Конвейерное устройство для вычисления функции

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛИН 51)4 С Об 48 ТЕЛЬС(71) Львовский аз Бюл. В 34сский, В.М.коордена .Пени ищиши пол нског ССС 1980 ССР 1980 Я ВЫЧИСЛ ФУНК к синхрони ии содержит элемен триггер,гистр сдви енератор импульссинформационныйоды которого соеднно с прямым вых и правляющии всоответств дом стройблок ичем ввходного рег где п - разряд единен с первым ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР о делАм изОБРетений и отнРыти ОПИСАНИЕ техническии институт им. Лекомсомола и Институт приклапроблем механики и математиАН УССР(56) Авторское свидетельствВ 907546, кл. С Об Р /548,Авторское свидетельствоМ 922734, кл, С 06 Р 7/548,4)(57) КОНВЕЙЕРНОЕ УСТРОЙСТВО содержащее входной регистр, два блка памяти, четыре промежуточныхрегистра, два сумматора, выходнойрегистр, информационный вход которго соединен с выходом первого сумматора, выход старших разрядоввходного регистра соединен с адресным входом первого блока памяти иинформациочным входом первого промежуточного регистра, выход которого соединен с адресным входом второго блока памяти, выход второгосумматора соединен с информационнымвходом третьего промежуточного регистра, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения уства, оно содержит квадратор,синхронизации и сдвигатель пр ход 1 -го разряра= 1,2, п ность аргумента,01379326 входом (+4)-го разряда второгосумматора, второй вход (+4) -го рряда которого соединен с выходомпервого блока памяти, а выход(+4) - го разряда второго сумматорасоединен с входом соответствующегоразряда третьего промежуточного регистра, выход которого через квадратор соединен с информационнымвходом четвертого промежуточногорегистра, выход которого соединенс информационным входом сдвигателя,выходы двух старших разрядов второгпромежуточного регистра соединеныс управляющими входами сдвигателя,инверсный выход которого соединенс первым входом первого сумматора,второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, причем триггера и инверсным выходом генератора импульсов, прямой выход которого соединен с входом синхронизациитриггера, информационный вход которого соединен с выходом элемента И,первый и второй входы которого соединены с инверсным выходом триггераи входом пуска устройства соответственно, вход сброса которого соединен с установочными входами триггера и регистра сдвига, выход третьего разряда которого соединен с входом синхронизации входного регистра,вход синхронизации первого и третьего промежуточных регистров соединены с выходом пятого разряда регистра сдвига, выход седьмого разрядакоторого соединен с входами синхронизации второго и четвертого промежуточных регистров, выход девятого 1179326разряда регистра сдвига соединены с входом синхронизации выходного регистра.Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в универсаль-, ных и специализированных вычислительных устройствах при обработке большах массивов данных.Целью изобретения является упрощение устройства.На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блока синхрониза-. ции, на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.Устройство (фиг. 1) содержит входной регистр 1, блок памяти 2, сумматор 3, промежуточные регистры 4 и 5, квадратор 6, промежуточные регистры 7 и 8, сдвигатель 9, блок памяти 10, сумматор 11, выходной регистр 12, блок синхронизации 13 с выходами 14-19 и входами 20 .и 21.Блок синхронизации 13 (фиг; 2) содержит генератор 22 тактовых импульсов, элемент И 23, триггер 24 и сдвиговый регистр 25.Квадратор 6 может быть выполнен различным образом но должен обладать достаточным быстродействием. В частности, в качестве квадратора может быть использован быстродействующий перемножитель.Промежуточные регистры 4, 5 и 7, 8 предназначены для. кратковременногс запоминания результатов промежуточных вычислений и для обеспечения конвейерного способа обработки. При этом регистр 4 имеет разрядность И+4 (при разрядности регистров 1 и 12, равной И ), регистр 7 имеет разрядность Ь +6, а регистры 5 и 8 разрядность К1Вычисление функции н: з; П"от аргумента Х (ОХ1) производится на основе метода сегментной аппроксимации выражением вида =А + Ю (Х+Ь)", где константы А40 45 функции, Ч ен 1 - к еирриениеи.ниЮда у = А - 0,03125 9+8) р диапазоне1/4, 1/2 - Ц = А - 0,0625 (х+Ь)в диапазоне 1/2, 3/4 -- "А0,125 (х +8) , в диапазоне Э/4, 11-А - 0,25 (х+Ь).Устройство работает следующим .образом.