Устройство для потенцирования

ОЛЙСАЛИ Союз Соеетскик Социалистических Республик(23) Приоритет -ии осударствениыи комите СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения О мородинова рдена Ленина институт пробл явител авления(5 ТРОИСТВО ДЛЯ ПОТЕНЦИРОВАИИЯ ЛОГАРИФМОВ к шине запуска, а выходы соединеныс входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактирующему входусдвигового регистра, вход сброса которого соединен с шиной установки, информационный вход - с выходом первого элемента И, а.выходы подключены квходам дешифратора, выходы которогосоединены с первыми входами элементов И первой и второй групп, а такжетриггер, единичный выход которого не.посредственно соединен с вторыми входамк элементов И первой группы, ачерез элемент задержки подключен к 5 вторым входам элементов И второй группы и к одному из входов второго элемента И, другой вход которого соединен с шиной тактирования, а выходподключен к входам сдвиговых регист О ров, выход каждого из которых соединен с третьим входом соответствующего элемента И второй группы, выходы которых через первый элемент ИЛИподключены к одному из входов сумматора, другой вход которого через второй элемент ИЛИ подключен к выходамузлов задания коэффициентов, входкаждого кз которых соединен с выхдом соответствующего элемента И пер- О вой группы, причем третьи входы эле изобретению по является уствания логарифодержащее расорого подключен о 1Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляпотенцирования логарифмов последовательных двоичных кодов чисел с фиксированной запятой. Изобретение может найти применение в ариФметикологических устройствах (АЛУ) последовательного действия с логарифмическим принципом функционирования, характеризующихся высоким быстродействием - порядка одного такта АЛУ наобработку разрядного вектора параллельно поступающих нескольких пароперандов.Известно устройство для потенцирования логариФмов двоичных чисел,содержащее счетчик, распределитель,триггер, элемента И, ИЛИ и НЕ 1).Этому устройству свойственна низкая,точность вычисления, заключающаяся втом, что для некоторых двоичных кодов логарифмов чисел получаемое значение результата потенцирования отистинного отличается, начиная со второго разряда,Наиболее близким ктехнической сущностиройство для потенциромов двоичных чисел, спределитель, вход котментов И первой группы подключены к выходу элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И, один из входов которого подключен к входной шине, причем, нулевой вход триггера соединен с шиной установки, к которой подключен вход сброса счетчика 2). Недостаток известного устройства заключается в том, что вычисляемые значения результатов потенцирования для двадцатиразрядных двоичных кодов логариймов чисел в ряде случаев от своих истинных значений отличаются с третьего разряда.Целью изобретения является повышение точности устройства для потенцирования логарифмовДостигается это тем, что в устройство для потенцирования, содержащее счетчик, регистр сдвига и триггер, первые входы которых соединены с ус тановочным входом устройства, выход триггера соединен с первыми входамиэлементов И первОй группы и через первый элемент задержки - с первыми входами элементов И второй группы и 25 первым входом первого элемента И, через,который тактирующий вход устройства соединен с входом блока регистров сдвига, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы, третьи входы которых и вторые входы элементов И первой группы соединены с соответствующими выходами дешифратора, входы которого соединеныс выходами регистра сдвига, выходы элементов И, второй группы через первый элемент ИЛИ соединены с входом сумматора, выходы элементов И первой группы через соответствующие узлы задания коэффициентов соединены с входами второгоэлемента ИЛИ, выход которого соеди,нен с соответствующим входом сумматора, первый распределитель, вход которого соединен с управляющим входомустройства, второй элемент И, два 45элемента ИЛИ, элемент НЕ, введены два распределителя,.три элемента ИЛИ,элемент ИЛИ-НЕ, четыре элемента И,два элемента задержки, причем, выход первого распределителя соединен 50с входом второго распределителя, выход которого через третий элементИЛИ соединен с входами второго и третьего элементов И, выход третьегоэлемента И соединен с вторым входомсчетчика и через второй элемент задержкй - с входом третьего элементаИЛИ, выходы счетчика через последовательно соединенные элемент ИЛИ-НЕ,второй элемент И и элемент НЕ соединены с входом третьего элемента И, выход второго элемента И через последо-.