+

RU2361269C2 - Method of logical differentiation of analogue signals equivalent to binary code and device to this end - Google Patents

Method of logical differentiation of analogue signals equivalent to binary code and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2361269C2
RU2361269C2 RU2006144611/09A RU2006144611A RU2361269C2 RU 2361269 C2 RU2361269 C2 RU 2361269C2 RU 2006144611/09 A RU2006144611/09 A RU 2006144611/09A RU 2006144611 A RU2006144611 A RU 2006144611A RU 2361269 C2 RU2361269 C2 RU 2361269C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
function
logical
arguments
functional
input
Prior art date
Application number
RU2006144611/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006144611A (en
RU2361269C9 (en
Inventor
Лев Петрович Петренко (UA)
Лев Петрович Петренко
Original Assignee
Лев Петрович Петренко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лев Петрович Петренко filed Critical Лев Петрович Петренко
Priority to RU2006144611/09A priority Critical patent/RU2361269C9/en
Publication of RU2006144611A publication Critical patent/RU2006144611A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361269C2 publication Critical patent/RU2361269C2/en
Publication of RU2361269C9 publication Critical patent/RU2361269C9/en

Links

Images

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: physics; computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to computer engineering and can be used in making arithmetic units and carrying out arithmetic operations, particularly summation and subtraction processes in position-sign codes. The device contains four AND elements, two OR elements, and three NOT elements.
EFFECT: more functional capabilities.
3 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении арифметических устройств и выполнении арифметических операций, в частности процессов суммирования и вычитания, в позиционно-знаковых кодах. Схемная реализация устройства позволяет минимизировать сквозные переносы путем логического дифференцирования последовательности аргументов слагаемых и организовать параллельные функциональные структуры сумматоров с локальными переносами (в соседний разряд) независимо от разрядности самого сумматора, что в конечном счете приведет к существенному повышению быстродействия процесса суммирования. При этом характерной чертой параллельных сумматоров является наличие схемной реализации операции логического дифференцирования, которая в конечном счете позволяет исключить сквозные переносы, при этом чем выше разрядность сумматора, тем больший выигрыш в быстродействии.The invention relates to computer technology and can be used in the construction of arithmetic devices and arithmetic operations, in particular the processes of summation and subtraction, in position-sign codes. The circuit implementation of the device allows minimizing end-to-end transfers by logically differentiating the sequence of arguments of the terms and organizing parallel functional structures of adders with local transfers (to an adjacent digit) regardless of the bit length of the adder itself, which ultimately leads to a significant increase in the speed of the summation process. At the same time, a characteristic feature of parallel adders is the presence of a circuit implementation of the logical differentiation operation, which ultimately eliminates end-to-end transfers, and the higher the adder bit capacity, the greater the speed gain.

Известен преобразователь двоичного кода в позиционно-знаковый (см. А.С. №1438005 от 29.01.87 г.), содержащий группу из (n-1) элементов НЕ-(функция f(&)-HE) где n - разрядность входного кода, и группу из (n-1) элементов И-(функция f(&)-И), выходы которых являются выходами младших разрядов положительной группы преобразователя, выход старшего разряда которой является входом старшего разряда преобразователя, i-й (i=2, …, n), вход которого соединен с входом (i-1)-го элемента НЕ группы, выход которого соединен с первым входом (i-1)-го элемента И группы, второй вход которого соединен с входом (i-1)-го разряда преобразователя, при этом в него введена группа из (n-1) элементов ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с входами соответствующих разрядов преобразователя, вторые входы элементов ИЛИ-НЕ - (функция f1(}&)-ИЛИ-НЕ) группы соединены с выходами соответствующих элементов НЕ группы, вход младшего разряда преобразователя совместно с выходами элементов ИЛИ-НЕ группы образует n младших разрядов выходов отрицательной группы преобразователя, выход (n+1)-го разряда которого соединен с выходом (n-1)-го-элемента НЕ группы (прототип).A known converter of binary code into position-sign (see AS No. 1438005 dated 01.29.87), containing a group of (n-1) elements HE- (function f (&) - HE) where n is the bit depth of the input code, and a group of (n-1) elements And (function f (&) - And), the outputs of which are the outputs of the least significant bits of the positive group of the converter, the output of the highest bit of which is the input of the highest bit of the converter, i-th (i = 2 , ..., n), the input of which is connected to the input of the (i-1) th element of the NOT group, the output of which is connected to the first input of the (i-1) th element of the group, the second input of which is dined with the input of the (i-1) th digit of the converter, while a group of (n-1) OR-NOT elements is introduced into it, the first inputs of which are connected to the inputs of the corresponding bits of the converter, the second inputs of the OR-NOT elements (function f 1 (} &) - OR) the groups are connected to the outputs of the corresponding elements of the NOT group, the low-order input of the converter, together with the outputs of the elements of the OR-NOT group, forms the n lower-order bits of the outputs of the negative group of the converter, the output of the (n + 1) -th bit of which connected to the output of the (n-1) th element of the NOT group (prot ).

Известный прототип имеет технологические возможности, которые заключаются в том, что для решения задачи повышения быстродействия арифметических операций, а именно локализации сквозного переноса в функциональных структурах процесса суммирования и вычитания вводится операция логического дифференцирования, которая по существу является операцией предварительного введения сквозного переноса, который и выполняет прототип. Недостатком прототипа является отсутствие функциональных возможностей преобразовывать входные аналоговые сигналы ±[ni], эквивалентные знаковому двоичному коду ±f(2n).The known prototype has technological capabilities, which consist in the fact that to solve the problem of increasing the speed of arithmetic operations, namely, localization of end-to-end transfer in the functional structures of the process of summing and subtracting, the logical differentiation operation is introduced, which is essentially the operation of preliminary introduction of end-to-end transfer, which prototype. The disadvantage of the prototype is the lack of functionality to convert the input analog signals ± [n i ], equivalent to the signed binary code ± f (2 n ).

Технологическим и техническим результатом предложенного изобретения является расширение функциональных возможностей, например формирование выходных аналоговых сигналов с учетом знака аналоговых сигналов, которые эквивалентны двоичному коду, и расширение области применения операции логического дифференцирования, например, в структурах сумматора и умножителя.The technological and technical result of the proposed invention is the expansion of functionality, for example, the formation of output analog signals taking into account the sign of analog signals that are equivalent to binary code, and the expansion of the scope of the operation of logical differentiation, for example, in the structures of the adder and multiplier.

Указанный технологический результат достигается следующим способом.The specified technological result is achieved in the following way.

