Устройство для умножения чисел в модулярной системе счисления с плавающей запятой

(19) 7/72 У 27ательский ин еских проблем ннов Ю.Сел тельство СССР Г 7/72, 1984. льство СССР Р 7/72,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЧИСЕЛВ МОДУЛЯРНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ С ПЛАВАВЦЕЙ ЗАПЯТОЙ(57) Изобр)тение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействующих арифметических устройствахс плавающей запятой, функционирующихв модулярном коде. Целью изобретения является сокращение аппаратурныхзатрат. Поставленная цель достигается тем, что устройство для умножениячисел в модулярной системе счисленияс плавающей запятой, содержащее.вычитатель 9 порядка произведения,элементы 10, 18 задержки, схему 1сравнения с константой, блок 12 модульных умножителей, блок 13 масштабирования чисел, блок 14 вычисленияинтервального индекса числа, блок15 суммирования вычетов, сумматор 16порядков и вспомогательный регистр17, имеет новую организацию связей.1 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в арифметических устройствах с плавающей запятой, функционирующих в мЬдулярной системе счисления.Цель изобретения - сокращение ап" паратурных затрат.На чертеже представлена структурная схема устройства для умножения , чисел в модулярной системе счисления с плавающей зайятой.Устройство содержит тактовый вход 1 устройства, выход 2 мантиссы результата устройства, вход 3 ман-. тиссы первого операнда устройства, вход 4 мантиссы второго операнда устройства, вход 5 порядка первого операнда устройства, вход 6 порядка второго операнда устройства, выход 7 порядка результата устройства, выход 8 признака переполнения устрой-, ства,.вычитатель 9 порядка произведения, первый элемент 10 задержки, схему 1 Сравнения с константой, блок 12 модульных умножителей, блок 13 масштабирования чисел, блок 14 вычисления интервального индекса числа, блок 15 суммирования вычетов сумматора 16 порядков, вспомогательный регистр 17, второй элемент 18 задержки.Блок 13 масштабирования чисел, используемый в устройстве, рассчитан на два масштаба, которым присваиваются номера "О" и "1". При этом первый масштаб Б выбирается равным М/Б, а второй масштаб Б= М, .где М = рМ 1 Б - основание характерис 1-1тики; М , = П ш .; р - фиксированное:1натуральное число, выбираемое из условия щ1, 2 р + 1 - 2.Блок 13 масштабирования чисел является блоком конвейерного типа, быстродействие которого составляет Т = Т + 3 тактов при пропускной способности одна операция за .такяТ "- =;Д 1 оК, К - число оснований модулярной системы счисления.Блок 4 вычисления интервального индекса числа служит для определения за Ттактов по входному модулярному коду числа А интервального индекса(А) числа А, Т 1=1 о 1 С, 2 с 1 С К и имеет Т -каскадную конвейерную структуру.Блок 15 суммирования вычетов осуществляет сложение эа Т тактов 1-вычетов по модулю щс формированием числа переполнений. Блок 15 суммирования вычетов имеет Т"каскаднуюконвейерную структуру и формируетлна выходе величину у числа перее-полнений.Элемент 18 задержки представляет,собой цепочку из Т последовательно соединенных регистров. Вход первого регистра является входом элемента 18 задержки, выход последнего регистра элемента 18 задержки - еговыходом. Управляющий вход запрещения записи последнего регистра элемента 18 задержки является его входомзапрета. Схема 11 сравнения с констан той реализуется на ПЗУ в память кодрторого по адресу 1 + 2 Х записывается величина 1, если 1+ХЕ-р" 1, р25 Й= О, в противном случае,1, если 1 ср,ав30 1"щ, в противном случае,Элемент 10 задержкИ выполняет задержку на Т + Т 1+ 4 тактов, Вычита- .тель 9 порядка произведения реализуется на ПЗУ, в память которого по ад 35 ресу Я + 2 записывается набор констант С , ь, причем если Я= О,(,д =в противном случае,45где -ц, 1 - диапазон измерения по-,рядков. Устройство осуществляет умножениечисел а 14(а), 1(а) ) и Ь 1 р(Ь), Ч(Ь), представленных в форме с плавающей запятой, где ц(а) А/М и д(Ь) = В/М " мантиссы;(а) иД(Ь)- порядки операндов и Ь соответствен но А ВРю Р --рМ , рМ 1,- 1. "с с Ч (а.), 1(Ь) сц.Модули шщ, системы счисления выбираются так,чтобы произведение любых двух чисел из диапазона П не выходило за пределы диапазона модулярной системы счисления П", где МО --М: - М11,Д,1Г ш И1 а1Условие нормализации в рассматриваемой модулярной системе счисления для чисел а и Ь имеет вид 1 О л лр - 1 с И(А), Х(В) ( р - 1,л лгде Н(А), И(В) - неточные интервальные номера чисел Аи В, удовлетворяю" 20шие следующим соотношениям: Ж(А)1(А) + р (А),лю(в) - 1(в) + р(в),где 1(А), 1(В) " интервальные индексы;л лР (А), у(В) - неточные ранги соответственно чисел Аи В.Если неточный интервальный номерл л(С). числа С, являющегося оценкойдроби А В Я/М, выходит за пределыинтервала-р - 1, р - 1, то число35С 1 Р, В этом случае дробь С /М, гдеС - оценка дроби А В/М, являетсянормализованной и, следовательно,представляет собой мантиссу результата, в противном случае в качествемантиссы результата принимается дробьС/М. При этом в первом случае порядок результата определяется соотношением 4(С) = 1(а) + 4(В), а во втором - соотношением (С) = 1(а) +45+ 4 (В) - 1,Устройство работает следующим образом.