Устройство для масштабирования чисел в остаточной системе счисления

(51 С 06 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТй 4 ГОСУД ГОД ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ МУ С ТЕЛЬСТ идетельство СССР 7/49, 1975.,етельство СССР 7/49, 1971м венно с пер емы сравнен м и вторым вых выход реверс а ного(71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблемим. акад. А.Н.Сенченко(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАСШТАБИРОВАНИЯ ЧИСЕЛ В ОСТАТОЧНОЙ СИСТЕМЕСЧИСЛЕНИЯ, содержащее входной регистр,выходной регистр, Е блоков хранения констант(К - число модулей системы счисления),блоков суммирования вычетовпо модулям и блок суммирования вычетов по вспомогательному модулю,причем входы входного регистра и выходы выходного регистра являютсясоответственно входом остаточногокода и выходом устройства, выход1-го входного регистра, где=1,(Ъ), соединен с первым входом 1-гоблока хранения констант, 1-й выход1-го блока хранения констант соединен с 1-м входом блока суммирования по 1-му модулю (1=1М),(1+1)-й выход 1-го блока храненияконстант соединен с 1-м входом блока суммировающ вычетов по вспомогательному модулю,о т л и ч а ю щ е -е С я тем, что, с целью расширенияобласти применения путем использования набора различных масштабов, оносодержит элемент задержки, дополниельный блок суммирования, дв пы вспомогательных регистров, сумматоры по модулям системы счисления,схему сравнения, реверсивный счетчик и Ь сумматоров коррекции, причем вход номера масштаба устройствасоединен с входом элемента задержки,выход 1-го входного регистра соединен с 1 -м входом дополнительногоблока суммирования, выход которогосоединен с первым входом к -го блока хранения констант, вторые вхо -ды 1-го и %-го блоков храненияконстант соединены соответственнос первым и вторым выходами элементазадержки, р-й выход 1 -го блокахранения констант ( Р =1,21+1)соединен с входом р-го вспомогательного регистра первой группы, первый ивторой входы сумматора по 1-му модулю соединены соответственно с выходом блока суммирования вычетов по 1-му модулю и выходом 1 - го вспомога тельного регистра первой группы, выход сумматора по -му модулю через 1-.й вспомогательный регистр второй группы соединен с первым входом -го сумматора коррекции, выходы числа переполнений и результата блока суммирования вычетов по вспомогательноу модулю соединены соответственно синформационным входом реверсивногосчетчика и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен 3с выходом Ь +1)-го вспомогательногорегистра первой группы, инкрементныйи декрементный счетные входы реверсивного счетчика соединены соответ счетчика подключен к вторым входамсумматоров коррекции, выход -го3 1140114из которых соединен с входом 1 -го выходного регистра.ям дополнительного диапазона, блокавычисления неточного ранга по основаниям дополнительного диапазонаи блока коррекции округления, входы5 каждого сумматора констант по основаниям дополнительного диапазонасоединены с выходами блоков хранения констант по соответствующемуоснованию дополнительного диапазона1 О и основаниям рабочего диапазона иблока вычисления неточного рангачисла по основаниям рабочего диапазона, входы блоков вычисления неточных рангов по основаниям рабочего и15 дополнительных диапазонов соединеныс выходами блоков хранения константпо основаниям рабочего и дополнительного диапазонов соответственно,входы блока коррекции округления по20 основаниям рабочего диапазона соединены с выходами блоков вычислениянеточных рангов числа и всех блоковхранения констант 2,Однако известное устройство харак 25 теризуется недостаточно высокимбыстродействием, неприспособленностьюдля работы в конвейерном режиме иневозможностью использования болеечем одного масштаба. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для масштабирования чисел в остаточной системе счисления, содержащее входной и выходной регистры, блоки хранения констант по основаниям рабочего и дополнительного диапазонов, входы которых подключены к выходам входного регистра, сумматоры констант по основаниям рабочего и дополнительного диапазонов, выходы которых соединены со входами выходного регистра, блоки вычисления неточных рангов по основаниям рабочего и дополнительного диапазонов и блок коррекции округления по основаниям рабочего диапазона, причем входы каждого сумматора констант по основаниям рабочего диапазона соединены с выходами блока хранения констант по соответствующему основанию рабочего диапазона и основаниИзобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействующих вычислительных устройствах, реализующих различные немодульные операции, такие как масштабирование, умножение, деление над числами, представленными в непозиционном коде.Операция масштабирования представляет собой деление числа на некоторый постоянный масштаб, поэтому для ее выполнения можно использовать устройства для деления целых чисел.Известно устройство для масштабирования, содержащее входной и выходной регистры, блок выбора элементар." ного делителя, блок вычисления итерации, блок конца итерации, блок конца деления, сумматор, блоки умножения и вычитания, блок анализа произведения, блок режима работы сумматора и шины позиционных признаков делимого и делителя, соединенные соответствующими связями 13.Недостатком данного устройства является низкое быстродействие. 30Цель изобретения - расширение области применения путем использованиянабора различных масштабов.