Способ логического дифференцирования аналоговых сигналов [ni], где i→1, 2, … q, эквивалентных двоичному коду f(2n), включающий формированием в «i» разряде системы условно положительного +mi и условно отрицательного -mi аналоговых сигналов, которые принимают либо условно высокий, или активный, уровень аналогового сигнала, либо условно низкий, или неактивный, уровень аналогового сигнала, при этом систему выходных условно положительного +mi и условно отрицательного -mi аналоговых сигналов в «i» разряде формируют одновременно путем логического совмещения производных аналоговых сигналов +n1'i и -n2'i; посредством функции f1(})-ИЛИ и производных аналоговых сигналов -n1'i и +n2'i посредством функции f2(})-ИЛИ, при этом производные условно положительный +n1'i и условно отрицательный -n1'i аналоговые сигналы формируют посредством логических функций f1(&)-И и f3(&)-И из системы входных аналоговых сигналов ni «i» разряда, ni-1 «i-1» разряда и аналогового сигнала n(±), который эквивалентен знаковому разряду двоичного кода, а при формировании производного условно положительного аналогового сигнала +nl'i функцией f1(&)-И предварительно изменяют активность входных аналоговых сигналов ni и n(±) посредством функции f1(&)-НЕ и функции f2(&)-HE, а при формировании производного условно отрицательного аналогового сигнала -n1'i функцией f3(&)-И предварительно изменяют активность входного аналогового сигнала ni-1 «i-1» разряда и n(±) посредством функции f3(&)-НЕ и функции f2(&)-HE, при этом производные условно положительный +n2'i и условно отрицательный -n2'i аналоговые сигналы формируют посредством логических функций f4(&)-И и f2(&)-И из системы входных аналоговых сигналов ni «i» разряда, ni-1 «i-1» разряда и аналогового сигнала n(±), a предварительно при формировании производного условно положительного аналогового сигнала +n2'i функцией f4(&)-И изменяют активность входных аналоговых сигналов ni посредством функции f1(&)-НЕ, а при формировании производного условно отрицательного аналогового сигнала -n2'i функцией f2(&)-И изменяют активность входного аналогового сигнала ni-1 «i-1» разряда посредством функции f3(&)-НЕ, при этом математическая модель процесса логического дифференцирования аналоговых сигналов [ni] имеет видThe method of logical differentiation of analog signals [n i ], where i → 1, 2, ... q, are equivalent to the binary code f (2 n ), including the formation of a conditionally positive + m i and conditionally negative -m i analog signals in the "i" category that receive either a conditionally high or active analog signal level, or a conditionally low or inactive analog signal level, while the system of output conditionally positive + m i and conditionally negative -m i analog signals in the "i" discharge is formed simultaneously by logical co -substituted derivatives of analog signals 1 + n 'i and -n 2' i; by means of the function f 1 (}) - OR and derivatives of analog signals -n 1 ' i and + n 2' i by the function f 2 (}) - OR, while the derivatives are conditionally positive + n 1 ' i and conditionally negative -n 1 ' i analog signals are formed by the logical functions f 1 (&) - And and f 3 (&) - And from the system of input analog signals n i "i" discharge, n i-1 "i-1" discharge and analog signal n ( ±), which is equivalent to the sign bit of the binary code, and when forming derivative conventionally positive analog signal + n l 'i function f 1 (k) - and pre alter the activity Rin dnyh analog signals n i and n (±) by the function f 1 (k) - NO 2, and the function f (&) - HE, and the formation of a derivative signal conventionally negative analog -n 1 'i function f 3 (k) - and preliminary change the activity of the input analog signal n i-1 "i-1" discharge and n (±) by means of the function f 3 (&) - NOT and function f 2 (&) - HE, while the derivatives are conditionally positive + n 2 ' i and conditionally negative -n 2 ' i analog signals are generated by the logical functions f 4 (&) - And and f 2 (&) - And from the system of input analog signals n i "i" discharge, n i-1 "i-1" discharge and analog si drove n (±), a previously when generating a derivative of a conditionally positive analog signal + n 2 ' i by the function f 4 (&) - AND change the activity of the input analog signals n i by means of the function f 1 (&) - NOT, and when forming the derivative negative analog signal -n 2 ' i function f 2 (&) - AND change the activity of the input analog signal n i-1 "i-1" discharge by function f 3 (&) - NOT, while the mathematical model of the process of logical differentiation of analog signals [n i ] has the form

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
и
Figure 00000003
- функция f1(&)-И и функция f(})-ИЛИ;Where
Figure 00000002
and
Figure 00000003
- the function f 1 (&) - AND and the function f (}) - OR;

«=&=» - функция изменения активности входных аналоговых сигналов f(&)-HE.“= & =” Is the function of changing the activity of the input analog signals f (&) - HE.

Указанный технический результат достигается следующим устройством.The specified technical result is achieved by the following device.

Устройство логического дифференцирования аналоговых сигналов, эквивалентных двоичному коду, «i» разряд которого содержит две функции f(&)-HE и функцию f1(&)-И, первая функциональная связь функции f1(&)-И является выходной функциональной связью функции f1(&)-НЕ, входная функциональная связь которой является входом подачи аналогового сигнала ni «i» разряда, при этом в «i» разряд введены три дополнительные функции f2(&)-И, f3(&)-И, f4(&)-И и две функции f1(})-ИЛИ и f2(})-ИЛИ, выходная функциональная связь которых является условно положительным и условно отрицательным выходом «i» разряда, а две входные функциональные связи функций f1(})-ИЛИ и f2(})-ИЛИ являются выходными функциональными связями функций f1(&)-И, f2(&)-И и f3(&)-И, f4(&)-И соответственно, при этом третьи входные функциональные связи функций f1(&)-И и f3(&)-И являются выходной функциональной связью функции f2(&)-HE, функциональная входная связь которой является третьей функциональной связью функций f2(&)-И и f3{&)-И и является входом устройства для подачи аналогового сигнала n(±), который эквивалентен знаковому разряду двоичного кода, при этом первая функциональная связь функций f2(&)-И и f3(&)-И является входом устройства для подачи аналогового сигнала ni «i» разряда, а вторые функциональные связи функций f2(&)-И и f3(&)-И являются выходными функциональными связями функции f3(&)-НЕ, функциональная входная связь которой является второй функциональной связью функции f4(&)-И и является входом устройства для подачи аналогового сигнала ni-1 «i-1» разряда, при этом первая функциональная связь функции f4(&)-И является выходной функциональной связью первой функции f1(&)-НЕ.The device for the logical differentiation of analog signals equivalent to binary code, the “i” bit of which contains two functions f (&) - HE and function f 1 (&) - И, the first functional connection of the function f 1 (&) - И is the output functional connection of the function f 1 (&) - NOT, the input functional connection of which is the input of the analog signal n i "i" discharge, while in the "i" category introduced three additional functions f 2 (&) - And, f 3 (&) - And , f 4 (k) - D and two functions f 1 (}) - OR and f 2 (}) - OR, the output of which functional relationship is conventionally positive and conditionally from itsatelnym yield «i» discharge, and two input functional communication functions f 1 (}) - OR and f 2 (}) - OR are output functional linkages functions f 1 (k) - and, f 2 (k) - D and f 3 (&) - And, f 4 (&) - And accordingly, while the third input functional relationships of the functions f 1 (&) - And and f 3 (&) - And are the output functional relationship of the function f 2 (&) - HE functional input connection which is the third functional connection functions f 2 (k) - and 3 and f {k) - I and is an input device for supplying the analog signal n (±), which is equivalent to the sign bit binary code, wherein n rvaya functional connection functions f 2 (k) - D and f 3 (k) - and is the input device for supplying the analog signal n i «i» discharge, and the second functional communication functions f 2 (k) - D and f 3 (& ) -And are the output functional links of the function f 3 (&) - NOT, the functional input link of which is the second functional link of the function f 4 (&) - AND and is the input of the device for supplying an analog signal n i-1 "i-1" discharge , the first functional relationship of the function f 4 (&) - AND is the output functional relationship of the first function f 1 (&) - NOT.

На фиг.1 изображено устройство, которое реализует предложенный способ. На фиг.2 изображена математическая модель логического дифференцирования аналоговых сигналов, эквивалентных двоичному коду, и ее схемная реализация. На фиг.3 изображены временные диаграммы процесса логического дифференцирования аналоговых сигналов.Figure 1 shows a device that implements the proposed method. Figure 2 shows a mathematical model of the logical differentiation of analog signals equivalent to binary code, and its circuit implementation. Figure 3 shows the timing diagrams of the process of logical differentiation of analog signals.

