Устройство для логарифмирования двоичных чисел

Ю нс те йлиетене Ч ее Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Оп ИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 767755 гъ/=Дата опубликования описания 02.10.80 В. С, Котов и Л. Я. Эглитис(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОГАРИФМИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Предлагаемое устройство относитсяк области вычислительной текники, вчастности к специализированным вычислительнЫм устройствам, и прецназначеноцля преобразования двоичных чисел пологарифмической зависимости. Это устройство может быть применено для накождения логарифмов по основанию 2 чисел,представленных двоичным кодом.Известно устройство для логарифмирования двоичных чисел, содержащее генеОратор тактовых импульсов, регистр сдвига, реверсивный счетчик, первый и второйтриггеры, три элемента И, элемент ИЛИИК недостаткам этого устройства от.носятся невысокая точность логарифмирования и невозможность представления результата преобразования в коде, отличном от двоичного,Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее ге нератор импульсов, первый, второй и тое 2тий регистры, первый, второй, третий и четвертый счетчики, управляемый целитель, реверсивный счетчик, первый, вто-. рой и третий элементы И, причем выход генератора соединен со входом первого счетчика, с первым входом первого элемента И, подключенного выкодом к суммирующему вкоду реверсивного счетчика, и с первым входом второго элемента И, подключенного выходом через управляемый делитель к вычитающему входу реверсивного счетчика; выход первого регистра соединен с первым входом второго регистра, подключенного первым выходом ко второму входу управляемого делителя, и с первым входом третьего регистра, подключенного выходом к первому входу второго счетчика 2. Известное устройство обеспечивает повышение точности логарифмирования и представление результата преобразования в коде, отличном от двоичного, но имеет низкое быстродействие.Ф767755 10 15 20 25 30 3Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введен блок управления, ключ и элемент 2 ИИЛИ, который соединен первым входом с выходом генератора, вторым входом - с первым выходом блока управления, третьим входом - с выходом первого счетчика и входом третьего счет чика, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И, четвертым входом - со вторым входом первого элемента И, первым входом ключа и вторым выходом блока управления; а выходом соединен со входами первого регистра и четвертого счетчика и со вторым входом Ыюча, который подключен третьим входом ко второму выходу второго регистра,. а выходом - ко вторым входам второго и третьего регистров. При этом блок управления соединен третьим выходом со вторым входом второго счетчика, четвер-, тым выходом - со вторыми входами второго и третьего элементов И, первым входом - с входом пуска устройства, вторым входом - с выходом первого регистра,третьим входом - с выходом четвертого счетчика, четвертым входом - с выходом второго счетчика, подключенноготретьим входом к выходу третьего элемента И,4 Предложенное устройство осуществля эт вычисление логарифмов по следующей=ьм-ф (ч,)М 3 где- характеристика двоичного логарифма числа К ("с +1 )Устройство работает в три.этапа, на каждом из которых действует один из выходных сигналов блока управления. Предварительно преобразованию в регистр 2 записывают двоичное число Х, логарифм которого требуется вычислить; в младевший разряд регистра 3 записывают "1",а в остальные разряды - 0", в каждый разряд регистра 4 записывают "1"; счетчики 6, 8 и 1 0 находятся в нулевом состоянии.По внешнему сигналу на входе 17, поступающему на вход 18 блока управления, последний начинает первый этап преобразования, пропуская сигналом с выхода 19 через элемент 14 импульсы генератора 1. Эти импульсы, подсчитываемые счетчиком 8, производят в регистре 2 сдвига кода числа Х в сторону старших разрядов до тех пор, пока старшая единица кода займет старший разряд регистра 2, о чем информирует сигнал окончания первого этапа, поступающий на вход 20 .блока управления.Кроме того, блок управления содержит три триггера и два одновибратора, причем первые входы первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами блока управления. Инверсный выход перво о триггера соединен через первый одновибратор со вторым входом второго триггера, инверсный выход второго триггера через второй одновибраторсо вторым входом третьего триггера и с третьим выходом блока управления, пер- вый вход которого соединен со вторым входом первого триггера,На чертеже представлена функциональ-ная схема предложенного устройства.