Устройство для преобразования двоичного кода в двоично десятичный

Союз Советских Социалистических РеспубликО П И С А Н И Е ,)5477 взИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ительное к авт. свид-ву -о 13.09.74 (2) 2067207/2 2) Заявлен 1) И. Кл, 606 Г 5 с присоединением заявки-23) Приоритет асударстеенныи комитетСовета Министров СССРпа делам изааретенийи открытий публикова 1.32.8) 02.77 Бюллетень7 53) УД 45) Дата опубликования описания 25.04,7 2) Авторы изобретен, В. Д. Калмыкова 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВОИЧНО КОДА В ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙИзобретение относится к обл ельной техники и может быт в автоматизированных систе личие о ти вычи льщ спользовал х управл но Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для преобразования двоичного кода в двоично-десятичный, содержащее регистр произведения, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход подключен к первому входу первого элемента И и элементу задержки, выход которого соединен с первым входом последовательного сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И выход последовательного сумматора соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с выходами распределителя импульсов, выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а выход третьего элемента И соединен с первой вь- ходной шиной 13. Недостатком этого устройства является то, что устройство преобразует только числа с фиксированной запяма информационных сис естен быстродейст ния,преобразоваесятичный,о кода в двои ь двоичн ержащий управления, еделитель и отенциалов,е устроиств входят расп ест состав которог ема выработки управляюований щи тоящее из сд и кольцо преобраз гового регистра, су логических элемент Недостаток его он преобразует тоавляющих тора иИлючаетс в том ч о числа с запятои,л ванной перед старшимИзвестен также преобрав в двоично-десятичнь азрядом.ователь двоичне, содержащий е линии задержустройство,ператор Вылементы И,я, дющее л у местного вычитатель,омин атель эквиваленто перечитанНЕ четчик, логич Ц. Для преобразовадвоичных эквивалентзователя является г ий используетс ов. Недостатко омоздкость сх я методм преобраемы, наТаганрогский радиотехнический инст ции вычитания и, как следствие,мя преобразования.вертого и пятого элементов И, выходы которых подключены к вторым входам первого ивторого элементов ИЛИ соответственно, второй вход четвертого элемента И соединен свыходом последовательного сумматора, второй вход пятого элемента И соединен с выхо дом регистра множимого, а третий - свыходом регистра множителя, вход которогосоединен с первым выходом блока порядкови корректирующих коэффициентов, второй выход и вход которого подключены соответствен 5но к второй выходной шине и первой входной шине, вторая входная шина соединена свходом регистра множимого, второй выходблока местного управления соединен с входом распределителя импульсов, вторым входом первого элемента И и третьим входомвторого элемента И.Математическое обоснование работы устройства следующее.Любое число в нормальной форме записывается следующим образом:12= у 2 - в двоичной системесчисления,РУ, =у, О - в десятичной системесчисления,40где У, В - соответственно значения мантиссы и порядка числа у в двоичной системе2счисления;у,о, - соответственно значения мантиссы и порядка числа У в десятичной системесчисления.Так как У=Ущ, то УщО = У Ь, откуда получаем выражение, которое положенов основу работы устройства:ЩО 2 Оьу, - - у, к-угде К= р. - корректирующий коэффициентдвоичной мантиссы;фУ - скоректированная мантисса2 55двоичного кода, умноженная на величину Кв двоичном коде.