Схемная реализация «i» разряда устройства преобразования содержит функции f1(&)-И -f4(&)-H 1-4, функции f5(})-ИЛИ 5 и f6(})-ИЛИ 6, а также функции f7(&)-HE - f9(&)-HE 7-9.The circuit implementation of the "i" discharge of the conversion device contains the functions f 1 (&) - AND -f 4 (&) - H 1-4, the functions f 5 (}) - OR 5 and f 6 (}) - OR 6, and functions f 7 (&) - HE - f 9 (&) - HE 7-9.

Устройство логического дифференцирования аналоговых сигналов, эквивалентных двоичному коду, «i» разряд которого содержит две функции f(&)-HE 8 и 9 и функцию f1(&)-И 1, первая функциональная связь функции f1(&)-И 1 является выходной функциональной связью функции f1(&)-НЕ 8, функциональная входная связь которой является входом подачи аналогового сигнала ni «i» разряда, при этом в «i» разряд введены три дополнительные функции f2(&)-И 2, f3(&)-И 3, f4(&)-H 4, и две функции Logical differentiation device for analog signals equivalent to binary code, the “i” bit of which contains two functions f (&) - HE 8 and 9 and function f 1 (&) - И 1, the first functional connection of function f 1 (&) - И 1 is the output functional connection of the function f 1 (&) - NOT 8, the functional input of which is the input of the analog signal n i "i" discharge, while in the "i" category introduced three additional functions f 2 (&) - And 2, f 3 (&) - And 3, f 4 (&) - H 4, and two functions

f1(})-ИЛИ 5 и f2(})-ИЛИ 6 выходная функциональная связь которых является условно положительным и условно отрицательным выходом «i» разряда, а две входные функциональные связи функций f1(})-ИЛИ 5 и f2(})-ИЛИ 6 являются выходными функциональными связями функций f1(&)-И 1, f2(&)-И 2 и f3(&)-И 3, f4(&)-И 4 соответственно, при этом третьи функциональные входные связи функций f1(&)-И 1 и f 1 (}) - OR 5 and f 2 (}) - OR 6 the output functional connection of which is a conditionally positive and conditionally negative output “i” of the discharge, and the two input functional connections of the functions f 1 (}) - OR 5 and f 2 (}) - OR 6 are the output functional relationships of the functions f 1 (&) - And 1, f 2 (&) - And 2 and f 3 (&) - And 3, f 4 (&) - And 4, respectively, while third functional input relations of the functions f 1 (&) - And 1 and

f3(&)-И 3 являются выходной функциональной связью функции f2(&)-HE 7, функциональная входная связь которой является третьей функциональной связью функций f2(&)-И 2 и f4(&)-И 4 и является входом устройства для подачи аналогового сигнала n(±), который эквивалентен знаковому разряду двоичного кода, при этом первая функциональная связь функций f2(&)-И 2 и f3(&)-И 3 является входом устройства для подачи аналогового сигнала ni «i» разряда, а вторые функциональные связи функций f2(&)-И 2 и f3(&)-И 3 являются выходными функциональными связями функции f3(&)-НЕ 9, функциональная входная связь которой является второй функциональной связью функции f4(&)-И 4 и является входом устройства для подачи аналогового сигнала ni-1 «i-1» разряда, при этом первая функциональная связь функции f4(&)-И 4 является функциональной выходной связью первой функции f1(&)-НЕ 8.f 3 (&) - And 3 are the output functional link of the function f 2 (&) - HE 7, the functional input link of which is the third functional link of the functions f 2 (&) - And 2 and f 4 (&) - And 4 and is the input of the device for supplying an analog signal n (±), which is equivalent to the sign of the binary code, while the first functional connection of the functions f 2 (&) - And 2 and f 3 (&) - And 3 is the input of the device for supplying an analog signal n i «i» discharge, and the second functional communication functions f 2 (k) - and 2 and f 3 (k) - i 3 are output links functional function f 3 (k) - NOT 9 funct tional input link which is the second functional connection function f 4 (k) - and 4 and is an input device for supplying the analog signal n i-1 «i-1" of the discharge, the first functional relationship function f 4 (k) - AND 4 is the functional output connection of the first function f 1 (&) - NOT 8.

Работу процесса логического дифференцирования поясним в процессе синтеза его математической модели.We explain the operation of the process of logical differentiation in the synthesis of its mathematical model.

Прежде всего, следует отметить, что поскольку аргументы в двоичной системе f(2n) в реальной действительности - это электрические напряжения высокого «1» и низкого «0» уровня, а последовательность электрических напряжений [ni]→«101001011», которая, например, во временном интервале,First of all, it should be noted that since the arguments in the binary system f (2 n ) in reality are electric voltages of a high “1” and low “0” level, and the sequence of electric voltages [n i ] → “101001011”, which, for example, in a time interval,

Figure 00000004
Figure 00000004

то имеет смысл аргументы двоичной системы f(2n) из общепринятой записи [ni]→«101001011» записывать в графоаналитическом видеthen it makes sense to write the arguments of the binary system f (2 n ) from the generally accepted notation [n i ] → "101001011" in graph-analytical form

Figure 00000005
Figure 00000005

Одним из возможных методов повышения быстродействия арифметических устройств является перевод аналоговых сигналов функциональных структур аргументов слагаемых, которые эквивалентны двоичной системе счисления f(2n), в систему положительных и условно отрицательных аналоговых сигналов, которые эквивалентны позиционно-знаковому коду f(+/-). В результате такого преобразования логических аргументов аналоговых сигналов слагаемых в процедуре сложения и вычитания сквозные переносы не возникают.One of the possible methods for increasing the speed of arithmetic devices is the translation of analog signals of the functional structures of the arguments of the terms, which are equivalent to the binary number system f (2 n ), into a system of positive and conditionally negative analog signals that are equivalent to the position-sign code f (+/-). As a result of such a conversion of the logical arguments of the analogue terms in the addition and subtraction procedure, end-to-end transfers do not occur.

Теоретической основой перехода f(2n)→f(+/-) является операция логического дифференцирования последовательности аргументов аналоговых сигналов f(2n), в результате которой информация о конкретном эквивалентном числе будет заключаться в переходе неактивного уровня аналогового сигнала в активный «1»←«0» и в переходе активного уровня аналогового сигнала в неактивный «0»←«1». При этом при каждом переходе от младшего к старшему разряду «1»←«0» в f(2n) формируют условно отрицательный аналоговый сигнал высокого уровня «-1», а при каждом переходе «0»←«1» формируется условно положительный аналоговый сигнал высокого уровня «+1» в очередном разряде.The theoretical basis of the transition f (2 n ) → f (+/-) is the operation of logical differentiation of the sequence of arguments of the analog signals f (2 n ), as a result of which information about a specific equivalent number will consist in the transition of the inactive level of the analog signal to the active "1" ← “0” and in the transition of the active level of the analog signal to inactive “0” ← “1”. In this case, at each transition from the least significant to the most significant digit “1” ← “0” in f (2 n ), a conditionally negative high level analog signal “-1” is generated, and with each transition “0” ← “1”, a conditionally positive analog high level signal "+1" in the next category.