Оно содержит генератор 1 импульсов, первый 2, второй 3, третий 4 регистры, первый 5; второй б, третий 7, четвер тый 8 счетчики, управляемый делитель 9, реверсивный счетчик 10, первый 11, второй 12, третий 13 элементы И, элемент 2 ИИЛИ 14, ключ 15, блок 16 управления, вхоц 17 пуска устройства. На втором этапе преобразования поддействием сигнала на выходе 21 блокауправления производится досчет содержи 35мого счетчика 8 до его переполненияимпульсами, следующими с частотойР/К,. где К - емкость счетчика 5. Обокончании второго этапа информирует сигнал, поступающий на вход .22 блока уп 40равления, В течение второго этапа счетчик 10 суммирует импульсы генератора,следующие через открытый элемент И 11,так что к концу этапа счетчик 1 0 будетсодержать число И+ = К И+ 1).45Кроме того, на втором этапе под действием импульсов, проходящих через открытый элемент 15, в регистрах 3 и 4производится прием кода из ре гистра 2и сдвиг этого кода вместе с ранее записанной информацией в сторону старшихразрядов. К концу второго этапа в результате сдвига регистр 2 будет очищен,так как число импульсов сдвига равночислу его разрядов,Перед началом третьего этапа импульсным сигналом с выхода 23 блока управ. ления содержимое регистра 4 переносится в счетчик 6.К -ЪК(2 -Х)2М),Результат преобразования, зафиксированный в счетчике 10, равен разности Й =М -И =КЬ,где есть приближенное значение двоичногологарифма числа Х, которое совпадаетс выражением (1),Время преобразования не превышаетвелйчиныт:(к)и+як 1 г,где Ч, - число разрядов регистра 2;Р - число разрядов регистра 4.Число разрядов регистра 3 равноР+ 1,30 Формула изобретения 1. Устройство для логарифмирования40 двоичных чисел, содержащее генератор импульсов, сдвигающие регистры, счетчики, управляемый делитель, реверсивный счетчик, причем выход генератора соеди- . нен со входом первого счетчика, с пер вым входом первого элемента И, подключенного выходом к суммирующему входу реверсивного счетчика, и с первым входом второго элемента И, подключенного выходом через управляемый делитель к вы читающему входу реверсивного счетчика, выход первогорегистра соединен с пер- .вым вкодом второго регистра, подключенного первым выходом ко второму входу управляемого делителя, и с первым вко На третьем этапе преобразования под действием сигнала с выхода 24 блока управления производится досчет содержимого счетчика 6 до его переполнения импульсами, следующими через открытый . алемент И 13 с частотой Р/ЗК, где 3 - коэффициент пересчет счетчика 7; одновременно с этим из содержимого счетчика 10 производится вычитание им-. пульсами, следующими через открытый 1 О элемент И 12 и управляемый делитель 9. Об окончании третьего этапа информирует сигнал, поступающий с выхода счетчика 6 на вход 25 блока управления, В течение третьего этапа содержимое реверсив ного счетчика 10 будет уменьшено на величину дом третьего регистра, подключенного вы-кодом к первому входу второго счетчика, отличающееся тем,чтос целью повышения быстродействия, оно содержит блок управления, ключ и элемент 2 ИИЛИ, который соединен первым входом с выходом генератора, вторь 1 м входом - с первым выкодом блока управления, третьим входом - с выходом первого счетчика и входом третьего счетчика, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И, четвертым входомсо вторым вкодом первого элемента И, ,первым входом ключа и вторым выходом блока управления, а выходом соединен со входами первого .регистра и четверто- го счетчика и со вторым входом ключа, который подключен третьим входом ко . второму выходу второго регистра, а выходом - ко вторым входам второго и третьего регистров, при этом блок управления соединен третьим выходом со вторым входом второго счетчика, четвертым выходом - со вторыми входами второго и третьего элементов И, первым входомс входом пуска устройства, вторым входом - с выходом первого регистра, третьим входом - с выходом четвертого с .етчика, четвергым входом - с выходом, второго счетчика, подключенного третьим входом к выходу третьего элемента И. 2. Устройство по пункту 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит три триггера и два одновйбратора, причем йервые вкоды первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами блока управления, инверсный выход первого триггера соединен через первый одновибратор со вторым входом второго триггера, инверсный выход второго триггера соединен через второй одновибратор со вторым входом третьего триггера и с третьим выходом блока управления, первый вход которого соединен со вторым входом первого триг. гера.Источники информации,принятые во внимание,при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР М 523408, кл. 6 06 ).- 7/38, 1976.2, Авторское свидетельство по заявке % 2473318/18-;25;кл. 6 06 Р 7/38, 09.02.78 (прототип)Заказ 7196/48 Тираж 781 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий 113035, Москва, Ж, Раушскан набд. 4/5 илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4