фазовращатели, 6 - измеритель фазы гармонического сигнала, 7 - шифратор, 8 - выход устройства.

Входы устройства 1.1-1.n соединены с соответствующими информационными входами n-разрядного входного регистра 2, тактовый вход которого подключен к тактовому входу устройства 3, при этом выход l-го разряда n-разрядного входного регистра 2 соединен со вторым входом управляемого фазовращателя причем выход генератора гармонического сигнала 4 соединен с первыми входами управляемых фазовращателей 5.1 и выходы управляемых фазовращателей 5.к и 5.j подключены соответственно к первым входам управляемых фазовращателей 5.(к+1) и 5.(j+1) выход управляемого фазовращателя 5.n соединен со входом 1 измерителя фазы гармонического сигнала 6, ко входу 2 которого подключен выход управляемого фазовращателя при этом выход измерителя фазы гармонического сигнала 6 соединен со входом шифратора 7, выход которого является выходом 8 устройства.

Рассмотрим работу устройства. Значения разрядов позиционного кода числа поступают на соответствующие входы 1.i устройства и соответственно на информационные входы n-разрядного входного регистра 2. С приходом тактового сигнала на вход 3 устройства значения записываются в соответствующие разряды входного регистра 2. С выхода i-го разряда регистра 2 значение _i поступает на второй вход управляемого фазовращателя 5.i. В соответствии со значениями разрядов _i в управляемых фазовращателях установятся сдвиги фазы на угол а в управляемых фазовращателях - на угол После прохождения гармонического сигнала с выхода генератора 4 соответственно через линейки фазовращателя и на выходе управляемого фазовращателя суммарный набег фазы будет равен: а на выходе управляемого фазовращателя

В результате измерения разности фаз с выходов фазовращателей и 5.n в измерителе фазы 6 сформируется унитарный код, прямо пропорциональный этой разности:

который соответствует унитарному коду остатка числа по модулю m. После преобразования этого унитарного кода в шифраторе 7 двоичный код остатка проступает на выход 8 устройства.

Из описания работы предлагаемого устройства видно, что, в отличие от прототипа, гармонический сигнал с выхода генератора 4 проходит через меньшее в два раза число управляемых фазовращателей, и, следовательно, в данном устройстве гармонический сигнал появится на обеих входах измерителя фазы 6 в два раза быстрее, чем в прототипе. Следовательно, быстродействие предлагаемого устройства выше, чем у прототипа.

Пример Пусть n=4; В=15₁₀=1111 ₂; m=7. Разряды двоичного четырехразрядного позиционного кода числа В=1111₂ поступают на соответствующие входы 1.1-1.4 устройства и записываются с приходом тактового сигнала на вход 3 в четырехразрядной входной регистр 2. Затем сигналы с выхода регистра 2 установят соответственно следующие сдвиги фазы в управляемых фазовращателях 5.1-5.4:

После прохождения гармонического сигнала с выхода генератора 4 через управляемые фазовращатели 5.1-5.2 и 5.3-5.4 на выходах фазовращателей 5.2 и 5.4 соответственно будут суммарные набеги фазы: и

Измеритель фазы 6 измерит разность между набегами фазы и сформирует унитарный код, соответствующий числу 1. Затем этот код преобразуется в шифраторе 7 в двоичный код и поступит на выход 8 устройства.

Проверка: (A)modm=(15)mod 7=1.

Источники информации

1. Патент РФ №2023346, МПК Н 03 М 7/18, БИ №21, 1994.

2. А.с. СССР №1322483, МПК Н 03 М 7/18, БИ №25, 1987.

3. Патент РФ №2192092, МПК Н 03 М 7/18, БИ №30, 2002.