Устройство для вычисления математических функций

)9)ЯГюя.щПИ Е довании пиз ацииы паинфорсистемации. иев: Ре.)ульлат ювао иг. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ,ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ РИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт космических иссСССР(56) Паоаллельная обработкаТ.4: Высокопроизводительныераллельной обработки информНаукова думка, 1988, с. 17.Авторское свидетельствоМ 840883, кл. 6 06 Е 7/00, 197(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к способам и устройствам обработки математических функций, Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок 1 управления, блок 2 распределения данных, блок 3 выделения простых операндов, блок 4 распределения простых операндов, 1 блоков 5 вычисления, где 1 - уровень сложного оператора и (1 - 1) элементов И 6, 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к способам и устройствам о 1 бработки математическихфункций.Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг,2 - пример реализации блока, вычисления, где М - уровень сложного оператора, и (1 - 1) элементов И 6. Каждый изблоков 5 вычисления содержит первый регистр 7, узел 8, вычисления суммы единиц,второй регистр 9, коммутатор 10 и узел 11синхронизации.В устройстве осуществляется позиционные эквивалентные преобразования входных сигналов и вычисляются значения, позиционных операторов от этих входныхсигналов для любой функции алгебры логики(ФАЛ). Позиционные эквивалентные преобразования производятся путем перестановкивходных сигналов согласно формулеУ = с(Х),где Х - вектор входных сигналов;. У - вектор входных сигналов, переставленных согласно с 1;ц - позиционное эквивалентное преоб разование.Позиционный оператор определяют наосновании зависимостиЯ = Я(У),игде= У - сумма единиц набора У;Я = (Яо, Я 1, , Яо) - НабОР, ЗаДаЮЩИйпозиционный оператор, причем длина набора Я на единицу больше длины набора Х.Позиционный оператор представляютследующим образом; , где К - размерность набора, к которому применяется операторп- 2 Я 1,1=оДля расширения. класса представляемых функций вводится сложный позиционный операторЯа ф 2 ф 1 Яокоторый также примем к входному набору,. но его свойство заключается в том, что Яфприменяется к первым Ко координатам набора У, для Я 11 первой координатой будетУ. - результат применения ЯК;, а следующИЕ К 1 КООрдИНатЫ - ЭтО Уксн 1 Уко, 45 5 10 5 10 15 20 25 30 35 40 Для формального определения и-арной позиционной операции будем рассматривать двоичный набор длины и, обозначаемой Х, т,е. Х = (Х 1, Х 2, , Хп), Позиционную операцию на этом наборе определим следующим образом: и-арная позиционная операция задается двоичным набором длины и+1, т.е. Я=(ЯоЯо).Каждый элемент набора Я соответствует определенной позиции в наборе Х таким. образом, что элемент Яо предшествует Х 1, элемент Я находится между Х 1 и Х 1+1, а элемент Яо следует за элементом Хо, Наличие операции в -й позиции означает, что Я=1, а отсутствие - Я 1 = О.Определенная и-арная позиционная операция задает действия над аргументами, Чтобы выделить само действие, вводится понятие простого позиционного оператора. Набор из операций называется простым позиционным оператором. Число символов этого оператора должно быть на единицу больше числа символов в наборе, к которому применяется этот оператор. Действие оператора Я на набор определяется следующим образом: если в операторе Я в позиции( 6 О и) находится единица, то результат применения оператора Я к набору Х будет равен единице в том, и только в том случае, когда набор Х содержитединиц.Для записи простых позиционных операторов будем использовать следующее обозначение:якгде К - разномерность набора Х, к которому применяется операторп.2 Я .1=оС помощью простых операторов мы можем представлять только симметричные ФАЛ. Для того, чтобы расширить класс функций, представляемых позиционными операторами вводится сложный позиционный оператор фп я 1 яокоторый также применим к набору Х, но его свойство заключаетсЯ в том, что Яоо пРименяется к первым Ко координатам набора Х, для Хф первой координатой будет Уо - результат применения Я, а следующие К 1 координаты - это Хко +1 ХКо +2 ХКо + К 1Аналогичным образом для ЯД первой координатой будет У 1 - результат применения ЯК 11 Якоо, а следующие К 2 координаты - это ХКо+К+1, ХК, ХКо+К 1+2, ХКо+К 1+К 2 итак далее, Размерность набора Х связана со сложным оператором следующим образом:1пульс% и предыдущий блок 5 выработал результат. Устройство завершает работу, когда последний блок 5 выдает результат.Блок 5 вычисления работает следующим образом.По переднему фронту стартового импульса запускается многофазный генератор узла 11 синхронизации, который вырабатывает серию из четырех импульсов длительностью г 1, г 2, тз, и т 4, Одновременно со стартовым импульсом на входы регистра 9 подается номер сигналов, представляющих собой значения разрядов оператора. Далеена входы записи считывания регистров 7 и9 подается импульс, по которому происходит запись входных сигналов в эти регист ры.После загрузки входных сигналов в ре гистр 7 на его выходах появляется набор изнулей и единиц, который поступает на.вхо-ды узла 8 вычисления суммы единиц. Далее , происходит выдача числа, содержащего сум ,му единиц, входного набора на управляющиевходы коммутатора 10, Далее на вход синхройизации коммутатора 10 подается управляющий сигнал, с этого момента выходной сигнал принимает истинное значение. По четвертому импульсу синхронизатора происходит.останов этого синхронизатора.Ф ор мул а и з обре те н ия Устройство для выЧисления математических функций, содержащее блок управле, ния и М блоков вычисления (где к - уровень , сложного оператора), причем информаци онный выход а-го блока вычисления(где а=1,, 1 с) подключен к первому информационному входу(а+1)-го блока вычислений, информационный выход 1-го блока вычислений подключен к выходу результата устройства. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит блок распределения данных, блок 5 10 15 20 25 30 35 40 выделения простых операторов, блок распределения простых операторов и (М) элементов И, причем вход запуска, вход вектора двоичных сигналов и вход сложного позиционного оператора устройства подключены соответственно к входу. запуска блока управления, к информационному входу блока распределения данных и к информационному входу блока выделения простых операндов, с первого по к-й выходы блока управления подключены соответственно к входу запуска первого блока вычисления и к первым входам элементов И с первого по(к;-й, выход а-го элемента И подключен к входу запуска (а+1)-го блока вычисления, выход признака готовности аго блока вычисления подключен к второму входу а-го элемента И, выход признака готовности к-го блока вычисления подключен к входу сброса блока управления, (1+1)-Й выход которого подключен к входам синхрО= низации блока распределения данных, блока выделения простых операторов и блока распределения простых операторов, (1+2)-й выход блока управления подключен к перво-. му управляющему входу блока распределения данных и к первому информационному входу блока распределения простых операторов, второй информационный вход которого подключен к выходу простого позиционного оператора блока выделения простых операторов, выход числа аргументов простого оператора которого подключен к второму управляющему входу блока распределенйя данных, выходы с первогопо -й которого подключены соответственно к вторым информационным входам блоков вычисления с первого по 1-й, выходы с первого по к-й блока распределения простых операторов подключены соответственно к входам кода простых операторов блоков вычислений с первого по М-й.1665382Составитель В.Смирнов Редактор С.Пекарь Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишине Заказ 2393 Тираж 421 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5