Устройство для вычисления логарифма

(6 (2 (2 (4 У 34Ф, Мелехи ия 1 И УНИенего онстанты, вх выходом вторавления, вы константы с единенблока которого элемента СССР 1983 ранени ормаци го сум ходы блока динены с и накапливаю нными входаатора. СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН СУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР ИСАНИЕ ИЗОБВТОРСКОМУ СЗИДЕТЕПЬСТ 1) 11560671) 3712457/24 - 242) 09.01,846) 15.09.85. Бюл.(71) Кубанский государственверситет и Краснодарский понический институт(54) .(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕ ЛОГАРИФМА по авт.св, В 1156067, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ч с целью расширения функциональн возможностей устройства за счет полнительной возможности вычисл натурального лога цен блок храненияУстройство для вычисления логарифма (Фиг. 1) содержит первый ивторой сумматоры-вычитатели 1 и 2,первый, второй и третий регистры3-5 сдвига, блок управления 6, 30блок сравнения 7, элемент НЕ 8,блок хранения константы 9, накапливающий сумматор 10, первый ивторой шифраторы 11 и 12, группу .элементов И 13, причем первый 14выход блока управления 6 связан совходами сдвига вправо всех регистров 3-5 сдвига, второй выход 15блока управления 6 соединен с входомсинхронизации обоих сумматоров-вычитателей 1 и 2, третий вьмод 16блока управления 6 соединен с входомсинхронизации накапливающего сумматора 10, первый 17 и второй 18 входыблока управления 6 соединены со 45вторым 19 выходом блока сравнения 7и с выходом 20 старшего разрядапервого регистра сдвига 3 соответственно. Первый выход 21 блока сравнения 7 связан со входами 22 режима 50работы (сложение или вычитание)обоих сумматоров-вычитателей 1 и 2,а также со входом элемента НЕ 8 ис разрешающим входом 23 второгошифратора 12. Четвертый вьмод 24 55блока управления 6 связан со входом25 сдвига влево первого регистрасдвига 3,35 Изобретение относится к вычислительной технике, предназначенодля вычисления логарифма чисел,представленньм параллельным двоичным кодом, может быть использовано,например, в технологических (специальных) электронных расчетныхмашинах, предназначенных для нормирования и выбора режимов резанияметаллообрабатывающих станков, и яв 10ляется усовершенствованием известного устройства по авт.св.91156067.Цель изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет дополнительнойвозможности вычисления натуральногологарифма,На Фиг, 1 представлена блок-схемаустройства для вычисления логарифма; на фиг. 2-6 - принципиальныесхемы соответственно первого шифратора, блока константы, второгошифратора, блока управления и блока сравнения.25 Вход блока хранения константы 9связан с четвертым выходом 24 блокауправления 6. Выход элемента НЕ 8соединен с разрешающим входом 26первого шифратора 11. Выходы блокаконстанты 9, первого 11 и второго12 шифраторов поразрядно объединенылогически (логическое монтажное ИЛИ)и поданы на вход накапливающегосумматора 10, работающего в дополнительном коде. Синхронизация егоработы осуществляется по входу 27,связанному с третьим выходом 16блока управления 6,Входом устройства является вход28 первого регистра 3 сдвига, кудазаносится целое двоичное число 2Кроме того, входы 29 и 30 блокасравнения 7 связаны с выходамивторого 2 и первого 1 сумматороввычитателей. Выходы 31 и 32 первогои второго регистров сдвига 3 и 4связаны со входами 33 и 34 сложенияодноименных сумматоров-вычитателей1 и 2. Выход 35 первого регистрасдвига 3 соединен со входом 36 нанесения второго сумматора-вычитателя через группу элементов И 13,вход управления которой связан спятым выходом 37 блока управления 6.Первый 11 (фиг. 2) и второй 12(фиг. 4) шифраторы содержат по одному двухвходовому элементу И 38на каждый разряд. В первом шифраторе11, кроме того, есть по одномудвухвходовому элементу ИЛИ 39 накаждый разряд (кроме младшего),выход которого связан со входомэлемента И 38, а входы которого образованы разрядным входом группыэлементов И и вьмодом элементов И 38предыдущего, более младшего разряда.При этом выходы трех старших разрядов (старшая часть логарифма) продублированы от выхода одного элемента И (для первого) и от нулевойшины (для второго шифратора) .Блок 9 (фиг. 3) представляет собой кондуктивный многополюсник с одним входом и несколькими (разрядными) выходами, причем разряды целойчасти логарифма, а также второй, пятый, шестой, седьмой и девятый(после запятой) разряды дробнойчасти соединены со входом блока 9,а остальные - с уровнем "0",Блок управления 6 (фиг. 5) содержит генератор 40 тактовых импуль 1179328входящую удвоенной в качестве третьего слагаемого величины Ь 3,Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии перед началом очередного вычисления 1 И вовторой регистр сдвига 4 и в первыйсумматор-вычитатель 1 заносится чис.ло, состоящее из единиц во всехразрядах. В третий регистр сдвига5, выполняющий роль программатора,заносится единица в самый старшийразряд, а в накапливающий сумматор10 - константа 1 в 2, равная, например, для 11 =11 величине 111,101000000, а в вычитающий счетчик43 блока управления 6 должна бытьзанесена константа и , напримердевять. Триггеры 42 должны бытьсброшены,Число К поступает через вход 28на первый регистр сдвига 3. Подуправлением блока 6 (генератор 40посылает тактовые импульсы сдвигачерез элементы И 41.