Цифровое устройство для вычисления логарифма числа

сони советснихсоциАлистичеснихРеспуБлин 09) И 11б Р 7/556 госуддрстненны ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ омитет ссс ий и открыт САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ му(21) 4156487/24-24(56) Авторское свидетельство СССРФ 1120319, кл.С 06 Р 7/556, 1983.Авторское свидетельство СССРУ 1003082, кл. С 06 Р 7/556, 1979.(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМА ЧИСЛА(57) Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано при построении функциональных преобразователей. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Цифровое устройстводля вычисления логарифма числа содержит элемент И 1, к-разрядный регистр2 сдвига, счетчик 3, триггер 4,льтиплексор 5, элементы ИЛИ 6 и 7.Работа устройства основана на свойстве двоичного кода числа, заключающемся в том, что характеристика двоичного логарифма числа равна номерустаршего разряда, находящегося в единичном состоянии. Мантисса логарифмаопределяется линейной аппроксимациейлогарифмической функции между ее целочисленными значениями. 1 ил.Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано при построении ф 1 нкциональных преобразователей, специализированных вычислителей, информационно-измерительных систем.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.На чертеже приведена структурная 10схема цифрового устройства для вычис"ления логарифма числа,Устройство содержит элемент И 1,К - разрядный регистр 2 сдвига, счетчик 3, триггер 4, мультиплексор 5, . 15первый и второй элементы ИЛИ 6 и 7.Работа устройства основана на свойстве двоичного кода числа, заключающегося в том, что характеристика двоичного логарифма числа равна номеру 20старшего разряда, находящегося в единичном состоянии. Мантисса логарифмаопределяется линейной аппроксимациейлогарифмической функции между еецелочисленными значениями. 25Устройство работает следующимобразом,Управляющим сигналом Ч производится запись входного кода Х в регистр 2сдвига, установка счетчика 3 в единичное состояние и установка триггера 4 внулевое бостояние, если Х 2, ивкединичное состояние, если Х 2 ф, таккак при этом хотя бы в одном из старшихразрядов входного кода Х Х 35/нсодержится единица,Если Хъ " и Х =О, то триггер 4установлен в единичное состояние,при этом регистр 2 сдвига и счетчик3 находятся в . режимах сдвига в сторону старших разрядов и вычитаниясоответственно, а с инверсного выходарегистра 2 сдвига через мультиплексор5 поступает сигнал логической единицы на элемент И 11. В результате так товые импульсы частотой Г поступаютна счетный вход счетчика 3 и тактовыйвход регистра 2 сдвига. Сдвиг в сторону старших разрядов осуществляетсядо тех пор, пока на выходе старшегоразряда регистра 2 сдвига, а значити на выходе мультиплексора 5, непоявится сигнал логического нуля,которым запрещается прохождение тактовых импульсов на регистр 2 сдвига.и счетчик 3. Значение характеристикилогарифма входного кода Х образуетсяна выходах разрядов счетчика 3, амантиссы - на (К - 1) - выходах младших разрядов регистра 2 сдвига. Еслиже Х 72и Х=1, то при записи входК(2ного кода Х в регистр 2 сдвига на егоинверсном выходе старшего разряда появится сигнал логического нуля, таккак триггер 4, управляющий работоймультиплексора, установлен в единичное .состояние, то ко второму входусхемы И 1 сразу же подключается сиг"нал логического нуля. Это означает,что вычисление закончено и значениехарактеристики и мантиссы логарифмавходного кода Х содержится в счетчике 3 и регистре 2 сдвига,Если Х(2 ф, что означает отсутствие единиц в (к/2) - старших разрядоввходного кода Х, то на выходе первого элемента ИЛИ 6 будет сигнал логического нуля и при записи входногокода Х в регистр 2 сдвига триггер 4будет установлен в нулевое состояние.Это означает, что регистр 2 сдвиганаходится в режиме сдвига в сторонумладших разрядов, счетчик 3 - в режиме сложения, а выход второго элемента ИЛИ 7 подключен через мультиплексор 5 к второму входу элемента И 1.Так какхотя бы на одном иу (к/2)выходов младших разрядов регистра 2:сдвига имеется сигнал логическойединицы, то и на выходе второгоэлемента ИЛИ 7, а значит и навтором входе элемента И 1,будет присутствовать сигнал логичес.кой единицы, В результате тактовыеимпульсы частотой Г поступают насчетный вход счетчика 3 и тактовыйвход регистра 2 сдвига.Сдвиг в сторону младших разрядовосуществляется до обнуления (к/2)щлходов младших разрядов регистра 2сдвига, при этом появление сигналалогического нуля на выходе второгоэлемента ИЛИ 7 блокирует через мультиплексор 5 и элемент И 1 поступле"ния тактовых импульсов на регистр 2и счетчик 3. Значение характеристикилогарифма входного кода Х образуетсяна выходах разрядов счетчика 3, азначение мантиссы - на (к - 1) - выходах младших разрядов регистра 2сдвига, так как выход младшего разряда регистра 2 сдвига связан с еговходом переноса, т.е, в регистре 2сдвига осуществляется кольцевой сдвиг.Формула изобретенияЦифровое устройство для вычисле- .ния логарифма числа, содержащее К -з140145 ба разрядный регистр сдвига, где К - аргумента устройства соединены с разрядность аргумента, счетчик и эле- входами первого элемента ИЛИ, выход мент И причем управляющий вход уст- которого соединен с информационным ройства соединен с входом установкивходом триггера выход которого соеБ9 счетчика и входом записи регистра дииен с входом направления сдвига сдвига, тактовый вход устройства сое- регистра сдвига, с входом направлединен с первым входом элемента И, ния счета счетчика и управляющим выход которого соединен со счетным входом мультиплексора, выход которо- входом счетчика и тактовым входом 10 го соединен с вторым входом элемента регистра сдвига, вход аргумента уст- И, управляющий вход устройства соеройства соединен с информационным динен с тактовым входом триггера, с входом регистра сдвига, с первого по первого по (К/2)-разрядные выходы (К -1) - разрядные выходы которого регистра сдвига соединены с входами соединены с выходом мантиссы устрой второго элемента ИЛИ, выход которого ства, выход счетчика соединен с вы- соединен . с первым информационным ходом характеристики устройства, о т- ,входом мультиплексора, второй инфорл и ч а ю щ е е с я тем, что, с мационный вход которого соединен с целью повышения быстродействия, в инверсным выходом К-го разряда регистнего введены триггер, мультиплексор, 20 ра сдвига, первый разряд которого соепервый и второй элементы ИЛИ, причем динен с входом переноса регистров с (К/2+1) го по К-й разрядные входы сдвига.Составитель А.ШуляповРедактор Н.Лазаренко Техред Л.Сердюкова Корректор А.ТясноЗаказ 2785/47 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4