Устройство для ускоренного деления чисел с аппаратным контролем

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 254891 СОюз Соеетских Социалистических Ресоу 0 лик(088.8) риоритетпубликовано 17.Х.1969, Бюллетень3 ата опубликования описания 9.111,1970 Комитет оо делам зобретений и открытий ори Совете Министров СССРА изобпетени Объединенного конструкторского бюро Вымел1 Заявител ал М СТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ДЕЛ С АППАРАТНЫМ КОНТРОЛЕ Предлагаемое устройство относится к цифровым устройствам для ускоренного делениячисел, с нахождением на каждом этапе деления значений нескольких разрядов частногои с аппаратным контролем деления по модулю.Известны цифровые устройства для ускоре 11 ного деления двоичных чисел с нахождеци модновременно значений нескольких разрядовчастного и с аппаратным контролем деления 10по модулю, содержащие регистры делимого,делителя и частного, устройство для нахождения цифр частного, устройство для преобразования частного, устройство для контроляделения по модулю, устройство местного управления и устройство для вычисления остатков. В известных устройствах аппаратныйконтроль по модулю не обнаруживает в частном и в остатке большого количества ошибок,возникающих в устройстве для нахождения 20значений очередных цйфр промежуточногочастного.Целью предлагаемого устройства являетсяобнаружение ошибок, возникающих вследствие сбоев или неисправностей в аппаратуре 25для нахождения цифр частного,Предлагаемое устройство отличается тем,что содержит устройство для сравнения последнего остатка с предельно допустимымизначениями остатка при данном делителе и ЗО выраооткц сигнала ошибки и дешцфраторы несовпадецпя, входы которых соединены с выходам:.1 старших разрядов устройства для вычисления остатков, одни цз входов устройства для сравнения соединены с выходамп устройства для вычисления остатков, предназначенными для выдачи последнего остатка, а друггие входы соединены с выходам п регистра делителя.На чер геже показан олин пз варацтов реализации описываемого устройства,В состав устройства входят регистр 1 делимого .г, регистр 2 делителя д, устройство 3 для вычисления остатков, устройство 4 для нахождения очередных цифр частного, устройство 5 дчя преобразования частного, регистр 6 частного , устройство 7 контроля по модулю, дешифраторы 8 несовпадения между собой такого количества старших разрядовкаждом очередном частичном остатке, включая разряд его знака, которое ца едпшщу больше количества разрядов частного, определяемых одновременно. Устройство 9 слухкит дг 151 сравнецц 51 последнего остатка Л с величинами, равными допустимым предельным значениям остатка прп данном делителе, и для формирования по результатам этого сравнения сигнала ошибки в случае выхода величины последнего остатка /из допустимого диапазона.254891 Устройство 8 для вычисления остатков й ссодержит несколько линеек параллельныхсумматоров 10 с входными коммутаторами 11для ввода кратных делителя у в каждую линейку сумматоров 10.Устройство 4 для нахождения очередныхцифр частного содержит несколько декод 1 рующих узлов 12 (по одному узлу на каждуюю линейку сумм аторов 10) .Количество дешифраторов 8 соответствуетколичесгву декодирующих узлов 12 в устройстве 4 и, следовательно, количеству линеексумматоров в устройстве 8, Каждый дешифратор представляет собой по существу дешифратор несоответствия на (и+1) разрядов,где и - . количество разрядов частного, значения когорых находятся одновременно наодном этапе деления.Устройство 9 содержит устройство сравнения 13, выполненное в виде сумматора свходными клапанами 14 и 15, сборку ИЛИ 15и формирователь 17 сигнала ошибки по результатам сравнения в случае выхода величины последнего остатка Р с, из допустимогодиапазона.Устройство производит деление за несколько этапов, на каждом из которых определя.ются одновременно значения двух или болееразрядов частного. За один цикл (такт) управления могут быть осуществлены один илинесколько этапов деления, а в пределе - всеэтапы. В последнем случае устройство 8 содержит количество линеек параллельных сумматоров, равное количеству этапов (при этомустройсгво 4 содержит столько же декодирующих узлов и имеется столько же дешифраторов 8),В первом случае устройство 3 может содержать один (два) параллельный сумматор, аустройство 4 один декодирующий узел (приэтом имеется всего один дешифратор 8).Делимое х поступает в регистр 1, нормализованный делитель у - в регистр 2. На каждом этапе при,помощи устройства 4 анализируются значения старших разрядов делителяи предыдущего остатка и в результате этогоанализа выбирается очередная цифра,промежуточного частного, соответствующая двумили более разрядам окончательного частного.