и 38, через выход 24 на вход сдвига 25) производится сдвиг его .содержимого влеводо тех пор, пока в старшем разряде(выход 20) не появится " 1", котораяпоступает через вход 18 блока управления на 5 -вход первого триггера42 и устанавливает его в "1", Сигнал с инверсного выхода триггера 42закрывает второй элемент И 38, прекращая поступление импульсов сдвига на вход 25 первого регистра.сдвига 3. При каждом сдвиге влевона один разряд содержимого первого регистра 3 ( Я ) с выхода 24посылается сигнал еще и о вычитаниииз содержимого накапливающего сумматора 10 константы 1 п 2, задаваемую с помощью блока 9, Это вычитание выполняется столько раз, сколько нулей было в старшей части регистра 3. После всех сдвигов содержимое накапливающего сумматора10 равно Вп 2" "Сигналом к началу основных вычислений, т,е. вычисления логарифманормализованной мантиссы числа Еслужит переброс первого триггера42 в состояние "1" (появление "1"в старшем разряде регистра 3) .После этого первый же импульс,поступивший от генератора 40 черезоткрытые первый и третий элементыИ 38, поступает на выход 37, а оттуда - на вход управления группыэлементов И 13 и заносит содержимоепервого регистра сдвига 3 (там находится) во второй сумматор 5вычитатель 2 (через выход 35 ивход 36) . Этот же импульс в блокеуправления 6, пройдя через четвертыйэлемент задержки 45, поступает10 на б -вход второго триггера 42,устанавливая его до конца итерацийв "1". Тем самым закрывается третийи открывается четвертый элементИ 38. Вычитающий счетчик 43 перехо(п),Теперь второй и последующий тактовые импульсы, поступающие отгенератора 40, направляются на первый 14, а через цепочку, составлен вную из первого и второго элементовзадержки 45, на второй. 15 и третий16 выходы блока управления 6. Онии создают на каждом такте(итерации)следующие последовательные во време 25 ни действиявыход 14 - сдвиг содержимыхвсех трех регистров сдвига вправона один разряд;выход 15 - подсуммирование (вычитание для одного из сумматоров)содержимого первого и второго регистров сдвига. 3 и 4 к одноименному сумматору-вычитателю 1 и 2 (через выходы 31 и 32, входы 33 и 34),в зависимости от знака разности35(что больше) новых содержимых обоих сумматоров-вычитателей 1 и 2,поступающих на входы 30 и 29 блокасравнения 7, на его первом выходе21 появляется сигнал "1" или "0",40который переключает один сумматорвычитатель в режим сложения, адругой - в режим вычитания для последующей итерации,выход 16 - подсуммирование к45содержимому накапливающего сумматора 10 константы +2.2 1 (синхросигнал через вход 27).Для этого используются первый11 и второй 12 шифраторы, управляемые сигналом с первого выхода 21(1 1) блока сравнения 7, поступающим через элемент НЕ 8 на вход 23второго к на прямую - на вход 26первого шифраторов. В блоке 7 осуществляется следующий процесс сравнения.Сравнение начинается со старшего разряда и проводится в каждомразряде с помощью элементов И 46 и элементов ИЛИ 47. При этом, если в каком-то разряде первое число (вход 29) больше второго (вход 30), то сравнение в остальных, более младших разрядах, не производится, а сигнал об этом передается на первый выход 21, а если числа равны, то сигнал ( в виде напряжения низкого уровня) подается через второй выход 19 на вход 17 блока управления 6. Этот сигнал, запирая элемент И 41, прекращает выдачу импульсов от генератора 40 досрочно.В общем же случае количество итераций задается вычитающим счетчиком 43 и дешифратором нулевого состояния 44, на выходе которого после (и)-й итерации возникает сигнал о конце вычисления, который через элемент НЕ 8 отключает (с помощью элемента И 41) генератор 40, с участием третьего элемента задержки 45 сбрасывает триггеры 42 в исходное, нулевое, состояние.Формирование констант в каждом такте происходит под управлением содержимого третьего регистра сдвига 5 (там содержится число с одной единицей, при сдвиге задающей позицию единиц в константан) первого шифратора 11 (константа - 2.2 )с помощью двухвходовых элементовИ 38 и ИЛИ 39 (для каждого разряда).5 Появление "1 в каком-то одном разряде, задаваемом третьим регистром5, вызывает автоматическое повторение ее на выходах всех более старших разрядов первого шифратора 11.10 Это вызвано необходимостью представления отрицательных констант в дополнительном коде.Для второго шифратора 12 характерна передача кода с третьего 511 регистра сдвига на вход накапливающего сумматора 10 в момент появления единичного сигнала на входе разрешения.После выполнения (и) итераций20 (иногда и раньше) начальное содержимое канапливающего сумматора 10,в-кравное Ь 2 уменьшается на/2 ( М - 1) /(Ч+1)/ и становится равек,Технико-экономическая эффектив-.ность от использования изобретениязаключается в том, что благодарявведению блока константы и дополнительных связей, устройство, вычисЗО ляющее двоичный логарифм, дополнительно сможет вычислять и,натувальный логарифм.1179328Состагитель А.Шуляпов Редактор С.Тимохина Техред Т.Фанта Корректор А.Тяско Заказ 5 б 76/50Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4