Перед обработкой массива чиселна вход 21 "Сброс" блока 13 синхро 8,Щ выбираются из условия минимизации абсолютной, погрешности. Приэтом коэффициент Ю выбирается равным степени числа два. Для функции 5=61 и - х 1 коэффициент Д являетИЬся положительным, а коэффициент 8отрицательным, независимо от числаразбиений интервала изменения аргумента на сегменты. Коэффициент Щпринимает в зависимости от двухстарших разрядов аргумента, четырезначения: - 0,03125, - 0,0625,0,125, - 0,25.Диапазон изменения аргумента0,1 разбивается на интервалы, количество которых определяется требуемой точностью, причем границыинтервалов выражаются К старшимидвоичными разрядами аргумента.На разных интервалах константыА. и В имеют различные значения.Константы б хранятся в блоке памяти 2, а константы Р - в блокепамяти 10. Адресация к каждому блоку памяти осуществляется по Кстаршим разрядам аргумента, которыеопределяют, в каком интервале находится аргумент, Разрядность блоков памяти 2 и 10 определяется требуемой точностью вычисления функции.Для интервалов, соответствующихдиапазону изменения аргумента ОУ 1/4коэффициенты А и 8 соответствуютнаилучшему равномерному приближению1179326 5 О 15 20 25 30 35 40 45 низации подается сигнал "Сброс" (фиг. 31 ), который приводит триггер 24 и сдвиговый регистр 25 в исходное состояние. После прихода сигнала 20 "Пуск" (фиг. 3 8 ) элемент И 23 разрешает прохождение информации с инверсного выхода триггера 24 на его информационный вход. Тригогер 24 осуществляет , деление частоты генератора 22 тактовых импульсов на два (фиг. 3 й ). По переднему фронту импульсов с инверсного выхода генератора 22 информация с выхода триггера 24 заносится в сдвиговый регистр 25 и с каждым новым импульсом сдвигается вправо. Выход первого разряда регистра сдвига 25. управляет считыванием чисел иэ внешних блоков памяти (фиг. 3)у выход третьего разряда управляет заносом чис. ла во входной регистр 1 по выходу 15 (фиг. 3 е) . Выход пятого разряда регистра 25 управляет заносом чисел в регистры 4 и 5 (фиг, 3) по выходу 16. Выход седьмого разряда регистра 25 управляет заносом чисел в регистры 7 и 8 (фиг, 3, л ) по выходу 17 блока синхронизации 13. Выход девятого разряда регистра 25 управляет заносом чисел в выходной регистр 12 (фиг. 3 й ) по выходу 18 блока 13. Выход одиннадцатого разряда регистра 25 управляет записью выходного числа во внешние блоки памяти по выходу 19 блока 13. Выходы четных разрядов сдвигового регистра 25 не используются. Структура блока синхронизации 13 учитывает инерционность конвейера и после снятия сигнала "Пуск" корректно заверша. ет разработку чисел, ранее принятых для обработки.В первом такте работы устройства в регистр 1 поступает аргумент Хф С выхода регистра 1 значение аргумента поступает на сумматор 3 со сдвигом на 4 разряда вправо, Одновре. 4менно из блока памяти 2 по адресу, укаэанному К старшими разрядами аргумента Х выбирается константа о, и также поступает на сумматор 3. В сумматоре Э происходит выработка суммы Х,ф ИВо втором такте значение х, + В, записывается в регистр 4 и возводит. ся в квадрат в блоке 6. В том же такте значение К старших разрядов аргумента Х, записывается в регистр 5, а в регистр 1 поступает следующее значение аргумента Ху,В третьем такте значение(Х, ф В,)2 записывается в регистр 7 и через сдвигатель 9 поступает на вход сумматора 11 беэ сдвига или со сдвигом на один, два или три разряда вправо. Одновременно в регистр 8 переписывается иэ регистра 5 значение старших разрядов аргумента Х, , являющееся адресом константы А ухранимой в блоке 10. Значение двухстарших разрядов регистра 8 поступают, кроме того, на управляющиевходы сдвигателя 9 и управляют сдвигом величины (х 1+ Э,) Константа А,2поступает иэ блока памяти 10 на второй вход сумматора 11, где и производится выработка суммы 4 е - Ю, (Х, + ВТак как значение Щ всегда отрицательно, то сумматор 11 фактическиработает на вычитание. В этом жетакте в регистр 4 записываетсязначение Х ф Я , а в регистр 5 - значение К старших разрядов аргумента Х . В регистр 1 записываетсяследующее число Х 5,В четвертом такте в регистр 12записывается значение= 1 Ф Ь,(хф Вявляющееся искомым приближениемфункции .в ков"х 1,н точке К: Х,;в регистры 4, 5 и 7, 8 записываютсярезультыты промежуточных вычисленийнад аргументами Ху и Х 5, а в регистр 1 записывается новое число Х 4,Тяско оррек Заказ 5676/50 дарственного кизобретений иква, Ж, Рау крытий кая на илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тнр ВНИИПИ Го по дела 113035, М