Устройство для вычисления корня третьей степени

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11 6 Г 7/55 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИНТОРСО :ВИДЕТЕЛ:ТМ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 903869, кл. С 06 Р 7/552, 1980.Белков М.С. и др. Разработка системы БИС для построения узлов ЦВМ. Вопросы радиоэлектроники, Сер,ЭВТ, 1975, вып. 7, с. 79.Уокерли Дж. Архитектура и програм мирование микро-ЗВМ. - М.: Мир, книга 1, с, 148.Благовещенский Ю,В., Теслер Г.С, Вычисление элементарных функций на ЭВМ. 1977, Техника, с,105-106.Авторское свидетельство СССР Р 1084786, кл. С 06 Г 7/552, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОРНЯТРЕТЬЕЙ СТЕПЕНИ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено длявычисления корня третьей степени ввычислительных машинах и устройствахс обработкой данных в формате с плавающей запятой. Целью изобретенияявляется повышение быстродействия ирасширение функциональных возможностей устройства за счет обработки данных в формате с плавающей запятой.Устройство содержит три триггера 1-3семь регистров 3-6, 8-10, сумматор 7четыре блока памяти 12-15, блок 16сдвига и умножитель 17, На входы 20,22, 18 подаются порядок, мантисса изнак мантиссы соответственно, на выходах 21,23,19 формируются значения1288695порядка мантиссы и знака мантиссы синхронизирующие сигналы, Устройствосоответственно. На вход 24 поступают работает в конвейерном режиме. 1 ил,х,э4 х,2, еслиделится на 3нацело,оп0,5 х, 2 о, если делитсяна 3 с остат 1ком 2,э (х,+г 1/г0,25 х, 2 , если делитсяна 3 с остатком 1. Формирование подкоренного выражения производится при помощи блока 16 сдвига. В зависимости от значения ,порядка аргумента х из блока 13 па 1мяти считывается управляющая информация и в блоке 16 сдвига производится сдвиг аргумента на один или два разряда вправо или значение аргумента передается на выход блока 16 сдвига без изменений.Вычислеийе,мантиссы результатаг, = М 7 (0.125С1) производитсяна основе метода сегментной аппроксимации выражением у = А + Вг, где константы А и В выбираются из условия 5 минимизации абсолютной погрешности.Диапазон изменения аргумента(0,1251) разбивается на интервалы, количество которых определяется требуемой точностью, причемграницы интервалов определяются Кстаршими разрядами мантиссы аргу-.мента. 15 20 Устройство имеет вход 18 и выход 19 знака мантиссы, вход 20 и выход 21 порядка, вход 22 и выход 23 мантиссы и вход 24 синхронизации.Блок сдвига легко построить при помощи селекторов-мультиплексоров. Вычисление Функции у = 1 х производится на основе следующего алго-ритма. Аргумент х в формате с плаваю- ЗО щей запятой представляется следующим образом: х=х, 2 35 где х, - мантисса аргумента (0,5х,.с 1);х - порядок аргумента (х - це 2 2лое число) .х,/эу=-1 х=1 х,2 40 Так как величина х/3 не всегда является целой, то в необходимых слу,чаях производится сдвиг мантиссы45 вправо с прибавлением необходимого количества единиц к порядку аргумента. Изобретение относится к вычислительной .технике и предназначено для использования в вычислительных устройствах при обработке данных в форматах с Фиксированной и плавающей запятой.Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение Функциональных возможностей устройства за счет обработки чисел в Формате с плавающей запятойНа чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит два триггера 1 и 2, четыре регистра 3-6, сумматор 7, пятый 8, шестой 9 и седьмой 10 регистры, третий 11 триггер, четыре блока 12-15 памяти, блок 16 сдвига и умножитель 17. На разных интервалах константы А и В имеют различные значения, В блоке 14 памяти хранятся значения В, а в блоке 15 памяти - значения А+В, где йк - значения начальной точки.Устройство работает следующим образом.В первом такте работы устройства в триггер 1 заносится значение знака мантиссы входного числа зЦп х в регистр 3 значение порядка входного числа х, В зависимости от значения порядка х в блоке 12 памяти осущес. твляется определение порядка результата г . Если используется представление порядка без смещения, то1288695 О, если делится на 3 нацело,Б = 1, если делится на 3 с остатком 2,2, если делится на 3 с остатком 1.Если порядок хг имеет смещение р,то при определении Б принимается во 30внимание величина х - р, вместо хг,В зависимости от Б в блоке 16 сдвигапроисходит сдвиг мантиссы х,Б = 0 - сдвига нет (х,),Б = 1 - сдвиг на один разряд вправо (0,5х,),Б = 2 - сдвиг на два разряда вправо (0,25 х,).По значению старших Е разрядов свыхода блока 16 сдвига из блока 14 40памяти выбирается константа В. В умножителе 17 происходит умножение константы В на значение и - Е младшихразрядов на выходе блока 16 сдвига,.