Процедура логического дифференцирования f(2n)→df(2n)/dn→f(+/-) для положительных и условно отрицательных структур аргументов +f(2n) и -f(2n)The logical differentiation procedure f (2 n ) → df (2 n ) / dn → f (+/-) for positive and conditionally negative argument structures + f (2 n ) and -f (2 n )

Figure 00000006
Figure 00000006

Из анализа графоаналитических структур логического дифференцирования аргументов (1) и (2) следует, что в двоичной системе счисления f(2n) знаковый разряд «зн» по существу соответствует каждому аргументу в структуре конкретного двоичного кода. И в этой связи любая двоичная структура кода f(2n) может быть записана в позиционно-знаковом виде f(+/-)From an analysis of the graph-analytical structures of the logical differentiation of arguments (1) and (2) it follows that in the binary number system f (2 n ) the sign digit “zn” essentially corresponds to each argument in the structure of a specific binary code. And in this regard, any binary structure of the code f (2 n ) can be written in the position-sign form f (+/-)

Figure 00000007
Figure 00000007

в которой отрицательная составляющая последовательности положительных аргументов +f(2n) равна нулю «00…0».in which the negative component of the sequence of positive arguments + f (2 n ) is equal to zero "00 ... 0".

Аналогичная ситуация и в структуре аргументов -f(2n)The situation is similar in the argument structure -f (2 n )

Figure 00000008
Figure 00000008

где положительная составляющая в системе аргументов соответствует логическим нулям «00…0».where the positive component in the system of arguments corresponds to the logical zeros “00 ... 0”.

При такой интерпретации знакового разряда можно констатировать, что каждый аргумент в системе f(+/-) представлен со знаком.With this interpretation of the sign discharge, we can state that each argument in the system f (+/-) is represented with a sign.

Следует отметить, что в любой электронной системе всегда присутствует совокупность положительных и отрицательных аргументов, например электрических зарядов. Следовательно, и система счисления также должна быть представлена в виде совокупности положительных «+1» и условно отрицательных «-1» аргументов, поскольку любой знаковый аргумент может быть записан в виде системы положительного и условно отрицательного аргументаIt should be noted that in any electronic system there is always a combination of positive and negative arguments, for example, electric charges. Consequently, the number system should also be represented as a combination of positive "+1" and conditionally negative "-1" arguments, since any signed argument can be written as a system of positive and conditionally negative argument

Figure 00000009
Figure 00000009

Если интерпретировать двоичную систему f(2n) в виде (3) и (4), то логический переход f(2n)→f(+/-) из двоичной системы счисления в позиционно-знаковую или троичную систему (+1, 0, -1) может быть представлен в виде аксиом преобразования (5).If we interpret the binary system f (2 n ) in the form of (3) and (4), then the logical transition f (2 n ) → f (+/-) from the binary number system to the position-sign or ternary system (+1, 0 , -1) can be represented as transformation axioms (5).

Графоаналитическая интерпретация процесса логического дифференцирования аргументов f(2n)→f(+/-). Применяя аксиомы логических преобразований (5) для положительных аргументов (3) и условно отрицательных аргументов (4), формируем структуры аргументов f1(+/-)*Graph-analytical interpretation of the process of logical differentiation of arguments f (2 n ) → f (+/-). Using the axioms of logical transformations (5) for positive arguments (3) and conditionally negative arguments (4), we form argument structures f 1 (+/-) *

Figure 00000010
Figure 00000010

и f2(+/-)*and f 2 (+/-) *

Figure 00000011
Figure 00000011

в которых после замены активных логических нулей «+1/-1»→«0» эквивалентными пассивными «0»→«+1/-1» окончательно получаем структуру позиционно-знаковых аргументов f1(+/-) и f2(+/-).in which, after replacing the active logical zeros “+ 1 / -1” → “0” with equivalent passive “0” → “+ 1 / -1”, we finally get the structure of position-sign arguments f 1 (+/-) and f 2 (+ / -).

Из анализа результатов преобразования непосредственно вытекает понятие активного и пассивного «логического нуля», которое можно записать в видеFrom the analysis of the conversion results directly follows the concept of active and passive "logical zero", which can be written as

«+1/-1»→«0»→«+1/-1»“+ 1 / -1” → “0” → “+ 1 / -1”

Далее, если перейти от формализованного представления логических аргументов к электрическим сигналам условно низкого и высокого уровня, то можно сформировать графоаналитическую структуруFurther, if we move from a formalized representation of logical arguments to conditionally low and high level electrical signals, we can form a graphoanalytic structure

Figure 00000012
Figure 00000012

Затем, если подразумевать под функцией f(U), например, электрическое напряжение U(t), которое изменяется во времени, и пропустить его через дифференцирующую электронную структуру f(C, R)Then, if we mean by the function f (U), for example, the electric voltage U (t), which changes in time, and pass it through the differentiating electronic structure f (C, R)

U(t)→df(С, R)/dt→U'(t),U (t) → df (C, R) / dt → U '(t),

то результирующим сигналом будет U(t) структура импульсных последовательностей U'(t) фиг.3. На основании изложенного следует, что позиционно-знаковый код (6) является результатом логического дифференцирования графоаналитической функции f(U). При этом производная f(U) лишена не информационного параметра, следовательно, двоичный код f(2n) избыточен в этой плоскости анализа. Следовательно, синтезированная система счисления f(+/-) является производной двоичной системы счисления f(2n), которая является позиционно-знаковой или биполярной. А поскольку система биполярная, то, для того чтобы получить в системе f(+/-) из положительного числа отрицательное число, достаточно поменять местами аргументы, которые соответствуют знакам «+» и «-».then the resulting signal will be U (t) structure of the pulse sequences U '(t) of Fig.3. Based on the foregoing, it follows that the position-sign code (6) is the result of the logical differentiation of the graph-analytical function f (U). Moreover, the derivative f (U) is not devoid of an information parameter, therefore, the binary code f (2 n ) is redundant in this plane of analysis. Therefore, the synthesized number system f (+/-) is a derivative of the binary number system f (2 n ), which is positionally signed or bipolar. And since the system is bipolar, in order to get a negative number in the system f (+/-) from a positive number, it is enough to swap the arguments that correspond to the signs “+” and “-”.

Анализируя полученные результаты можно сделать однозначный вывод, что позиционно расположенные логические аргументы «1» несут индивидуальную информацию не только о числовом значении, но и о знаке, а общий знак архитектурной композиции f(+/-) определяется старшим разрядом общей структуры аргументов.Analyzing the obtained results, we can make an unambiguous conclusion that the positionally located logical arguments “1” carry individual information not only about the numerical value, but also about the sign, and the general sign of the architectural composition f (+/-) is determined by the highest order of the general structure of the arguments.

Далее, для формирования математической модели процесса преобразования логического дифференцирования аналоговых сигналов, эквивалентных двоичному коду, введем аналитическое обозначение логических функций, которые по существу являются системой электронных компонентов. Следовательно, в аналитической форме логические функции могут быть записаны в виде математического символа системы (}) с уточняющим знаком логического элемента «1» - символ логического элемента «ИЛИ» и «&» - символ логического элемента «И». При этом символ «1» логического элемента «ИЛИ» может принимать различные цифровые значения, в зависимости от номера логического элемента в аналитической структуре процесса преобразования входных аргументов «m» и «n».Next, to form a mathematical model of the process of converting the logical differentiation of analog signals equivalent to binary code, we introduce an analytical notation for logical functions, which are essentially a system of electronic components. Therefore, in an analytical form, logical functions can be written in the form of a mathematical symbol of the system (}) with the qualifying sign of the logical element “1” - the symbol of the logical element “OR” and “&” - the symbol of the logical element “AND”. In this case, the symbol “1” of the logical element “OR” can take various digital values, depending on the number of the logical element in the analytical structure of the process of converting the input arguments “m” and “n”.

