Преобразователь форматов данных

(5 М 7/ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ п б преобеВМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 1092490, кл. Н 03 М 7/12, 1982,Авторское свидетельство СССР В 1418909, кл. Н 03 М 7/12, 19.11.85 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФОРМАТОВ ДАННЬ 0 (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении преобразователей для устройств сопря жения ЭВМ с различными форматами пре Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении преобразователей для устройств согласования ЭВМ с различными форматами представления данных.Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя.На фиг,1 показана блок-схемареобразователя; на фиг.2 - схема ; лока формирования прямого кода мантиссы.Преобразователь (фиг.1) содержит дешифратор 1 нулевой характеристики, блок 2 формирования старшего разряда мантиссы, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, блок 4 сдвига мантиссы, сумматор 5 характеристики, блок 6 формирования прямого кода мантиссь 1, элемент НЕ 7,представления данных, Целью изобретения является повышение быстродействия преобразователя, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь форматов данных, содержащий дешифратор 1 нулевой характеристики блок 2 формирования старшего разряда мантиссы, элемент ИСКЛЮЧАЮ 31 ЕЕ ИЛИ 3, блок 8 сдвига разряда характеристики, блок 9 формирования второго разряда характеристики, дополнительно введены сумматор характеристики 5, блок 6 формирования прямого кода мантиссы, элемент НЕ 7. Блок формирования прямого хода мантиссы содержит группу элементов ИЛИ, группу элемен - тов И и группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ж ИЛИ, 1 з.п. Ф-лы, 2 ил. блок 8 формирования первого разряда характеристики (элемент ИЛИ), блок 9 формирования второго разряда характеристики (элемент ИЛИ).Блок 4 сдвига мантиссы состоит из разрядов, каждый из которых представляет собой мультиплексор на четыре входа и один выход, Адресные входы мультиплексоров соединены с управляющими входами блока сдвига мантиссы.Блок 6 формирования прямого кодамантиссы (см.фиг.2) содержит группу элементов ИЛИ 10, группу элементов И 11 и группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12.Принцип построения и работу разователя рассмотрим на пример преобразования формата данных Э СМв формат ЕС ЭВМ.двоичные числа с плавающей запятой в формате ЭВМ СМпредставляются следующим образом: 1 разряд -знак числа, 8 разрядов - характеристика, 23 разряда - мантисса,Основание системы счисления вформате ЭВМ СМпринято равным двум,поэтому нормализация чисел осуществляется с точностью до одного разряда,Порядок чисел представляется увеличенным на 2 =128, т.е, смещеннымУ:на числовой оси в положительном направлении на 7 разрядов, в результате 15чего все порядки положительны и явля"ются характеристиками,Положительная мантисса представляется в прямом коде со знаковым разрядом, равным нулю. Отрицательная мантисса представляется в дополнительном коде со знаковым разрядом, равным единице.Диапазон представления нормализованных двоичных чисел (по абсолютному значению) находится в пределахот 2до 2Шестнадцатеричные числа с плавающей запятой в формате ЕС ЭВМ представляются следующим образом: 1 разряд - знак числа, 7 разрядов - характеристика, 24 разряда - мантисса.Основание системы счисления вэтом формате принято равным 2-16,поэтому нормализация чисел осуществляется с точностью до тетрады.Порядок чисел представляется уве.- личенным на 2 -64, т.е. смещеннымбна числовой оси в положительном направлении на 6 разрядов, в результате чего все порядки положительны иявляются характеристиками.Положительные числа с плавающейзапятой во всех моделях ЕС ЭВМ в оперативной памяти хранятся в прямом 45коде, Знак числа определяется по значению двоичной цифры в знаковом разряде.Диапазон представления нормализованных шестнадцатеричных чисел (поабсолютному значению) определяетсяпределами от 16 до 16 , т.е. значительно шире, чем диапазон представления чисел в формате ЭВМ СМ,11 реобразователь работает следующим образом.При подключений входного кода навходы преобразователя разряды характеристики поступают на входы первогослагаемого сумматора 5 характеристики и на входы дешифратора 1 нулевой характеристики, Каждый из разрядов мантиссы поступает на четвертый, третий, второй и первый входы соответствующего и соседних справа трех: мультиплексоров блока 4 сдвига ман" тиссы. Сигнал с выхода блока 2 поступает на четвертый, третий, второй и первый входы мультиплексоров, соответствующих восьмому-одиннадцатому разрядам блока 4 сдвига мантиссы. При ненулевой характеристике и положительной мантиссе этот сигнал является "1", Если же характеристика равна нулю, а также если мантисса отрицательна, то значение этого сигнала является "0".Знак мантиссы по выходу совпадает со знаком входного числа, поэтому однозначно отображается через знаковый разряд мантиссы на выход.