Поправочный коэффициент является изменяющейся величиной и рассчитывается заранее для заданного диапазона преобразуемых чисел,60 50 Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистры 4 множимого, 5 множителя и 15 произведения сбрасываются в нулевое положение. По вводньм шинам в регистр 4 множимого и в блок 2 порядков и корректирующих коэффициентов заносится двоичный прямой код мантиссы и порядка преобразуемого числа соответственно. той и не может преобразовывать числа сплавающей запятой,Целью изобретения является расширениекласса решаемых задач, заключающееся ввозможности преобразования двоичного кода, представленного в форме с плавающейзапятой, в двоично-десятичный,Это достигается тем, что устройстводополнительно содержит блок местного управления, блок порядков и корректирующихоэффициентов, регистр множимого, регистр множителя, четвертый и пятый элементы И, причем первый выход блока местногоуправления соединен с первыми входами четПосле коррекций мантисса у может+быть преобразована в двоично-десятичныйкод с помощью известного алгоритма, какобычная правильная дробь, методом умно 10жения на16в двоичном коде.На чертеже изображена функциональнаясхема предлагаемого устройства.В состав устройства входят блок 1местного управления, блок 2 порядков и корректирующих коэффициентов, распределитель3 импульсов, регистр 4 множимого, регистр5 множителя, элемент И 6, элемент задержки 7, элемент ИЛИ 8, элемент И 9, последовательный сумматор 10, элемент И 11,элемент И 12, элемент И 13, элемент ИЛИ14, регистр 15 произведения,Выход элемента И 13 и выход блока 2порядков и корректирующих коэффициентовявляются соответственно первым и вторымвыходом схемы. Вход регистра 4 множимогои вход блока 2 порядков и коэффициентовявляется соответственно первым и вторымвходом схемы. Выходы блока 1 местногоуправления соединены со входами элементов И 6, 11, 9, и 12 и распределителя 3импульсов, выходы которого соединены с другими входами элементов И 12 и 13 Выходы блока 2 порядков и корректирующихкоэффициентов соединены с шиной выводадвоично-десятичного порядка и входом регистра 5 множителя, .выход которого совместно с выходом регистра 4 соединены со входами элемента И 6, выход последнего совмест.но с выходом элемента И 9 через элементИЛИ 8 соединен со входом последовательногосумматора 10, выход которого соединен совходами элементов И 11, 12, и 13 . Выходы элементов И 11 и 12 через элементИЛИ 14 соединены со входом регистра 15произведения, выход которого через элемент7 задержки соединен с другим входом последовательного сумматора 10 и со входомэлемента И 9. Входы блока 2 порядков икорректирующих коэффициентов и регистра4 множимого соединены с шинами вводапорядков и мантиссы двоичного кода соответственно. Выход схемы И 13 соединен сшиной вывода двоично-десятичного кода мантиссы.В блоке 2 порядков и корректирующихкоэффициентов выбираются двоично-десятичный порядок числа, который поступает навходную шину, и корректирующий коэффициент,который вносится в регистр 5 множителя. 5В блоке 1 местного управления вырабатывается сигнал умножения на корректирующий коэффициент, который открывает элементы И 6 и 11, В устройстве формируется схема умножения последовательного действия, состоящая из регистров 4 множимого и 5 множителя, эелементов И 6, ИЛИ 8,последовательного сумматора 10, элементов И 11 и ИЛИ 14, регистров 15 произведения и элемента 7 задержки. 15Длина регистра 4 множимого равна (2, +1)разрядов, регистра 5 множителя - и разрядов, регистра 15 произведения - (2 д)разрядов и элемента 7 задержки - 2разряда. Сдвиг информации в регистрах 4множимого и 15 произведения осуществляечся от тактирующей серии импульсов; а регистра 5 множителя на один разряд в каждомцикле. Код регистра 4 множимого, задержанный в каждом цикле на один разряд, в зави симости от состояния ( "0" или "1") старшего разряда регистра 5 множителя, поступает через элементы "И" 11 и ИЛИ 14 врегистр 1 5 произведения,30В следующем цикле сдвинутый на одинразряд относительно предыдущего цикла кодрегистра 4 множимого так же в зависимости от нового состояния старшего разрядарегистра 5 множителя поступает на входсумматора 10, на другой вход которого пос 35тупает значение суммы предыдущего цикла.