- Функция (ИЛИ→«+») фиг.2- Function (OR → "+") of Fig.2

Figure 00000013
Figure 00000013

где (=) - функциональная связь f(=) логической функции f1(})-ИЛИ.where (=) is the functional relationship f (=) of the logical function f 1 (}) - OR.

- Функция (И→«•») фиг.3- Function (And → "•") of Fig.3

Figure 00000014
Figure 00000014

- Инвертирующая функция (НЕ) фиг.4- Inverting function (NOT) figure 4

Figure 00000015
Figure 00000015

Посредством введенных аналитических выражений логических функций f1(})-ИЛИ (7), f1(&)-И (8) и f1(&)-HE (9) может быть сформирована векторная графоаналитическая структура процесса логического дифференцирования Using the introduced analytical expressions of the logical functions f 1 (}) - OR (7), f 1 (&) - AND (8) and f 1 (&) - HE (9), a vector graphic-analytical structure of the logical differentiation process can be formed

f(2n)→f(+/-), например, для аналоговых сигналов ni и ni-1 «i» и «i-1» разрядов в видеf (2 n ) → f (+/-), for example, for analog signals n i and n i-1 “i” and “i-1” bits in the form

Figure 00000016
Figure 00000016

где (→) и (←) - направленные векторы, которые располагают над аргументами и функцией f(&)-HE и обозначают активизированные (высокого уровня) или не активизированные (низкого уровня) аргументы или функцию f(&)-HE;where (→) and (←) are directional vectors that are placed above the arguments and the function f (&) - HE and denote the activated (high level) or not activated (low level) arguments or the function f (&) - HE;

Figure 00000017
- активизированные функции f1(&)-И и f4(&)-H;
Figure 00000017
- activated functions f 1 (&) - And and f 4 (&) - H;

Figure 00000018
- не активизированные функции f2(&)-И и f3(&)-И;
Figure 00000018
- not activated functions f 2 (&) - And and f 3 (&) - And;

Из анализа векторной графоаналитической структуры активизации функций выражения (10) следует, что активные входные аргументы ni и ni-1 «i» и «i-1» разрядов активизируют только функции f1(&)-И и f4(&)-H с выходными аргументами +mi+1 и -mi-1 «i+1» и «i-1» разрядов, что адекватно сооветствует логическому дифференцированию.From the analysis of the vector graphoanalytic structure of activating the functions of expression (10) it follows that the active input arguments n i and n i-1 “i” and “i-1” bits activate only the functions f 1 (&) - And and f 4 (&) -H with output arguments + m i + 1 and -m i-1 “i + 1” and “i-1” bits, which adequately corresponds to logical differentiation.

Далее, для формирования математической модели «i» разряда процесса преобразования f(2n)→f(+/-) необходимо выделить из аналитического выражения графоаналитической структуры (10) структуру функций «i» разряда, которая соответствует преобразованным аргументам «+mi» и «-mi». После выполнения указанного действия формируем графоаналитическую структуру процесса преобразования аргументов f(2n)→f(+/-) «i» разряда видаFurther, for the formation of the mathematical model “i” of the discharge of the conversion process f (2 n ) → f (+/-), it is necessary to extract from the analytical expression of the graph-analytical structure (10) the structure of the functions of the “i” discharge, which corresponds to the converted arguments “+ m i ” and "-m i ". After performing the indicated action, we form the graphoanalytic structure of the process of converting the arguments f (2 n ) → f (+/-) “i” of the discharge of the form

Figure 00000019
Figure 00000019

Анализируя полученный результат, можно отметить, что функциональное совмещение математической модели (10) и (11) процесса преобразования аргументов f(2n)→f(+/-) «i» разряда, аргументы и функция f(&)-HE в котором записаны с направленными векторами, с входной и выходной структурой аргументов [n] и [m] позволяет существенным образом упростить описание работы функциональной структуры (математической модели) и исключить субъективные ошибки. При этом для исключения словесного описания возможных комбинаций входных и выходных аргументов достаточно привести дополнительные векторные графоаналитические структуры процесса логического дифференцирования f(2n)→f(+/-).Analyzing the result, it can be noted that the functional combination of the mathematical model (10) and (11) of the process of converting the arguments f (2 n ) → f (+/-) "i" of the discharge, the arguments and the function f (&) - HE in which written with directional vectors, with the input and output structure of the arguments [n] and [m] allows to significantly simplify the description of the functional structure (mathematical model) and to eliminate subjective errors. Moreover, to eliminate the verbal description of possible combinations of input and output arguments, it suffices to give additional vector graphoanalytic structures of the process of logical differentiation f (2 n ) → f (+/-).

Вариант 1.Option 1.

Figure 00000020
Figure 00000020

Вариант 2.Option 2

Figure 00000021
Figure 00000021

Из полученных результатов следует, что, с одной стороны, математическая модель (11) по сравнению со схемной реализацией более лаконично отражает электронный процесс преобразования аргументов. С другой стороны, аналитическая запись процесса преобразования (10) также несет в себе и структуру схемной реализации, время преобразования которой соответствует двум условным логическим функциям f(&)-ИFrom the results obtained it follows that, on the one hand, the mathematical model (11), in comparison with the circuit implementation, more succinctly reflects the electronic process of converting arguments. On the other hand, the analytical record of the transformation process (10) also carries the structure of a circuit implementation, the transformation time of which corresponds to two conditional logical functions f (&) - And

Δt→2·f(&).Δt → 2f (&).

Синтезированное аналитическое выражение (11) является математической моделью процесса преобразования структуры аналоговых сигналов +[ni], которая эквивалентна положительному двоичному коду +f(2n), в систему условно знаковых аналоговых сигналов [+mi] и [-mi], которая эквивалентна позиционно-знаковому коду f(+/-) и не может быть непосредственно использована для преобразования аналоговых сигналов -[ni], которые эквивалентны отрицательному двоичному коду -f(2n). В этой связи синтезируем математическую модель преобразователя f(2n)→f(+/-) с учетом знака последовательности аргументов f(2n). Из анализа графоаналитических структур (1) и (2) процессов преобразования +f(2n) и -f(2n) следует, что архитектурные композиции аргументов f1(+/-) и f2(+/-) по существу имеют взаимно инверсную конфигурацию, следовательно, для учета знака последовательности аргументов ±f(2n) необходимо ввести коммутирующую структуру функций +f(#) и -f(#) в соответствии с графоаналитической структурой видаThe synthesized analytical expression (11) is a mathematical model of the process of converting the structure of analog signals + [n i ], which is equivalent to the positive binary code + f (2 n ), into a system of conditionally signed analog signals [+ m i ] and [-m i ], which is equivalent to the position-sign code f (+/-) and cannot be directly used to convert analog signals - [n i ], which are equivalent to the negative binary code -f (2 n ). In this regard, we synthesize the mathematical model of the converter f (2 n ) → f (+/-) taking into account the sign of the sequence of arguments f (2 n ). An analysis of the graphoanalytic structures (1) and (2) of the transformation processes + f (2 n ) and -f (2 n ) implies that the architectural compositions of the arguments f 1 (+/-) and f 2 (+/-) essentially have mutually inverse configuration, therefore, to take into account the sign of the sequence of arguments ± f (2 n ), it is necessary to introduce the commuting structure of the functions + f (#) and -f (#) in accordance with the graph-analytical structure of the form

Figure 00000022
Figure 00000022

где +m'i и -m'i - аргументы предварительного преобразования последовательности аргументов f(2n) без знака.where + m ' i and -m' i are the arguments of the preliminary transformation of the sequence of arguments f (2 n ) unsigned.