Т.е. формируется одно из значений: 45В(х, - );В (0,5 х, - )рВ(0,25 х, - ),где- значение аргумента в начальной точке интервала аппроксимации,которому принадлежит точка х, (0,5х,или 0,25 х,).Во втором такте работы устройства значение эоп х, переписываетсяв триггер 2, а значение порядка результата гг - в регистр 4. Значениес выхода умножителя 17 записываетсяв регистр 9, а значение Е старшихразрядов с выхода блока 16 сдвига -Б 222 пТ=с +где р х/3, если хг делится на 3нацело,(х1)/3, если хг делитсяна 3 с остатком 2,(х + 2)/3, если х делится2на 3 с остатком 1Если же порядок имеет смещениер, то(х-р)/3+р, если х-р делится на 3 нацело, г= (х-р+1)/3+р, если х -р делится йа 3 с остатком 2, (х -р+2)/3+р, если х -р делится на 3 с остатком 1. Из блока 13 памяти происходит выборка информации управления Б блоком 16 сдвига. в регистр 8. В триггер 1 и регистры 3 и 6 заносится новое значение аргумента со знаком. Из блока 15 памяти выбирается значение А + ВС. На выходе сумматора 7 формируется значе ние мантиссы результата г.А + Втн+ В(х, - с)= А + Вх,=-1 х 1 = гА + ВС+ В(0,5 х, - С)= А + ВА + ВТ+ В(0,25 х, - С)= А + ВЪ0,25 х,= 0,25 х, , г В третьем такте в триггер 11 заносится значение знака мантиссы результата эоп х в регистр 5 - значениепорядка результата г , в регистр 10 -значение мантиссы результата г, . Одновременно в триггер 1, регистры 3 и6 заносится новый операнд, а в триггер 2 и регистры 4,9 и 8 - результатыпромежуточных вычислений над вторымоперандом,Устройство работает по конвейерному принципу. В каждом такте в неговводится новый операнд,В предлагаемом устройстве диапазонвходных чисел значительно расширен.Количество различных чисел, обрабатываемых устройством, равноБг если используется мантисса со скрытымстаршим разрядом,где ш - разрядность порядка;и - разрядность мантиссы,По сравнению с известным устройством диапазон входных чисел расширен в раз.При разрядности порядка ш = 7 Бу128 раз,Такт работы устройства определяется временем задержки наиболее время- емкой ступени конвейера 2 н+ с 6+мн э- время записи информации в регистр;- время задержки информации в блоке памяти,блоке сдвига и умножителе соответственно.11 ри обработке 16-разрядных чиселбыстродействие увеличено в 29 раз. Составитель Н.ЗахаревичТехред В,Кадар Корректор В.Бутяга Редактор О.Головач Заказ 7809/47 Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5"сдь 50 нс, мн = 130 нс. Формула изобретения Устройство для вычисления корня 10 третьей степени, содержащее два триггера, четыре регистра и сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей за счет обработки чисел в формате с плавающей запятой, устройство содержит пятый, шестой и седьмой регистры, третий триггер, четыре блока памяти, блок сдвига и умножитель, 20 причем информационный вход первого триггера соединен с входом знака мантиссы устройства, выход первого триггера соединен с информационным входом второго триггера, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, выход которого является выходом знака мантиссы устройства, информационный вход первого регистра является входом порядка устройства, 30 а выход первого регистра соединен с входами адреса первого и второго блоков памяти, выход первого блока памяти соединен с информационным входом второго регистра, выход которого 95 6соединен с информационным входом третьего регистра, выход которого соеди-нен с выходом порядка устройства, выход второго блока памяти соединен суправляющим входом блока сдвига, информационный вход которого соединен свыходом четвертого регистра, информационный вход которого является входоммантиссы устройства, выход Е старших разрядов блока сдвига Ь =1 оц, Р,"где Р - количество интервалов аппроксимации, 1 - символ наименьшего целого не меньшего) соединен свходом адреса третьего блока памятии с информационным входом пятого регистра, выход третьего блока памятисоединен с входом первого сомножителя умножителя, вход второго сомножителя которого соединен с выходом(и - к) младших разрядов блока сдвига (и - разрядность мантиссы операнда), выход умножителя соединен с информационным входом шестого регистра,выход которого соединен с входом первого слагаемого сумматора вход второго слагаемого которого соединен свыходом четвертого блока памяти, входадреса которого соединен с выходомпятого регистра, выход сумматора соединен с информационным входом седьмого регистра, выход которого являетсявыходом мантиссы устройства, входысинхронизации всех регистров и триггеров подключены к входу синхронизации устройства.