Из соотношения2 "М, =2-р=16 Мр=2 2 Мд (1)Е, Е,+Ч М Ег 4 Е следует, что Е +7, М Е : , М = -2-Г(2) где Е, М - характеристика и мантисса входного и выходного чисел,У - дополнение числа Е 1 до кратного четырем, т,е, дополнительный код двух младших разрядов характеристики входного числа,1Из выражения (2) следует, что ха" рактеристика выходного числа в четыре раза меньше исходной характеристики. Так как делением характеристики исходного числа на двоичное 100 (100=4 О) последние (младшие) ее два разряда теряются, необходимо предварительно эти два разряда обнулить. Для этого на седьмой и восьмой вхдды первого слагаемого сумматора 5 характеристики подается число, которое является дополнением к коду седьмого и восьмого разрядов характеристики исходного числа, обеспечивая таким образом нулевое значение седьмого и восьмого разрядов на выходе сумматора 5 характеристики. Выходы седьмого и восьмого разрядов сумматора 5 характеристики не используются. Одновременно по сигналам седьмого и вось" мого разрядов характеристики исходного числа выбирается в блоке 4 сдвига мантиссы соответствующий канал муль 147661типлексора, обеспечивая сдниг мантиссы на соответствующее количестворазрядов вправо, Таким образом, мантисса в двоичном формате становится5денормализованной,Диапазон изменения характеристикиисходного числа соответствует изменению характеристики выходного числав пределах: 0100000 - 0111111 для отрицательных, и 1000000 - 1011111 дляположительных порядков. Пределы0000000 - 0011111 для отрицательныхи 1100000 - 1111111 для положительных порядков при этом не используются, Поэтому второй разряд характеристики выходного числа всегда будет являться инверсией первого разряда, гкроме случая переполнения сумматора5 характеристики, когда характеристика исходного числа будет иметь одно из следующих значений: 1111101,1111110 и 1111111, В этом случае навыходе преобразователя характеристикабудет иметь значение 1100000, 25Таким образом, пять младших разрядов с выхода сумматора 5 характеристики поступают прямо на выходыхарактеристики преобразователя, Перный разряд с выхода сумматора 5 характеристики через элемент ИЛИ 8 поступает на первый выход характеристики, а через элемент НЕ 7 и элементИЛИ 9 - на второй выход характеристики преобразователя, Выход переполнения сумматора 5 характеристики черезэлемент ИЛИ 8 или элемент ИЛИ 9 подается соответственно на первый иливторой выходы характеристики преобразователя, 40Если мантисса положительна, то нулевое значение знака числа, поступающее на первые входы элементов И 11(фиг,3), устанавливает нулевое значение сигнала на вторые (управляющие) 45входы элементов ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12,вследствие чего мантисса, поступаюПример 1Знак Характеристикачисла0 10011111Исходный код 5 6щая с выхода блока 4 сдвига мантиссы на первые входы элементов СКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, передается на выход преобразователя беэ изменений,Отрицательная мантчсса в допол.штельном коде ва входном формате должна быть представлена в выходном формате в прямом коде со знаковым разрядом, равным единице, поэтому по единичному значению знака исходного числа, поступающего на управляющий вход блока 6 формирования прямого кода мантиссы, разрешается работа элементов ИЛИ группы 10 (Фиг,2). Получение прямого кода осуществляется по правилу: все нули и первая нстретившаяся единица при просмотре мантиссы исходного числа справа налево передаются без изменений, осталь-. ная же часть мантиссы инвертируется, В соответствии с изложенным каждое нулевое значение сигнала разряда или просмотре мантиссы исходного числа справа налево передается на выход . блока нулевым значением сигнала с одновременным установлением нулевого значения сигнала на втором (управляющем) входе соседнего слева элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИИ группы 2, разрешая передачу сигнала соседнего разряда на выход блока без изменений, Первое встретившееся единичное значение сигнала разряда устанавливает таким образом единичное значение соответствующего сигнала на выходе блока, а через соседние слева элементы ИЛ 1 группы 10 устанавливает единичное значение на вторые (управляющие) входы соответствующих элементов СКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 12, выдавая на выход блока оставшуюся часть мантиссы с инверсией.