Из рекомендационной графоаналитической структуры (12) следует, что перед выходной функцией f1(})-ИЛИ и f2(})-ИЛИ в каждом канале предварительного формирования аргументов (+m'i) и (-m'i) необходимо ввести две коммутирующие функции f3(&)-И и f4(&)-H, которые осуществляют подачу производного аргумента +m'i или -m'i, в зависимости от знакового аргумента или разряда ±f(2n). Аналитическое выражение такой ситуации можно записатьIt follows from the recommended graphoanalytic structure (12) that before the output function f 1 (}) - OR and f 2 (}) - OR, in each channel of preliminary generation of arguments (+ m ' i ) and (-m' i ), two switching functions f 3 (&) - And and f 4 (&) - H, which feed the derived argument + m ' i or -m' i , depending on the signed argument or discharge ± f (2 n ). An analytical expression of such a situation can be written

- для условно положительных аргументов аналоговых сигналов +f(2n), у которых знаковый разряд соответствует логическому аргументу «О», вводим в одну из функциональных связей f(=) коммутирующей функции +f(#), которая реализуется посредством логической функции f4(&)-И, дополнительную инвертирующую функцию f3(&)-НЕ для активизации аргумента +m'i на входе логической функции производного аргумента +m'i в соответствии с аналитическим выражением (13).- for conditionally positive arguments of analog signals + f (2 n ), for which the sign bit corresponds to the logical argument “O”, we introduce into one of the functional connections f (=) the switching function + f (#), which is implemented by the logical function f 4 (&) - And, an additional inverting function f 3 (&) - NOT to activate the argument + m ' i at the input of the logical function of the derived argument + m' i in accordance with the analytical expression (13).

Figure 00000023
Figure 00000023

где ±f(2n) - знаковый аргумент для +f(2n) соответствует аналоговый сигнал низкого уровня «0», для -f(2n) - высокого уровня «1».where ± f (2 n ) is the signed argument for + f (2 n ) corresponds to the low level analog signal “0”, for -f (2 n ) - to the high level “1”.

При этом производный аргумент -m'i активизирует логические функции f4(&)-И и f1(})-ИЛИ только в том случае, когда знаковый аргумент ±f(2n) соответствует условно отрицательной последовательности аргументов -f(2n), у которой знаковый разряд соответствует высокоу уровню «1» аналогового сигнала.In this case, the derived argument -m ' i activates the logical functions f 4 (&) - AND and f 1 (}) - OR only if the signed argument ± f (2 n ) corresponds to a conditionally negative sequence of arguments -f (2 n ), in which the sign discharge corresponds to a high level “1” of the analog signal.

- для условно отрицательных аргументов аналоговых сигналов -f(2n) в соответствии с рекомендационной графоаналитической структурой (12) аналитическое выражение функциональной коммутирующей структуры функций -f(#) может быть записано в виде- for conditionally negative arguments of analog signals -f (2 n ) in accordance with the recommended graphic-analytical structure (12), the analytical expression of the functional switching structure of the functions -f (#) can be written as

Figure 00000024
Figure 00000024

Вводя сформированные функциональные структуры (13) и (14) в аналитическое выражение (12), формируем функциональную структуру видаIntroducing the formed functional structures (13) and (14) into the analytical expression (12), we form a functional structure of the form

Figure 00000025
Figure 00000025

где -m'i↑ и ↓m'i - взаимосвязанные аргументы; =(-m'i)=- информационное состояние функциональной связи f(=). Сформированное аналитическое выражение (15), с одной стороны, адекватно отражает процесс преобразования аргументов ±f(2n)→f(+/-). С другой стороны, по существу представляет собой предварительную (избыточную) функциональную структуру, которую необходимо оптимизировать (минимизировать) или функционально упростить.where -m ' i ↑ and ↓ m' i are interrelated arguments; = (- m ' i ) = is the informational state of the functional connection f (=). The generated analytical expression (15), on the one hand, adequately reflects the process of transformation of arguments ± f (2 n ) → f (+/-). On the other hand, it is essentially a preliminary (redundant) functional structure that needs to be optimized (minimized) or functionally simplified.

Из анализа аналитического выражения (14) следует, что могут быть выполнены следующие действияFrom the analysis of the analytical expression (14) it follows that the following actions can be performed

Figure 00000026
Figure 00000026

С одной стороны, функция f1(&)-И, формирующая производный положительный аналоговый сигнал +m'i, может быть функционально объединена с функциями f4(&)-И и f5(&)-И, поскольку они являются одноименными и последовательными, т.е. система функции f1(&)-И с соответствующими входными аргументами ni, &1 и ni-1 может быть перемещена по соответствующим функциональным связям f(=) и совмещена с соответствующими системами функций f4(&)-И и f5(&)-И. Аналогичные действия могут быть выполнены в отношении функции f2(&)-И и функции f3(&)-И, f5(&)-И. В результате выполнения указанных в выражении (16) действий окончательно получаем минимизированную математическую модель видаOn the one hand, the function f 1 (&) - And, which forms the derivative of the positive analog signal + m ' i , can be functionally combined with the functions f 4 (&) - And and f 5 (&) - And, since they are of the same name and sequential, i.e. the system of functions f 1 (&) - And with the corresponding input arguments n i , & 1 and n i-1 can be moved along the corresponding functional relationships f (=) and combined with the corresponding systems of functions f 4 (&) - And and f 5 (&)-AND. Similar actions can be performed with respect to the function f 2 (&) - And and the function f 3 (&) - And, f 5 (&) - And. As a result of performing the actions indicated in expression (16), we finally obtain a minimized mathematical model of the form

Figure 00000027
Figure 00000027

где функции f1(&)-И -f4(&)-И в математической модели (17) конкретизированы в своей принадлежности к аргументу знакового разряда +f(2n) или -f(2n).where the functions f 1 (&) - And -f 4 (&) - And in the mathematical model (17) are specified in their membership in the sign argument argument + f (2 n ) or -f (2 n ).

Математической модели (17) соответствует схемная реализация фиг.1The mathematical model (17) corresponds to the circuit implementation of figure 1

Анализ полученного результата (17) показывает, что время преобразования Δt синтезированной функциональной структуры процесса преобразования входных условно знаковых аналоговых сигналов ±[ni], эквивалентных знаковому двоичному коду +f(2n) или -f(2n), с последующим формированием системы аналоговых сигналов [+mi] и [-mi], эквивалентных позиционно-знаковому коду f(+/-), соответствует трем условным логическим функциям f(&)-ИAn analysis of the obtained result (17) shows that the conversion time Δt of the synthesized functional structure of the conversion process of input conditionally signed analog signals ± [n i ] equivalent to the signed binary code + f (2 n ) or -f (2 n ), followed by the formation of the system analog signals [+ m i ] and [-m i ], equivalent to the position-sign code f (+/-), corresponds to three conditional logical functions f (&) - And

Δt→f3(&)→f3(&)→f1(})→3·f(&)Δt → f 3 (&) → f 3 (&) → f 1 (}) → 3 · f (&)

Для проверки адекватности функциональной структуры математической модели (17) процессу преобразования входных аналоговых сигналов ±[ni] сформируем векторную графоаналитическую структуру активизации функций, например, для высокого уровня аналогового сигнала ni, как отрицательных аргументов -f(2n), так и для положительных аргументов +f(2n).To check the adequacy of the functional structure of the mathematical model (17) to the process of converting the input analog signals ± [n i ], we will form a vector graphoanalytic structure for activating functions, for example, for a high level of the analog signal n i , both negative arguments -f (2 n ) and positive arguments + f (2 n ).