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для масштабирования чисел в остаточной системесчисления, содержащее входной регистр, выходной регистр, 1 блоковхранения констант (1 - число модулей системы счисления), 1 блоков4 О суммирования вычетов по модулям иблок суммирования вычетов по вспомогательному модулю, причем входывходного и выходы выходного регистров являются соответственно входом45 остаточного кода и выходом устройства, выход 1-го входного регистра,где 1=1(%-1), соединен с первым входом 1-го блока хранения кон1140114 Дополнительный блок 6 суммирования имеет структуру, аналогичную блоку 7.1 суммирования вычетов.Элемент 4 задержки представляет собой цепочку из Т+1 последователь но соединенных 1 Роо.21. -разрядных регистров (1. - число используемых масштабов), вход первого из которых являетея входом номера масштаба устройства, а выходы первого и (Т+1)-го регистров - соответственно первым и вторым выходами элемента задержки.Блок 5.1 хранения констант предназначен для получения по входным величинам ЙЕ0,1,1 -1 и о;, поступающим соответственно на второй и первый входы блока, набора кон- стант И).,С ,а блок 8 суммирования вычетов с помощью модульных сумматоров 18 и узла19 формирования числа переполнений 25 определяет величины где М, К.1,В1,1-1 Ки у:1+ -о.1в 1,ЗО 1, СА)А 1,5 .м в/1,(л) м,м Р;екс числа А, 1 к. (А) опре 1 (А(Рл1 сК1 (А)св . ф Устройство для масштабирования чи-осел в остаточной системе счисления азом. огфф асштаби отает с Остаточ едующим обр ый код (о(, длежащего м входы 1. 1, 1 принимается1, 32 о масштаба исла.А, пию, через рова,21.1 сна входные3,1 с, а номер троиствагистры 3 через вхо тре 1 12 " 1 "1)Е,К;а блок 5,% хранения констант - дляполучения по входным величинами 1 (А) набора константл(оС Ы, оС ь%)Р 1 (А 6 - масштаб с номеро 1(А 1- интервальный инд связь которого с деляется формуло л(А) Ясли1 (АУ-. М1 (А 1- в Если1 с- 1 сустройства подается на элемент 4 задержки, После этого начинается первый такт работы устройства.Номер Р масштабас первого выхода элемента задержки 4 и цифра кода числа А с выхода входного регистра устройства 3.1 поступают соответственно на первый и второй входы блока хранения констант 5 1 и из его памяти считывается набор констант. Величины о и ь. с 1-гои (%+1)-го выходов блока 5,1 хранения констант поступают в блоки 7. 1 и 8 суммирования вычетов соответственно через 1-е их входы. В ходе очередных Т тактов блок 7. полу- чит На первом такте работы устройства остатки с выхода входных регистров 3,1, 3.23.1 поступают также на соответствующие входы блока 6, который по истечении Т -го такта сформирует дополнительный кодТ 1,.1(А) поЛ модулю шинтервального индекса 1(А) числа А.На (Т+1)-м.такте величина Р и 11, 1(А) с второго выхода элемента задержки 4 и выхода блока 6 подаются соответственно на первый и второй входы блока 5. хранения констант и из его памяти считывается набор констант, р-я компонента которогоередается во вспомогательный реистр первой группы 9,р.На (Т+2)-м такте модульный сумматор 10,1, складывая по модулю ь вычеты, сформированные на выходах блока 7.1 суммирования и вспомогательного регистра 9., находит 1-ю цифру=+Костаточного кода числа, которая с выхода сумматора%110.1 передается во вспомогательный регистр 12.1 второй группы.11401 П араллельно с этим величина у,сформированная на выходе числа пере-.полнений блока 8 суммирования вычетов, передается в реверсивныйсчетчик 13 через информационный его 5вход, а вычеты Ч и 1 с выходарезультата. блока 8 н вйхога регистра 91,+ подаются соответственно напервый и второй входы схемы сравнения 11 где вырабатываются признакиЭ5О, если 1+ и;, с - ъ,1( 41, в остальннх случаях,б( Э11, в остальных случаях,Величины ь и Т с первого и второго выходов схемы сравнения 11 поступают соответственно на инкрементный и декрементный входы счетчика13, в результате чего в нем формируется величина + Г, -, представ- Мляющая собой поправку Г.На заключительном (Т+3)-м тактеработы устройства величины . и Гс выходов регистра 12.1 и счетчика13 поступают соответственно на первый и второй входы сумматора коррекции 14,), который получает искомоезначение Р =.+Г(в -й .цифрыкода в остатках масштабирования Аисходного числа А. Остаточный код 14 8ЯЙ с 1,) с выходов сумматоров коррекции 14.1, 14.2,14.% передается в выходные регистры 15.1, 15,215.1 с, а затем снимается с выходов 161,16.216.1 устройства, На этом операция масштабирования числа заканчивается,Предлагаемое устройство для масштабирования чисел в остаточной системе счисления по сравнению с известным имеет более широкие функциональные возможности вследствие использования не одного, а целого набора положительных масштабов, единственным ограничением на выбор которых является принадлежность к диапазону системы с 4 исления. Кроме того, результируемый в устройстве алгоритм выполняется одинаково как для положительных, так и для отрицательных чисел. Все это существенно расширяет область применения устройства, Благодаря конвейерной струкТуре очередную операцию масштабирования можно начать уже по окончании первого такта предыдущей операции, что резко повышает пропускную способность предлагаемого устройства по сравнению с известным./5 П "Патент", г. Узтород, ул. ПроектнЖ, 4 64/37ВНИИПИ Гпо дел13035, Мос Тираз 7 О Иударственного комитета СССРм изобретений и открытийа, Ж, Раущская наб., д.