Устройство для нормализации чисел в модулярной системе счисления

(2) От (Х.)= где тп 1-щ- основания модулярной системы счисления, являющиеся попарно взаимно простыми числами, причемтп з 2 р+1 с;35р - фйксированное натуральноечисло;Я - множитель нормализации,равный щ.Первый блок хранейия констант (фиг. 2) содержит узлы 13.1-13.1 памяти и группы мультиплексоров 14,1 - 14. 1 с. Блок анализа интервального индек са (фиг. 3) содержит регистр 15, первую и вторую схемы 16 и 17 сравнения с константой, первый и второй элементы И 18 и 19, элемент ИЛИ 20, сумматор 21 по модулю, схему 22 сравне ния с нулем и третью схему 23 сравнения с константой. Схемы 16 и 17 сравнения с константой могут быть реализованы с помощью постоянного запоминающего устройства, Сумматор 21 по 55 модулю щ и схемы 22 и 23 сравнения также могут быть реализованы с помощью постоянного запоминающего устройства,Работа устройства для нормализации чисел в модулярной системе счисления базируется на следующем. Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляиспользования в арифметических устройствах с плавающей запятой, функционирующих в модулярной системе счисления.Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства для нормализациичисел в модулярной системе счисления; на фиг. 2 - структура блокахранения констант; на фиг . 3 - структура блока анализа интервального индекса.Устройство для нормализации чисетв модулярной системе счисления (фиг,1содержит тактовый вход 1 устройства,информационный вход 2 устройства,20блоки 3,1-3.п хранения констант, элемент 4 задержки, блоки 5.1-5.п суммирования вычетов, блок 6 модульного умножения, блоки 7,1-7и анализаинтервального индекса, вспомогательный регистр 8, элементы И 9,1-9.п,шифратор 10, выход 11 мантиссы устройства, выход 12 порядка устройства.1.п=1+1 од рМ, , М=щ .,ЗО 2В узел 13,1 памяти (1=1-1) первого блока 3.1 хранения констант по адресу Х в 0,1, ,щ - 1) записывается пара констант, компоненты которой определяются соотношениями 1И( )щк Х М;,тп;ч-1щ. ес- (Х,)- ли 11 сО, если 1=1 с где М т М/щ М Г щ ( 1,2, 1 с1=1 с, 1 т)Блоки 3.2, 3,33,п хранения констант структурно аналогичны первому блоку 3.1 хранения констант при этом 1.-й блок 3.1. хранения констант (1.=2,3п) выполнен на основе 1-1 узлов памяти и 1-1 групп мультиплексоров, причем в узел 13,1 памяти записывается пара констант, компоненты которой определяются соот- ношениями 1 -11 щк(Х М ., щФЭлемент 4 задержки представляетсобой цепочку из Т+4 регистров (Т==1 Тоа,Ч)Блоки 5,1, 5,25,п суммирования вычетов имеют Т-каскадную конвейерную структуру.Схемы 16 и 17 сравнения с константой формируют по входной величине Хединичные значения соответственно, если Хе 0, ри Хещ - р+1 с, тп -11,Схема 23 сравнения с констайтойвыполняет сравнение с величинойщ -1,На инверсном и прямом выходахэлемента ИЛИ 20 формируются соответственно признаки тт, и тт., являющие 1ся. выходными значениями блока 7.анализа интервального индекса. Пусть число Авй, заданное своим модулярным кодом ( Ы с ) является числом, подлежащим нормализации, Используя интервально-модулярное представление числа можно записать::тп;.По лемме Евклида из теории делимости интервальный индекс числа мо- )Ожет быть представлен в виде1(А )=1(А )+тп,Ю(А ),(е)(е)где 1 (А ) =1 (А ) ) тпмашинный ин)тервальный ин- )5Идекс числа;Ж 1 1(А )1(А )= - -- главный интер-,вальный индексчисла.Из формулы (5) нетрудно получитьследующие расчетные соотношения:1(А )=К , 1=1-и;(7) На (Т+3)-м такте работы устройства величина Ус выхода регистра . 35 15 блока 7.д анализа интервальногоиндекса поступает на первый вход сумматора 21 по модулю, на второй входкоторого поступает величина Е, ана входы схем 16 и 17 сравнения по дается величина Х Формулы (6).и (7).В результате на инверсном и прямомвыходах элемента ИЛИ 20 блока 7.1анализа интервального индекса вырабатываются некоторые сигналы тт, и ч.45 (Фиг. 3), поступающие на соответствующие входы элементов И 9.1, 9.29,п.Элемент И 9.) =1,2,,и) реализует булево соотношение 502 - фЦифраунитарного кода порядка)(А) с инверсного выхода элементаИЛИ 20 блока 7;1 передается в нуле вой разряд вспомогательного регистра8, а цифра Дт передается в 3-й разряд вспомогательного регистра 8.