Затем на каждом этапе устройство д вычисляет очередной остаток по формулеЯ - 2 гпЯ а у (1) атах упр пцх(8) (9) где Если неравенства (3) и (7) нарушаются,то выполняются условия (8) или (9), и уст ройство 9 формирует сигнал о наличии ошибНа каждом этапе при помощи дешифратора 8 производится контроль условия (10), если отрицательные остатки представлены в 65 дополнительном коде, или условия (11), если сх С+1- номер этапа деления (1=0, 1, 2Й - 1);- цифра промежуточного частного,выбранная на (1+)-м этапе изнабора а, , а(при Й)2 и -набор является избыточным);- остаток, вычисляем ы й на ( 1-,-1) -мэтапе;- остаток, полученный на с-м этапе;- количество разрядов частного,значение которых одновременноопределяется на одном этапе; 2 п - основание системы счисления, вкоторой представлено промежуточное частное.При 1=-0 й,=2 - "х.Устройс 1 во 4 вырабатывает сигналы, соответствующие очередной цифре ас+1 и управляющие устройством 8, Очередная цифраас+1 из устройства 4 поступает в устройство 5, где происходит преобразование цифрпромежуточного частного с учетом весов разрядов промежуточного частного. В результатетакого преобразования на выходе устройства5 формируется окончательное частное г, поступающее в регистр б:15Я =а, + а, 2 "+ +ас 1 2 " +++а 2 ", (2)где /г - количество этапов,20 Устройство 7 ведет контроль деления помодулю на каждом этапе или на последнемэтапе.По окончании деления производится контроль условия (2) при помощи устройства 9:1 пр аи 4 1 се1 пр иах (3)где 1 х с, - последний остаток (остаток, полученный на последнем этапе),30 Йпр ииаир щах - МИНИМЯЛЬНая И МЯКСИМЯЛЬная предельные величиныостатка при данном делителе у,на пракгике выбирают35 аи,и Упр и 1 и 2 щ40Если Рд - т пр щах - 1 ир ии 2 У и условие (4) принимает следующий вид: - 2 "у (Яс, (2 "у (7) 50Неравенства (3) и (7) проверяются сравнением 2 - "у и ЙНапример: 2 - иу - й,(0, если Л,)0, 2 - "у+Я(0, если й (О.(20) (21) то )п 1 ах - г пап Уфпах- 1 (В (1 - 2 - " отрицательные остатки представлены в обратном коде:2 - (п+л)аппп г+г йах гдЕ йп,ах и Йпп - максимально и минимально возможные величины остатков при максимальном делителе,Я = " у=2 - "у (12) а)аппп - Уп 1 ах - 2 Упах (13) 2 т 1 у ах - максимально возможная величина делителя, и - количество двоичных разрядов в делителе.С учетом (12) и (13) условия (10) и (11) могут быть представлены соответственно в виде условий (15) и (16):- 2 - щу, - 2 - 1 +"1 (%+г 42 "упп,х (15)- 2 "уп, (Йг+г (2 Уаа. (16) Подставив (14) в (15) и (16), получим- 2 - п (йг+г (2 - " - 2 - и и (17)При,нарушении условия (17) всегда нарушается условие (18), аналогичное условию (13): х пр пйп)г+ гпр пцх (18)Если нарушается условие (17), то значения старших разрядов очередного остатка Юг+г, начиная с первого знакового разряда и кончая (т+1)-м разрядом, не совпадают между собой (т. е., количество старших разрядов, начиная с разряда знака, значения которых не одинаковы, равно т+1). В этом случае дешифратор 8 вырабатывает сигнал о наличии ошибки.Если принять, что(19) В этом случае вычисление остатка по формуле (1) велется при т)2 по модулю 2 " ,Поэтому формирование сигнала ошибкипри нарушении неравенства (21) производится так же, как при нарушении неравенства (17). При необходимости использовать одинаковые кратные делителя и множимого и находится по формуле (5). При иг)2, как правило, пользуются формулой (5), которая по сравнению с формулой (19) лает большие удобства,при совмещении аппаратуры для деления с аппаратурой для умножения.Можно показать, что если на некоторомэтапе деления нарушено условие (18) и не нарушено условие (1), то на последующих этапах деления может произойти нарушение условия (17),или условия (18), условие (3) оказывается нарушенным на последнем этапе деления.Таким образом, все ошибки в выборе цифры часгного, искажающие результирующее значение частного, привалят к нарушению условий (17) пли (3); а любое нарушение условий (17) и (3) обнаруживается описанным выше образом.г 5 Предмет изобретения Устройство для ускоренного деления чисел 30 с аппаратным контролем и нахождением одновременно нескольких разрядов частного, содержащее регистры делимого, делителя и частного, устройство лля нахождения цифр частного, устройство для преобразования 35 частного, устройство для вычисления остатков, устройство для контроля деления по модулю, устройство местного управления, отлпчающееехг тем, что, с целью обнаружения ошибок в устройстве лля нахождения цифр 40 частного, оно содержит устройство для сравнения последнего остатка с предельно допустимыми значениями остатка при данном делителе и выработки сигнала ошибки и дешифраторы несовпадения, входы которых сое динены с выходами старших разрядов устройства для вычисления остатков, одни из входов устройства для сравнения соединены с выходами устройства для вычисления остатков, предназначенными для выдачи послед него остатка, а другие входы соединены свыходами регистра делителя.тий при Саб., д. 4/5 Подписное те Министров СССР