Полученная сумма вновь записывается в регистр 15 произведения Сигнал умноженияиз блока 1 местного управления имеет длительность И циклов . За это время происхс 40дит умножение двоичной мантиссы, записанной в регистр 4 множимого, на поправочныйкоэффициент, записанный в регистр 5 множителя, а полученное значение произведения45У 2 хранится в регистре 15 произведения. ВИ+ 1) цикле в блоке 1 местного управления прекращается сигнал "умножение и вырабатывается сигнал "преобразование", по которому открываются управляющие входы элементов И 9 и 12, Полученное значение произведения х" из регистра 15 проиэ 2ведения поступает на входы сумматора 10 двумя путями - через элемент 7 задержки и без задержки через элементы И 9 и ИЛИ 8, Таким образом сумматором 10 производится сложение одного и того же числа, но со сдвигом одного относительно другого на два разряда, что эквивалентно умножению его на 0,101060 6В результате на выходе сумматора получается первая тетрада числа в двоичнодесятичном коде, которая по сигналу распределителя 3 импульсов поступает черезэлемент И 13 на выходную шину. Остатокчисла через элементы И 12 и ИЛИ 14 записывается в регистр 15 произведения, изкоторого он вновь поступает на входы сумматора 10 по тем же путям, что и)происходит выделение 2-й тетрады и нового остатка. Таким образом процесс продолжается до выделения требуемого количества тетрад,В современных вычислительных средствах все подготовительные операции (ввод,вывод, передача информации по каналам связи, преобразование информации и т. и.) выполняются с использованием арифметического устройства, что резко снижает общуюпроизводительность машины при решенииосновных задач.При преобразовании чисел с плавающейзапятой программным способом время выполнения преобразования, занимаемое в арифметическом устройстве, еше более возрастает,так как необходимо выполнять длительныеоперации умножения на поправочные коэффициенты.Предлагаемое устройство позволяет полностью освободить арифметическое устройство для производительной вычислительной работы, что приводит к существенной экономиимашинного времени, которое можно оценитьследующим образом.Если обрабатывается М чисел, тогдеТ - время выполнения операции умнс1жения;Т - время преобразования К двоично 2десятичных тетрад;Т,=С;И - число двоичных разрядов мантиссы преобразуемого числа;- время одного цикла обращения сдвигаюшего регистра.где К - число двоично-десятичных тетрад,Таким образом, например, при Г ,=О гц Л= 24, к= 7, М = 100, Т = 0,8 сек, которые освобождаются в арифметическом устройстве для производительной работы.Кроме того предлагаемое устройство оперирует с числами, представленными в форме с плавающей запятой, что существенно расширяет диапазон решаемых задач .547763 01 ная, 4 формула изобретения Устройство для преобразования двоичного кода в двоично -десятичный, содержащее регистр произведения, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход подключен к первому входу первого элемента И и элементу задержки, выход которого соединен с первым входом последовательного сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход последовательного сумматора соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с выходами распределителя импульсов, выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а выход третьего элемента И соединен с первой выходной ши- О ной, о т л и ч а ю ц, е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно дополнительно содержит блок местного управления, блок порядков и корректируюших коэффициентов, регистр множимого, регистр 2 Б множителя, четвертый и пятый элементы И, причем первый выход блока местного управления соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выходы которыхподключены к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ соответственно, второйвход четвертого элемента И соединен с выходом последовательного сумматора, второйвход пятого элемента И соединен с выходомрегистра множимого, а третий - с выходомрегистра множителя, вход которого соединенс первым выходом блока порядков и корректирующих коэффициентов, второй выходи вход которого подключены соответственнок второй выходной шине и первой входнойшине, вторая входная шина соединена с входом регистра множимого, второй выход блока местного управления соединен с входомраспределителя импульсов, вторым входомпервого элемента И и третьим входом второго элемента И,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Известия ВУЗ, "Электроника", 1969,10, с. 1066-1069,2, Авт. свид. СССР296102, МКл.б 06 У 5/02, 1971.3, Авт. свид, СССР226258, МКл,Ь 06 У 5/02, 1968,