Устройство псевдоделения

ОП И Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.з 0 Об Р 7/52 Гоеударствевиый комитет СССР во делам изобретевий и открытий(71) Заявитель Кировский политехнический институт 54) УСТРОЙСТВО ПСЕВДОДЕЛЕНИЯ ефп Г; =еп А;,Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может применяться в составе арифметических устройств цифровых вычислительных машин при вычислении элементарных функций.Известны устройства, реализующие операцию псевдоделения при вычисле. нии функции Е = агс 1 д (У/Х) и содержащие регистры, сумматоры и узел сдвига временем реализации операции2 л псевдоделения пропорционально и где ф - задержка на одноразрядном сумматоре н на элементе типа И-ИЛИ. Сложность реализации таких устройств 515 пропорциональна и 1) и 2,Известные устройства обладаютограниченным быстродействиеМ,Наиболее близким по технической 2 О,сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащеепервый и второй регистры, первый ивторой сумматоры, первый узел сдвига,.причем выходы первого регистра подключены к входам узла сдвига, и к первым входам первого сумматора, выходысумм которого подключены со сдвигомвлево на один разряд к входам первогорегистра, выходы второго регистра Зп 2подключены к вторым входам первогосумматора и к первым входам второгосумматора, выходы сумм. которого подключены к входам второго регистра,выходы узла сдвига подключены квторым входам второго сумматора 2Данное устройство выполняетоперацию псевдоделения путем реалиэации рекуррентного соотношения. где Ао= У, Во= Х, 1 = 0,1,2 ,п Ю, а 1,1,й 1Устройство работает циклически.Число исполняемых. итераций пропорцио нально и и на кажцой итерации необходимо выполнить операцию сложения вычитания) с распространением перекосов на и разрядов для определения псевдочастотного )е;, определяющего операцию сложения и вычитания, кото" Руо,необходимо выполнить на следующей итерации, Время реализации операции псевдоделения устройства пропор,ционально п с, что ограничивает его )быстродействие.Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства псевдоделения,Поставленная цель достигается тем, что в устройство псевдоделения, со" держащее первый и второй регистры, первый и второй сумматоры, первый узел сдвига, причем выход первого регистра подключен к входу первого узла сдвига и к первому входу первого сумматора, выход суммы которого подключен к входу первого регистра, выход второго регистра подключен ко второму входу первого сумматора и к первому входу второго сумматора, выход суммы которого подключен к входу второго регистра, выход первого уэ ла сдвига подключен ко второму входу второго сумматора., введены третий и четвертый регистры, второй узел сдвига и третий сумматор, причем выход третьего регистра подключен к входу щ второго узла сдвига и к третьему входу первого сумматора, выход переносов которого подключен к входу третьего регистра, выход четвертого регистра подключен к четвертому входу первого сумматора и к третьему входу второго сумматора, выход переносов которого подключен к входу четвертого регистра, выход второго узла сдвига подключен к четвертому входу второго сумматора, выход суммы старших разрядов первого сумматора подключен к первому входу третьего сумматора, а выход переносов старших разрядов первого сумматора - к второму входу третьего сумматора.35На чертеже показана структурная схема устройства псевдоделения.Устройство псевдоделения содержит первый регистр 1, второй регистр 2, первый сумматор 3, второй 4 О сумматор 4, первый узел 5 сдвига, третий регистр б, четвертый регистр 7, второй узел 8 сдвига, третий сумматор 9 с параллельным переносом.Усройтво выполняет операциюпсевдоделения путем реализации рекуррентного соотношения, д;, =гд;-йв) в;,:в;+м.г д;еп Ц = ь(фп А;,где 5. = 0,1,2, ,,в ; 4,в - 3, в - 2,в - 2,в,в,.2 в - б, 2 в - 5, 2 в - 4,2 в - 4, 2 в - 3, 2 в - 2,, 55 ,3 в - 8, 3 в - 7, 3 в - б, 3 в- б, 3 в - 5, 3 в) и - 3, и - 2, и - 1, л - 1; АоВо = Кг Г,;с,+1, В, в+1, в "количество разрядов третьего сумматора 9, меньшее разрядности устройства.Устройство работает циклическй.Первый регистр 1 работает одновременно с третьим регистром 6, второй регистр 2 - с четвертым ре гистром 7, первый узел 5 сдвигасо вторым узлом 8 сдвига, На 1-ойитерации код поразрядных сумм величины А, с выходов первого регистра1 поступает на входы первого узла 5сдвига и на первые входы первого сумматора 3, код переносов величины А;с выходов третьего регистра б - навходы второго узла 8 сдвига и на,третьи входы первого сумматора 3.Код поразрядных сумм величины В;с выходов второго регистра 2 поступает на вторые входы первого сумматора 3 и на первые входы второгосумматора 4, код переносов величиныВ, с выходов четвертого регистра 7на четвертые входы первого сумматора. 3 и на третьи входы второго сумматора 4. В первом узле 5 сдвигапроисходит сдвиг кода поразрядныхсумм величины А на 2; разрядоввправо, в результате на его выходахобразуется код поразрядных сумм величины 2А;, который поступает на,вторые входы второго сумматора 4.