Вариант 1. -f(2n)→«1»«010»Option 1. -f (2 n ) → “1” “010”

Figure 00000028
Figure 00000028

Вариант 2. +f(2n)→«0»«010»Option 2. + f (2 n ) → “0” “010”

Figure 00000029
Figure 00000029

Анализ векторных графоаналитических структур показывает, что для отрицательных аргументов -f(2n) (вариант 1) при активном аргументе ni активизируется функция f1(&)-И, выходной аналоговый сигнал -m'i которой активизирует функцию f1(})-ИЛИ, выходной аналоговый сигнал +mi(±) которого и является результатом логического дифференцирования для «i» разряда. Аналогичная ситуация и для положительных аргументов +f(2n) (вариант 2), только в этом случае при активном аргументе ni активизируется функция f4(&)-И и f2(})-ИЛИ, a результатом логического дифференцирования является активный аналоговый сигнал -mi(±). Следует отметить, что функции f2(&)-И и f3(&)-И активизируются только в том случае, когда активным аргументом в структуре аналоговых сигналов ±f(2n) будет активный аргумент аналогового сигнала ni-1 Analysis of vector graphoanalytic structures shows that for negative arguments -f (2 n ) (option 1), with the active argument n i , the function f 1 (&) - И is activated, the output analog signal -m ' i which activates the function f 1 (}) -OR, the output analog signal + m i (±) of which is the result of logical differentiation for the “i” discharge. The situation is similar for positive arguments + f (2 n ) (option 2), only in this case with the active argument n i the function f 4 (&) - And and f 2 (}) - OR is activated, and the result of logical differentiation is the active analog signal -m i (±). It should be noted that the functions f 2 (&) - And and f 3 (&) - And are activated only when the active argument in the structure of analog signals ± f (2 n ) is the active argument of the analog signal n i-1

Вариант 3. -f(2n)→«1»«010»Option 3. -f (2 n ) → “1” “010”

Figure 00000030
Figure 00000030

Вариант 4. +f(2n)→«0»«010»Option 4. + f (2 n ) → “0” “010”

Figure 00000031
Figure 00000031

Вводя упрощение в записи знакового аргумента ±f(2n)→n(±) и производных аргументов при формировании положительных входных аналоговых сигналов +m1(±)+m'i(+f(2n))→+n1'i и -m'i(-f(2n))→-n2'i и производных аргументов при формировании условно отрицательных входных аналоговых сигналов -mi(±) +m'i(+f(2n))→+n2'i и Introducing a simplification in writing the signed argument ± f (2 n ) → n (±) and derived arguments when generating positive input analog signals + m 1 (±) + m ' i (+ f (2 n )) → + n 1' i and -m ' i (-f (2 n )) → -n 2' i and derived arguments when generating conditionally negative input analog signals -m i (±) + m ' i (+ f (2 n )) → + n 2 ' i and

-m'i(-f(2n))→-n1'i сформируем окончательную математическую модель вида-m ' i (-f (2 n )) → -n 1' i form the final mathematical model of the form

Figure 00000032
Figure 00000032

Область применения системы аналоговых сигналов [+mi] и [-mi], эквивалентных позиционно-знаковому коду f(+/-).Scope of the system of analog signals [+ m i ] and [-m i ], equivalent to the position-sign code f (+/-).

Если проанализировать графоаналитическую структуру процесса суммирования аргументов, например положительных [ni] и [mi],If we analyze the graph-analytical structure of the process of summing up arguments, for example, positive [n i ] and [m i ],

Figure 00000033
Figure 00000033

где f1(←) и f1(←) - функции локального переноса аргумента; f(←←) - функция сквозного переносов аргумента, то можно отметить, что быстродействие процесса суммирования будет определяться разрядностью функции сквозного переноса f(←←).where f 1 (←) and f 1 (←) are the local transfer functions of the argument; f (← set) is the function of end-to-end transfers of the argument, it can be noted that the speed of the summation process will be determined by the length of the end-to-end transfer function f (←

Далее, если логически продифференцировать аргументы каждого из слагаемых, например [ni]→«10101011» и [mi]→«10110101», и выполнить операцию суммирования, то графоаналитическая структура такого процесса может быть представлена в видеFurther, if we logically differentiate the arguments of each of the terms, for example, [n i ] → “10101011” and [m i ] → “10110101”, and perform the summation operation, then the graph-analytical structure of such a process can be represented as

Figure 00000034
Figure 00000034

Анализ приведенной графоаналитической структуры показывает, что, с одной стороны, в результате логического суммирования аналоговых сигналов [±ni] и [±mi] позиционно-знакового кода f(+/-) формируется логическая сумма ±[Si] в виде системы, что не препятствует выполнению очередного цикла суммирования. С другой стороны, процесс суммирования в системе аналоговых сигналов [±mi] и [±mi], эквивалентных позиционно-знаковому коду f(+/-), позволяет увеличить быстродействие сумматора как минимум в два раза. Поскольку посредством логического дифференцирования аналоговых сигналов [±mi] и [±mi] слагаемых по существу вводится потенциально возможный сквозной перенос в логическую систему каждого из слагаемых, что и исключает возникновение сквозного переноса в процессе суммирования аргументов.The analysis of the given graphoanalytic structure shows that, on the one hand, as a result of the logical summation of the analog signals [± n i ] and [± m i ] of the position-sign code f (+/-), a logical sum ± [S i ] is formed in the form of a system that does not interfere with the execution of the next summation cycle. On the other hand, the process of summing in the system of analog signals [± m i ] and [± m i ], equivalent to the position-sign code f (+/-), allows you to increase the speed of the adder at least twice. Since, through the logical differentiation of the analog signals [± m i ] and [± m i ] of the terms, the potential pass-through transfer of each of the terms is essentially introduced into the logical system, which eliminates the occurrence of pass-through transfer in the process of summing the arguments.

Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности преобразователя двоичного кода в позиционно-знаковый код, что в конечном счете позволит повысить быстродействие арифметических устройств как минимум в два раза.The use of the invention allows to expand the functionality of the converter of binary code into position-sign code, which ultimately will improve the performance of arithmetic devices at least twice.

Claims (1)

Функциональная структура логического дифференцирования аргументов аналоговых сигналов, эквивалентных двоичному коду, условно «i» разряд которого содержит две логические функции
Figure 00000035
и функцию f1(&)-И, первая функциональная связь функции f1(&)-И является выходной функциональной связью логической функции
Figure 00000036
функциональная входная связь которой является входом приема аналогового сигнала ni «i» разряда, отличающаяся тем, что в условно «i» разряд введены три дополнительные логические функции f2(&)-И, f3(&)-И, f4(&)-И и две логические функции f1(})-ИЛИ и f2(})-ИЛИ, при этом функциональные связи в функциональной структуре логического дифференцирования выполнены в соответствии с математической моделью вида
Figure 00000037
Figure 00000038

где
Figure 00000039
и
Figure 00000040
- функция f1(&)-И и функция f1(})-ИЛИ;
«=
Figure 00000041
=» - функция изменения активности входных аналоговых сигналов
Figure 00000042
.
Functional structure of logical differentiation of arguments of analog signals equivalent to binary code, conditionally “i” bit of which contains two logical functions
Figure 00000035
and the function f 1 (&) - And, the first functional relationship of the function f 1 (&) - And is the output functional relationship of the logical function
Figure 00000036
a functional input connection of which is an input for receiving an analog signal of the ni “i” discharge, characterized in that three additional logical functions f 2 (&) - And, f 3 (&) - And, f 4 (& ) -And and two logical functions f 1 (}) - OR and f 2 (}) - OR, while the functional relationships in the functional structure of logical differentiation are made in accordance with a mathematical model of the form
Figure 00000037
Figure 00000038

