Устройство для вычисления функции 1х

) И 1) 51)5 С 06 Г 7/5 ВТ ИДЕТ ЕЛ ВУ11 В Ал юшин,ичковичотный(088.8)е свидетельствС 06 Р 7/52свидетельствоС 06 Г 7/52,ВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕ о СССР1984СССР1978.НИЯ к вычисбыть итс Времядин такта, одну Ецию опж сальных ци ровых ния явля ия устрой упростить еист ляет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение отнлительной технике ииспользовано в унивепроцессорах. Целью иется повышение быстрства. Устройство поз1 2процедуру вычисления функции 1/х путем умножения знаменателя и числителя на определенную константу так, чтобы величина, получаемая в знаменателе, была равна двум в степени 1. Результирующая функция в этом случае определяется как константа числителя со сдвигом разрядной сетки на величину 1. Для определения константы используется специальная кусочно-линейная зависимость, предполагающая одну операцию сдвига х и вычитание. Устройство содержит два сдвигателя 5,7, сумматор 6 и блок .4 определения. степени числа х.вычисления функции занимает о и включает две операции сдвиг операцию суммирования и опера ределения степени числа. 2 ил., 1 табл.30 кхА=235Тогда операция определения значения функции 1 х сводится к операции деления величины А на 2 1 А Ах х А 2 40 что эквивалентно сдвигу разрядной сети числа А на к разрядов. При этом число 1 с должно быть целым. С целью 45 упрощения процедуры определениявеличины А в зависимости от входного числа х в предлагаемом устройстве число к определяется следующим образом:50 1 с = 1 од,х - 1Это дает возможность определить величину 1 непосредственно по порядкучисла х, так как к = 11-1, где М -порядок числа х: и у 4+2 схс 2 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в универсальных цифровых процессорах, 5Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.На фиг.1 представлена схема устройства для вычисления функции 1/х,- на фиг.2 - аппроксимация функции 10 2 /х для разных диапазонов изменения квеличины х.Устройство для вычисления функции 1/х содержит вход 1 операнда, выход 2 устройства, вход 3 задания константы, устройства, блок 4 определения порядка, первый сдвигатель 5, сумматор 6, второй сдвигатель 7, вход 8 делимого, выход 9 частного и умножитель 10, для реализации деления двух чисел на основе предлагаемого устройства.Аппроксимирующие функции 11-14 для зависимости 2"/х (фиг.2) приве-, 1дены для различных диапазонов изменения величины х(2 х 4, 4 х 8, 8 х 16, 16 х 32).Устройство работает следующим образом.Для вычисления зависимости 1/х используется процедура умножения числителя и знаменателя на величину А таким образом, что Для определения величины А используется кусочно-линейная аппроксимация зависимости 2 с учетом условия (1) для числа К:А = 2"/Х -0(к - 5, х, (2)где эк рк - коэффициенты аппро "имирующей функции,В таблице представлены коэффициенты Ык,для разных диапазоновизменения величины х ( о(представлен в двоичном коде).Таким образом, процедура вычисления А по заданному х при выбранном методе аппроксимации (2) сводится к суммированию постоянной константы мс величиной х сдвинутой на число разрядов, определяемое коэффициентом(так как ф-н-звсегда 2где М - целое число,см.таблицу). Найденная величина Апозволяет определить искомую функцию 1/х путем простого сдвига.В соответствии с рассмотреннойпроцедурой вычисления функции 1/хна вход (фиг,1) поступает число х,Блок 4 определения порядка числа,определяет величину М, которая появляется на его выходной шине и управляет работой параллельных сдвигателей 5 и 7. Сдвигатель 5 осуществляет сдвиг числа х на (м) разрядов(что соответствует показателю степени коэффициента Я, см, последнююстрочку таблицы).На дополнительный вход 3 поступает константа Ж; На входах сумматора 6, таким образом, формируются два сомножителя М и к х. Сумматор 6 осуществляет обработку входных вели" чин с учетом знака второго сомножителя. В результате на его выходах формируется значение А в соответствии с соотношением (2), которое поступает на вход второго параллельного сдвигателя 7, В этом устройстве ,величина А сдвигается на Мразрядов. На выходах сдвигателя формируется величинаА А 12"2 к хкоторая подается на выход 2.Таким образом, устройство вычисляет функцию 1/х в асинхронном режиме, те, за один такт177 бс точностью до семи разрядов. При этом восьмой разряд определяется дополнением до старшего. Относительная , ошибка составляет с ( 2 . Необходим мо отметить, что в случае х=2 (х =1,10,100, в двоичном коде) ошибка вычисления 1/х равна. нулю. формула изобретения Устройство для вычисления функции 1/х, содержащее два сдвигателя и сумматор, причем первый информационный вход сумматора соединен с выходом первого сдвигателя, выход сумматора соединен с информационным входом второго сдвигателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введен блок определения порядка, вход которого является входом операнда устройства и соединен с информационным входом первого сдвигателя, вход управле- ния сдвигом которого соединен с выходом блока определения порядка и с входом управления сдвигом второго сдвигателя, выход которого является выходом устройства, второй информационный вход сумматора является входом задания константы устройства.1 20 Интервал х М 2 3 4 5 6 7 8 9 10 М 5 1552Устройство дает возможность реализовать операцию деления двух чисел. В этом случае делимое поступает на вход 8 и перемножается в умножителе 10 с функцией 1/х. Результат У/х5 поступает на выход 9.П р и м е р, Вычисление функции 1/х с помощью устройства. Пусть х =101101, Его порядок, определенный блоком 4, М=б.Сдвигатель 5 сдвигает х на (М) разрядов для определения величины рх = 0,00101101,Блок 6 складывает ф х с константой М с учетом знака . В результате определяется А = 0,11- 0,00101101 = 0,10010011. Наконец,сдвигатель 7 позволяет определитьрезультат сдвигом А на М5 разрядов 1/х = 0,0000010010011. Точное деление единицы на х дает 25 1/х О, 00000100100 Я 001) .Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определить функцию З 0 ,1/х, где х - шестиразрядное число,Кх 22 схс 44 схс 88 схс 6бах 3232 хс 6464 хс 128128 хс 256256 хс 51253 2 сх с 1 0242 ( 2 О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 МО, 11 0,11 0,11 0,11 О,1 О, 11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 22 ф2.5222-92- фф