На (Т+4)-м такте работы устройства шифратор 10 по входному коду,Если для всех 1=1,2чвыполняется условие -р-Е+21(А(р, а при 1=ч данное условие не выполняется, то в качестве мантиссы )ц(А) и порядка ч(А) исходного числа принимаются соответственно величины А( и ч, при,этом исходное число связано с нормализованным соотношением, А=и(А) шРассмотрим как работает устройство для нормализации чисел в модулярной системе счисления.. На первом такте работы устройства модулярный код (Ц, се,., и,) числа с входа 2 устройства подается на информационные входы блоков 3.1, 3-,23 хранения констант. На выходе блока 3. хранения констант формируется набор констант) ( )р (Ч о Ь), фф эЧ, Ь (Формулы (1), (3) и фиг. 2), который передается в блок 5 суммирования вычетов.Складывая по модулю тп компонен"еты набора тт, блок 5. суммирования 3(е) (е) те),А = .М) , о;,+1(А ) М 17 4вычетов по истечении (Т+1)-го тактана выходе суммы формирует величину- Ч,Ж ш,) которая поступает в регистр 15 -го блока 7, анализа интервального индекса.Параллельно с этим на втором такте работы устройства на управляющие входы блоков 3.1,3,23,п хранения констант с входа 1 устройства подается сигнал, в соответствии с чем на выходе блока З.т. хранения констант формируется набор констант(Формулы (2), (4) и фиг. 2), который передается в .блок 5.д суммирования вычетов.Складывая по модулю компоненты набора тп блок 5.д суммирования вычетов по истечении (Т+2)-го такта на выходах суммы и числа переполнений формирует соответственно величиныХ =с (Ы.) тп,13323 поступающему с выхода вспомогательного регистра 8, получает двоичный код порядка 1(А), который передаетсн на выход 12 порядка устройства,На заключительном (Т+5)-м такте работы устройства порядок и модулярный код исходного числа подаются соответственно на второй и первый входы блока 6 модульного умножения, на выходе которого формируется модулярный код мантиссы (А), Мантисса снимается с выхода 11 мантиссы устройства и на этом операция нормали" зации числа заканчивается. 10 15 Формула изобретенияУстройство для нормализации чисел в модулярной системе счисления, содержащее первый блок хранения констант,.первый блок суммирования вычетов, первый блок анализа интервального индекса, элемент задержки, блок модульного умножения и вспомогательный регистр, причем выход первого 25 блока хранения констант подключен к входу первого блока суммирования вычетов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия оно содержит (и) блоков хра 30 нения констант, (и) блоков суммирования вычетов, (и) блоков анализа интервального индекса, (и) элемент И и шифратор, причем блок анализа интервального индекса содержит регистр, три схемы сравнения с константой, схему сравнения с нулем, сумматор по модулю, два элемента И и элемент ИЛИ, при этом информационный вход устройства соединен с адресны 40 ми входами блоков хранения констант с первого по м-й и с входом элемента задержки, выход которого соединен с входом первого сомножителя блока модульного умножения, вход второго сомножителя которого подключен к вы 176ходу шифратора и является выходом порядка устройства, тактовый вход которого соединен с входами разрешениявыбора блоков хранения констант спервого по п-й, выходы которых,кроме первого, соединены с входами соответствующих блоков суммирования вычетов, выхода суммы и числа переполнений блоков суммирования вычетов спервого по п-й соединены соответственно с входом регистра и с входомпервого слагаемого сумматора по модулю составляющего блока анализа интервального индекса 1.-й и Ц+1)-й входы1-го элемента И, где 3=1-(п),=1-, соединены соответственно с прямым выходом элемента ИЛИ -го блокаанализа интервального индекса и синверсным выходом элемента ИЛИ Ц++)-го блока анализа интервальногоиндекса, инверсный выход элементаИЛИ первого блока анализа интервального индекса и выходы элементов И спервого по (и)-й соединены соответственно с входами разрядов вспомогательного регистра, выход которогосоединен с входом шифратора, выходблока модульного умножения являетсявыходом мантиссы устройства, причемв блоке анализа интервального индекса вход регистра соединен с входамипервой и второй схем сравнения с константой, выходы второй и первой схемсравнения с константой соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ,выход регистра соединен с входомвторого слагаемЬго сумматора по модулю, выход которого соединен с входомтретьей схемы сравнения с нулем, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И,1332317 Составитель А.КлюевРедактор Е.Папп Техред И.Попович Корректо шко аказ 3833/44 Тир В 130 Проектная зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,аж 672ИИПИ Государственног делам изобретений Москва, Ж, Ра Подписноекомитета СССРи открытийушская наб., д, - 4