Where
Figure 00000039
and
Figure 00000040
- the function f 1 (&) - AND and the function f 1 (}) - OR;
"=
Figure 00000041
= "- function for changing the activity of input analog signals
Figure 00000042
.
RU2006144611/09A 2006-12-15 2006-12-15 Method of logical differentiation of analogue signals equivalent to binary code and device to this end RU2361269C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006144611/09A RU2361269C9 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Method of logical differentiation of analogue signals equivalent to binary code and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006144611/09A RU2361269C9 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Method of logical differentiation of analogue signals equivalent to binary code and device to this end

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2006144611A RU2006144611A (en) 2008-06-20
RU2361269C2 true RU2361269C2 (en) 2009-07-10
RU2361269C9 RU2361269C9 (en) 2010-03-10

Family

ID=41045991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006144611/09A RU2361269C9 (en) 2006-12-15 2006-12-15 Method of logical differentiation of analogue signals equivalent to binary code and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361269C9 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417430C1 (en) * 2009-08-03 2011-04-27 Лев Петрович Петренко METHOD FOR LOGIC DIFFERENTIATION d/dn OF POSITIONAL ANALOGUE SIGNALS ±[ni]f(2n) TAKING INTO ACCOUNT LOGICAL SIGN n(±) THEREOF (RUSSIAN LOGIC VERSIONS)
RU2417431C1 (en) * 2009-08-03 2011-04-27 Лев Петрович Петренко METHOD FOR SELECTIVE LOGIC DIFFERENTIATION d*/dn OF POSITIONAL ANALOGUE SIGNALS ±[mj]f(2n) TAKING INTO ACCOUNT LOGICAL SIGN m(±) THEREOF AND FUNCTIONAL STRUCTURE FOR IMPLEMENTATION THEREOF (RUSSIAN LOGIC VERSIONS)
RU2413988C1 (en) * 2009-08-03 2011-03-10 Лев Петрович Петренко FUNCTIONAL STRUCTURE FOR LOGIC DIFFERENTIATION d/dn OF ANALOGUE SIGNALS ±[ni]f(2n) TAKING INTO ACCOUNT LOGIC SIGN n(±) THEREOF (VERSIONS)
RU2417432C1 (en) * 2009-08-24 2011-04-27 Лев Петрович Петренко METHOD OF TRANSFORMING POSITION-SIGN ARGUMENTS ±[nj]f(+/-) INTO STRUCTURE OF ARGUMENTS ±[nj]f(+/-)min WITH MINIMISED NUMBER OF ACTIVE ARGUMENTS AND FUNCTIONAL STRUCTURE FOR IMPLEMENTING SAID METHOD (RUSSIAN LOGIC VERSIONS)
RU2428738C2 (en) * 2009-10-05 2011-09-10 Лев Петрович Петренко FUNCTIONAL STRUCTURE OF PROCEDURE OF LOGICAL DIFFERENTIATION OF d/dn POSITIONAL ARGUMENTS [mj]f(2n) WITH ACCOUNT OF THEIR SIGN m(±) TO FORM POSITIONAL-SIGN STRUCTURE ±[mj]f(+/-)min WITH MINIMISED NUMBER OF ACTIVE ARGUMENTS (VERSIONS)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1169172A1 (en) * 1983-06-01 1985-07-23 Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС Binary code-to-ternary code translator
EP0180100A2 (en) * 1984-10-29 1986-05-07 International Business Machines Corporation Apparatus and method for recording and recovering a binary symbol sequence using an intermediate step of converting the binary sequence into a ternary sequence
SU1438005A1 (en) * 1987-01-29 1988-11-15 Предприятие П/Я В-2201 Binary code to position-sign code converter
SU1656686A1 (en) * 1989-05-31 1991-06-15 Винницкий политехнический институт Binary-to-position-sign code converter
GB2237482B (en) * 1989-10-19 1993-11-17 Stc Plc Digital binary to ternary converter circuit
RU2022337C1 (en) * 1990-01-30 1994-10-30 Научно-исследовательский институт специальных информационно-измерительных систем Parallel sign-digit code/additional binary code converter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1169172A1 (en) * 1983-06-01 1985-07-23 Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС Binary code-to-ternary code translator
EP0180100A2 (en) * 1984-10-29 1986-05-07 International Business Machines Corporation Apparatus and method for recording and recovering a binary symbol sequence using an intermediate step of converting the binary sequence into a ternary sequence
SU1438005A1 (en) * 1987-01-29 1988-11-15 Предприятие П/Я В-2201 Binary code to position-sign code converter
SU1656686A1 (en) * 1989-05-31 1991-06-15 Винницкий политехнический институт Binary-to-position-sign code converter
GB2237482B (en) * 1989-10-19 1993-11-17 Stc Plc Digital binary to ternary converter circuit
RU2022337C1 (en) * 1990-01-30 1994-10-30 Научно-исследовательский институт специальных информационно-измерительных систем Parallel sign-digit code/additional binary code converter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006144611A (en) 2008-06-20
RU2361269C9 (en) 2010-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112114776B (en) Quantum multiplication method, device, electronic device and storage medium
RU2361269C2 (en) Method of logical differentiation of analogue signals equivalent to binary code and device to this end
CN112101517A (en) FPGA implementation method based on piecewise linear pulse neuron network
CN103369326B (en) Be suitable to the transform coder of high-performance video coding standard HEVC
CN105913118A (en) Artificial neural network hardware implementation device based on probability calculation
Zhao et al. Fully fixed-point integrated digital circuit design of discrete memristive systems
CN110458277B (en) Configurable precision convolution hardware architecture suitable for deep learning hardware accelerator
KR100224278B1 (en) Conditional sum adder using pass-transistor logic and integrated circuit having the same
US11469770B2 (en) Architecture for multiplier accumulator using unit elements for multiplication, bias, accumulation, and analog to digital conversion over a shared charge transfer bus
CN112214200B (en) Quantum subtraction operation method, device, electronic device and storage medium
Hamid et al. A note to low-power linear feedback shift registers
KR102677866B1 (en) QCA multiplexer using majority function-based NAND for quantum computing
Torralba et al. Two digital circuits for a fully parallel stochastic neural network
EP0858163B1 (en) Pulse width modulation operation circuit
Yao et al. Hardware simplification to the delta path in a MASH 111 delta–sigma modulator
CN110943955B (en) Method for generating parallel scrambler
Radha et al. An Efficient Implementation of Decimal Adder Using Parallel Prefix Addition
RU2833212C1 (en) Accumulating adder of group structure by arbitrary modulus with successive carry
JP4290203B2 (en) Reduction array apparatus and method
RU2373640C1 (en) FUNCTIONAL STRUCTURE OF SELECTIVE LOGICAL DIFFERENTIATION OF ARGUMENTS OF BINARY SYSTEM FORMAT f(2n)
Petriu et al. Instrumentation applications of multibit random-data representation
CN118041364B (en) ADC super-resolution reconstruction method, device and storage medium
CN115879552B (en) Quantum modulus multiplication inverse operation method and device, electronic device and modulus arithmetic component
Mohammed et al. Design and FPGA Implementation of Matrix Multiplier Using DEMUX-RCA-Based Vedic Multiplier
Chernov et al. Method of analog-to-digital conversion of current signals conveyed by sensor based on multi-valued adder

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载