Приведем несколько примеров преобразования Форматов данных,МантиссаЧисло101100000000000000000000211 У16Код второгослагаемогосумматора 5 характеристикиКод на выходесумматора 5характеристики 00000001/1 0111001 Выходной код и блока сдвигамантиссы 010100000 Выходной код 0 1001000 Приме р 2Знак Характеристикачисла Преобразование 16- и 64-разрядных форматов данных с плавающей запятой 25 осуществляется аналогично, при этом разрядность блоков сдвига мантиссы и блока формирования прямого кода мантиссы должна быть уменьшена или увеличена на соответствующее количество разрядов.,Схема преобразователя допускает некоторые модификации, Так, возможна реализация преобразователя, при которой на управляющие входы блока сдвига мантиссы поступает прямой (а не дополнительный) код двух младших разрядов характеристики входного числа. Для сохранения выполняемой функ-40 ции соответствующим образом должна быть изменена коммутация информационных входов мультиплексоров блока сдвига мантиссы. В этом случае при коде на управляющих входах 00осу ществляется подключение четвертоговхода (т.е, передача без сдвига), при коде "01" подключение первого входа, т.е. сдвиг на 3 разряда, при коде "10" - второго входа, т,е, сдвиг на два разряда и при коде "11" - третьего входа, т,е, сдвиг на 1 разряд, Кроме того, возможно сокращение на два разряда сумматора характеристики с подачей величины коррекции в третий разряд сумматора 5. 11 ри этом элемент 3 должен быть заменен на более простой элемент ИПИ. 010110000000000000000000010110000000000000000000 - 1632 101000000000000000000000 - 216 1110101000000000000000000010110000000000000000 в16128 Ф 8 р м у л а изобретения 1. Преобразователь форматов данных, содержащий блок формирования перпервого разряда характеристики, блок формирования второго разряда характеристики, выходы которых являются соответственно выходами старших разрядов характеристики преобразователя, блок сдвига мантиссы, дешифратор нулевой характеристики, блок формирования старшего разряда мантиссы, первый вход которого соединен с выходом дешифратора нулевой характеристики, входы которого являются входами характеристики преобразователя, вход знака которого соединен с вторым входом блока формирования старшего разряда мантиссы, выход которого соединен с первым входом старшего разряда блока сдвига мантиссы, информационные входы всех разрядов, кроме старшего, которого являются входами мантиссы преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я теМ, что, с целью повышения быстродействия, в него введены сумматор характеристики, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ и блок формирования прямого кода мантиссы, информационные входы которого соответственно соединены с выходами блока сдвига. мантиссы, первый управляющий вход которого соединен с входом первого младшего разряда характеристики преобразователя, с входами младших разрядов первой и второй группкаронюрьеиоюаЗнанеаза р Юангписса 1 у 1 абгонасеа Хараняерист Рангписса 9 11 Ь входов сумматора характеристики и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом харак геристики пре 5 образователя, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторым управляющим входом блока сдвига мантиссы, второй, третий и четвертый входы -. старшего разряда которого соединены с входом знака преобразователя и с управляющим входом блока формирования прямого кода мантиссы, выходы которого являются выходами мантиссы преобразователя, входы характеристи" 1 б ки которого соответственно соединены с первой группой входов сумматора характеристики, входы всех разря" дов, кроме двух младших второй группы которого соединены с входом ло ц гического нуля преобразователя, выходы всех разрядов характеристики которого, кроме двух старших, соединены с выходами младших разрядов сумматора характеристики, выход переноса ко торого соединен с первыми входами блоков формирования первого и второго разрядов характеристики, второй вход блока формирования первого разряда характеристики соединен с вы" ЗС ходом старшего разряда сумматора характеристики и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым . б 15 1 Овходом блока формирования второгоразряда характеристики,2, Преобразователь по и, 1, о тл и ч а ю ш и й с я гм, чти в нс.мблок формирования прямого кода мантиссы содержит группу из иэлементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, где и - разрядность входного кода, группу иэ и элементов И и группу из пэлементов ИЛИ, причем выход 1-го (1=1и) элемента ИЛИ группы соединен спервым входом (+1)-го элемента Игруппы, выходы элементов И группы соответственно соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вторые входы которых являютсясоответственно входами всех разрядовкроме младшего, блока формированияпрямого кода мантиссы, выходы всехразрядов, кроме младшего, которогосоответственно являются ныходамн элементов ИСКЛЮЧЙ 01 ЦЕЕ ИЛИ группы, 1-евходы с -го по (и)-й элементовИЛИ группы соединены с входом 1-горазряда входного кода блока формирования прямого кода мантиссы, младший разряд которого соединен с первымвходом первого элемента И группы и смладшим разрядом выход блока, вторые вхоДы всех элементов,И группы соединены с входом знака числа блокаформирования прямого кода мантиссы,1476615Составитель М,АршавскийРедактор О,Спесивых Техред А.Кравчук Корректор М,ВасильеваЗаказ 2168/57 Тираж 885 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101