На первом такте работы модулярныекоды (с 1,с(,) числителя А мантиссы М(а) и (1"1,) числителя В мантиссы М(В) с входов 3 и 4 поступаютсоответственно на первый и второйвходы блока 12 модульных умножителей,который получает модулярный код(ъ ъ) произведения С = А"В, запйсываюшййся во вспомогательный регистр 17. Одновременно двоичные коды порядков (а) первого операндаи 4(Ь) второго операнда с входов 5и 6 поступают на первый и второйвходы сумматора 16 порядков, которыйопределяет величину 4(С) . (а) ++ 1(Ь), передающуюся в элемент 10задержк и,На втором такте работы модулярныйкод числа С с выхода вспомогательного регистра 17 подается на информационный вход блока 13 масштабирова"ния чисел, на вход номера масштабакоторого с входа 1 поступает номермасштаба "О". Блок 13 масштабирования чисел начинает операцию масштабирования числа С на константу М/Я.На третьем такте работы модуляционный код числа С с выхода вспомогательного регистра 17 поступаетна информационный вход блока 13 масштабирования чисел, на вход чомерамасштаба которого с входа 1 поступает номер масштаба "1". Блок 13масштабирования чисел начинает операцию масштабирования числа С наконстанту М.На (Т + 5)-м такте работы модулярный код величины 1, являюшейсяоценкой дроби С Я/М, с выхода блока 13 масштабирования поступает навход элемента 18 задержки. Одноврелменно с этим первые 1 остатков т,лл цф, у ) модулярного кода числа С передаются на вход блока 14 вычисленияинтервального индекса числа, а перл лвые 1-1 остатков (уу ) модулярного кода числа С передаются навход блока 15 суммирования вычетов.Блок 14 вычисления интервального ин"декса числа и блок 15 суммирваниявычетов начинают вычисление 1(С) иУЕ- (С)На (Т + 6)-м такте работы моду. -ллярный код величины С, являвшийсяоценкой дроби С/М, с выхода блока3 масштабирования чисел поступаетна вход элемента 18 задержки.На (Т + Т+ 5)-м такте работы ве-личины 1(С) с выхода блока 14 вычисления интервального индекса числ лла и у(с) с выхода блока 15 сум"мирования вычетов пОступают соответственно на вход схемы 11 сравненияс константой, на выходе которой формируется величина Я .На заключительном (Т + Т 1+ 6)-мтакте работы устройства величина Йпоступает на вход запрета элемента1741 Формула изобретения Составитель А, КлюевТехред М,Ходанич Корректор В. Бутяга Редактор В, Петраш М щЗаказ 3655/44 Тираж 704 ПодписноеВН 1 ИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 ее аэ В т Е еПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 14 18 задержки и вход вычитаемого вычитателя 9 порядка произведения, на вход уменьшаемого которого с выхода элемента 10 задержки передается ,)(С) .В зависимости от значения величины Я в последнем регистре элемента 18 задержки и на выходе разности вычитателя формируются соответствующие значения числителя нормализованной мантиссы и порядка. результата. В случае, если Я= 1, на выходе 2 мантиссы и выходе 7 порядка устройства получают соответственно величины С и 1(С) в . 1, а в случае, если Я=О, - величины С и 1(С).На выходе переполнения вычитателя .9 формируется признак переполнения Од, который может быть считан посредством выхода 8 признака переполнения устройства,Устройство для умножения чисел в модулярной системе счисления с плавающей запятой, содержащее два элемента задержки, вычитатель порядка произведения, схему сравнения с константой, ,блок модульных умножителей, блок масштабирования чисел, блок вычисления интервального ин - декса числа, блок суммирования выче,тов, сумматор порядков и вспомогаельный регистр, причем входы манисс первого и второго операндов устойства соединены соответственно с входами первого и второГо сомножителей блока модульных умножителей,выход которого соединен с входом 5вспомогательного регистра выход коФторого соединен с информационным входом блока масштабирования чисел, выход которого соединен с входами блоков суммирования вычетов и вычислиния интервального индекса числа, выходы которых соединены соответственно с входами разрядов схемы сравнения с константой, выход которой соединен с входом вычнтаемого вычитателя порядка произведения, выходы разности и переполнения которого соединены соответственно с выходом порядка результата устройства и с выходом признака переполнения устройства, входы порядков первого и второго операндов которого соединенысоответственно с входами первого ивторого слагаемых сумматора порядков, выход которого через первый рб элемент задержки соединен с входомуменьшаемого вычитателя порядка произведения, выход блока масштабирования чисел соединен с информационным входом второго элемента задержки,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что,с целью сокращения аппаратурных затрат, тактовый вход устройства соеди"нен с входом номера масштаба блокамасштабирования чисел, выходы схемысравнения с константой соединен с ЗБвходом запрета второго элемента задержки, выход которого является выходом мантиссы результата устройства,