вательно соединенные третий распределитель и четвертый элемент ИЛИ соединен с входом четвертого элементаИ, через Который выход сумматора сое.-65 динен с выходом устройства, перв йгруппа выходов первого распределителя через пятый элемент ИЛИ соединена с входом пятого элемента И, вторая группа выходов первого распределителя через шестой элемент ИЛИ соединена с входом пятого элемента ИЛИи вторым входом регистра сдвига, группа выходов второго распределителя через седьмой элемент ИЛИ соединена стретьим входом счетчика и через шестой элемент И - с четвертым входомсчетчика, один из выходов группы второого распределителя соединен с втор ым входом триггера, информационныйвход устройства соединен с входомшестого элемента И и через пятый элемент И с третьим входом регистрасдвига и входом третьего элемента задержки, выход которого соединен стретьими входами элементов И первойгруппы.На чертеже приведена блок-схемаустройства,Устройство содержит распределители 1, 2,. 3, счетчик 4 регистр 5сдвига, блок б регистров сдвига, дешифратор 7, триггер 8, сумматор э,группу узлов 10 задания коэффициентов, группу элементов И 11, группуэлементов И 12, элементы ИЛИ 13-19,элементы И 20-25, элемент ИЛИ-НЕ 26,элементы 27-29, элемент НЕ 30,Функционирование устройства дляпотенцирования логарифмов двоичныхчисел осуществляется следующим образом, В исходном состоянии счетчик 4,триггер 8 и регистр 5 установлены внулевое состояние, На первом тактепо управляющему входу на распределитель 1 подается единица, Одновременно, начиная с первого такта, на информационный вход подается сначаламантисса логарифма младшими разрядами вперед, а затем характеристикатакже младшими разрядами вперед. Спервого по шестнадцатый такты с выхода элемента ИЛИ 17 выдается единица,которая подается на элемент И 24, Врезультате этого в элементе 29 запишется мантисса логарифма. Логическиеуровни последних четырех разрядовмантиссы логарифма заносятся в регистр 5 сдвига, так как на него сэлемента ИЛИ 18 с тринадцатого пошестнадцатый такты подается единица,Вследствие этого на одном из выходовдешифратора 7 образуется единица, которая поступает на один из элементов И 11 и на один из элементов И 12.На семнадцатом такте по сигналу с соответствующего выхода распределителя2 триггер 8 переводится в единичноесостояние, и тем самым, разблокируетэлементы И 11, В результате двоичныйкод мантиссы логарифма из элемента29 через выбранный элемент И 11 поступает на вход соответствующего узла10, Единица с выхода триггера 8 че 711562рез элемент 27, время задержки которого равняется времени работы узлов 10, открывает элемент И 20, разрешая тем самым проход тактовых импульсов в блок 6. Через выбранные элементы И 12 и элемент ИЛИ 13 информация с соответствующего регистра блока 6 подается на один из входов. сумматора 9, на другой вход которого через элемент ИЛИ 14 подается информация с выхода выбранного узла 10. На выходе сумматора 9 образуется мантисса двоичного числа по следующей системе уравнений:к 4 =у+ 0101001010110 у + ОГ 101101010011 х: у+ О, 01000010101 у + 0,101111001101 15 х: у+ О, 00111010010 у + 0,110001000010 к:У+ О, ОО 11 ООО 11 ООУ + 0,11001 О 110100 х=у+0,00101000011 У + 0,110100100001 х,: у + 0,00011110111 У + 0,110110001010 х,:у + 0,00010100111 У + 0,110111101110 х 8:У+ 000001010011 У + 0,111001001100 20 с = у + 0,111010011111с 1 О = 1,00001011111 У + 0,111000110101 х,и = 1,00010111101 У + 0,110110111111 х = 1,00100100001 У + 0,110100110101 х = 1,00110001000 У + 0,110010011011 х 4= 1,00111110100 У + 0,101111101011 х = 1,01001100101 У + 0,101100100101 х, = 1,01011011010 У + 0,101001001010Первые два члена уравнений х -хй и первые члены уравнений х -х форми 9 16 руются в узлах 10, а третьи члены уравнений х -х и вторые члены урав 8нений х-х записаны в регистрах бло" ка 6При этом каждому узлу 10 соответствует один из регистров блока 6. 