Во втором узле 8 сдвига происходитсдвиг кода переносов величины А;,поступившего на его входы, на 2;разрядов вправо, в результате наего выходах образуется код переносов величины 2А;, который поступает на четвертые входы второго сумматора 4. В первом сумматоре 3 взависимости от значения величиныпроисходит операция сложения иливычитания величины А, и величиныВ;, представленных в двухрядномкоде, и на его выходах образуетсявеличина (А, в ЦВ). Посколькуцепи сумм и переносов первого сумматора 3 разделены, то на выходахсумм, первого сумматора 3 образуетсякод поразрядных сумм величины(А; - ; В;), а на выходахпереносов - код переносов величины (А- ь,; В),Код поразрядных сумм величины (АВ) поступает сосдвигом влево на один разряд навходы первого регистра 1, в результате в первом регистре 1 оказывается код поразрядных сумм величины А+ = 2(А; - ): В;). Код переносов велйчины (А, - Ц; В;) поступает со сдвигом влево на два разряда на входы третьего регистра б, в результате в третьем регистре б оказывается код переносов величины А 1 = 2 (А, -В;) . Старшие в разрядов кода поразрядных сумм величины (А; - ); В;) с выходов суьк старших в разрядов йервого сумма- тора 3 поступают на первые входы третьего сумматора 9. Старшие в разрядов кода переносов величины(А; - Ц; В;) с выходов переносов старших в разрядов первого сумма,тора 3 поступают со, сдвигом влево на один разряд на вторые входытретьего сумматора 9, в котором производится операция сложения стар. ших ш разрядов кода поразрядных сумм и кода переносов величины (А - ; В,), т.е, на выходах третьего сумматора 9 образуется 5 обычный двоичный код старших в разрядов величины (А; - ; В;). С выхода старшего (знакового) разряда третьего сумматора 9 снимается очередная цифра псевдочастотногоОдновременно во втором сумматоре 4 в зависимости от величиныпроисходит операция сложения или вычитания величины В;и 2А;, представленных в двухрядном коде, т.е. на выходах второго сумматора 4 образуется величина (В; +Ц 2А) . Поскольку цепи сумм переносов второго сумматора 4 разделены, то на выходах сумм второго сумматора 4 образуется код поразрядных сумм, а 20 на выходах переносов - код переносов величины (В; + Г,; 2А;). Код поразрядных сумм величины (В + ; 2А;) поступает на входы второго регистра 2, в результа те во втором регистре 2 оказывается код поразрядных сумм величины ВВ +2А. Код переносов. -гвеличины В + Ц; 2А, с выходов переносов сумматора 4 поступает со ЗО сдвигом влево на один разряд на входы четвертого регистра 7, в Результате в четвертом регистре 7 оказывается код переносов величины Б;1 =В, + ; 2А. Таким образом, во З 5 втором регистре 2 и в четвертом регистре,7 оказывается величина В;, = = В; + 2 А, представленная в двухрядном коде. На 1-ой итерации может возникнуть ошибка величины А;,1, которая искажает псевдочастотное, Значение этой ошибки меньше 2 щ . На (1 + 1)-ой итерации значение этой ошибки удваивается. Суммарная ошибка 1-ой и (1 + 1)-ой итераций меньше 2 2 +2. После выполнения в итераций ошибочными будут все старшие т разрядов . Для компенсации данной ошибки (п 1 - 1)-ая, 2(щ - 1)-ая, 3(щ -1)-ая, итерации повторяются дополнительно еще один раз. При 5 О этом компенсируется искажение й старших разрядов.После (и + и/(п - 1 -кратного повторения итераций с выхода старшего (знакового) разряда третьего 55 сумматора 9 будут сняты все цифры псевдочастотного Г,;. Эффективность изобретения заключается в повышеиии быстродействия в 5 раэ, по сравнению с известным устройством, за счет выполнения операции сложения (вычитания) беэ распространения переносов на и разрядов на каждой итерации.Формула изобретения Устройство псевдоделения, содержащее первый и второй регистры,первый и второй сумматоры, первыйузел сдвига, причем выход первогорегистра подключен к входу первогоузла сдвига и к первому входу первого сумматора, выход суммы которого подключен к входу первого регистра, выход второго регистраподключен ко второму входу первогосумматора и к первому входу второгосумматора, выход суммы которогоподключен к входу второго регистра,выход первого узла сдвига подключенко второму входу второго сумматора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения быстродействияэа счет устранения переносов на иразрядов на каждой исполняемой итерации, в устрвйство введены третийи четвертый регистры, второй узелсдвига и третий сумматор, причемвыход третьего регистра подключенк входу второго узла сдвига и ктретьему входу первого сумматора,выход переносов которого подключенк входу третьего регистра, выходчетвертого регистра подключен кчетвертому входу первого сумматораи к третьему входу второго сумматора, выход переносов которого подключен к входу четвертого регистра,выход второго узла сдвига подключен к четвертому входу второгосумматора, выход суммы старших разрядов первого сумматора подключенк первому входу третьего сумматора,а выход переносов старших разрядовпервого сумматора - к второму входутретьего сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Байков В.Д., Смолов В.Б.Аппаратурная реализация элементарных функций в ЦВМ. Л., 1975,с. 3-23, 67-76.2. Меда 11 1.Е. Рвецбой 1 ч 1 в 1 оиаис 1 рвецйовц 1 р 01 са 1 ои ргосеввев,дВМ 3 оцгиаГ Кев. 8 Рече 3 ор 1,. Техред Я,Бабурка К тор Н, ГригорУК Зака ПодписноСР де 4/5 ППП Патент, г. Ужгород, ул. ФИ ктная; едактор И. Нанки Тираж 751 дарственног изобретений а, Ж-. 35; Ра 4747/8ЦНИИПИ Госао делам113035, Моск омитета Соткрытий.кая наб.,