35 С семнадцатого по двадцатый такты на выходе элемента ИЛИ 19 формируется единица, которая через элемент И 25 разрешает запись характеристики логарифма в счетчик 4, На двадцать вось- мом такте с выхода распределителя 2 единица подается на вход элементаИЛИ 15. Если хотя бы в одном разряде счетчика 4 записана единица, то на выходе элемента И 21 вырабатывается нулевой уровень, который через элемент НЕ 30 подается на вход элемента И 22. Единица с выхода элемента И 22 подается на вход счетчика 4 и происходит уменьшение содержимого счетчика 4 на единицу. Единица с выхода элемента И 22 через элемент 28 на последующем такте подается на вход элемента ИЛИ 15. Описанный цикл повторяется до тех пор, пока не произойдет обнуление содержимого счетчика 455 В этом случае на выходе элемента И 21 вырабатывается единичный уровень, который запускает распределитель 3, и вырабатывается единичный уровень на выходе элемента ИЛИ 16, который 0 разблокирует элемент И 23 и на выходе устройства начинается формирование двоичного кода искомого числа,В изобретении достигается повышение точности вычисления по сравнении у с прототипом на четыре порядка, так как в известном устройстве вычисляемые значения результатов потенцирования для шестнадцатиразрядных двоичных кодов мантисс логарифмов в ряде случаев от своих истинных значений отличаются с третьего разряда, а в заявленном - с четырнадцатого.По предлагаемому изобретению оаз" работан технический проект, утвержденный Минприбором СССР. Согласно плану Иинприбора СССР предложенное устройство для потенцирования логарифмов впервые будет внедрено на предприятии НПО Элва в 1978-1979 гг. в составе микро-ЭВИ и перестраиваемой управляющей логической машины, Эконо" мический эффект, который может быть получен народным хозяйством в результате использования предполагаемого изобретения при серийном производстве указанных ЭВМ в год в количестве 100 штук каждая составит около 65 тыс, руб. в год.Формула изобретенияУстройство для потенцирования лагорифмов содержащее счетчик, регистр сдвига и триггер, первые входы которых соединены с установочным входом устройства,выход триггера соединен с первыми входами элементов И первой группы и через первый элемент задержки - с первыми входами элементов И второй группы и первнм входом первого элемента И, через который тактирующий вход устройства соединен с входом блока регистров сдвига, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы, третьи входы которых и вторые входы элементов И первой группы соединены с соответствующими выходами дешифратора, входы которого соединены с .выходами регистра сдвига, выходы элементов И второй группы через первый элемент ИЛИ соединены с входом сумматора, выходы элементов И первой группы через соответствующие узлы задания коэффициентов соединены с вхо" дами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с соответствующим входом сумматора, первый распределитель, вход котброго соединен с управляющим входом устройства, второй элемент И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це" лью повышения точности, в него введены два распределителя, три элемента ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, четыре элемента И, два элемента задержки, причем, выход первого распределителя соединен с входом второго распределителя, выход которого через третий элемент ИЛИ соединен с входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И соединен с вторым входом счетчика и через второй эле711562 Заказ 9013/Подписное ЦНИИП Иираж 751 мент задержки - с входом третьегоэлемента ИЛИ, выходы счетчика черезпоследовательно соединенные элемент ИЛИ-НЕ, второй элемент И и элемент НЕ соединены с входом третьегоэлемента И, выход второго элемента Ичерез последовательно соединенныетретий распределитель и четвертый элемент ИЛИ соединен с входом четвертогоэлемента И через который выход сумматора соединен с выходом устройства, опервая группа выходов первого распределителя через пятый элемент ИЛИ соединена с входом пятого элемента И,вторая группа выходов первого распределителя через шестой элемент ИЛИсоединена с входом пятого элементаИЛИ и вторым входом регистра сдвига,группа выходов второго распределителя через седьмой элемент ИЛИ соединена с третьим входом счетчика и черезшестой элемент И - с четвертым входомсчетчика, один из выходов группы второго распределителя соединен с вторым входом триггера, информационныйвход устройства соединен с входомшестого элемента И и через пятый элемент И с третьим входом регистра сдвига и входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами элементов И первой группы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 44 б 054, кл. 6 Об Г 5/02, 1973,2, Авторское свидетельство СССР,Р 523408, кл, 6 06 Р 5/02, 1974