Устройство для вычисления логарифмов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3518 6 Е 7 556 Я Т ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ соединен с входом-го элемента НЕ( 3 = 1,н - 1), а вход (-го разрядааргумента устройства соединен с первым входом 1 -го элемента И блокавьщеления старшего значащего разрядавыход-го элемента НЕ подключенк ( л +1)-м входам с первого по 1 -йэлементов И блока вьщеления старшегозначащего разряда, выходы которыхсоединены с входом з -го разрядашифратора характеристики, вход И -горазряда которого является входом( и +1)-го разряда аргумента устройства, выход-го разряда блока выделения старшего значащего разряда соединен с первыми входами с-го по-й элементов И-го столбца вычислителя мантиссы вторые входы которых соединены с входами с-го(=о,п - 1) по нулевой разрядов аргу(21) 3746746/2 (22) 24.05.84 (46) 07.01,86. (72) С.А,Енокя и А,М.Степанян (53) 681,325(0 (56) Авторское У 506014, кл.Авторское с Ш,О.Огане 88.8) свидетельстС Об Р 15/31видетельствоС 06 Г 7/556 о СССР 1976.СССР 1981,роиства соответст- 1 элемента Исоединен с (нэлемента ИЛИ ( 1: нта-и стр ссод- )-м вхо - 1,2,нен с выки матриць дом-го н), вых од которого соеди го разряда мантис од Н-го элемента единен с выходом иссы устройства. ы, ус ходом 1 - ства, вых И -йН-го ра ки ря ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯЛОГАРИФМОВ, содержащее блок выделения старшего значащего разряда, вычислитель мантиссы и шифратор характеристики, выходы которого соединены с выходом характеристики устройства, отличающееся тем,что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем.блок вьщеления старшего значащего разряда содержит и - 1 элементов НЕ и и - 1 элементов И, где м +1 - разрядность аргумента, вычислитель мантиссы содержит матрицу элементов И и йэлементов ИЛИ, каждая-я строка матрицы (= 1,1) содержит+1 -элементов И, причем вход М, -го разрядааргумента устройства ( К = 3,и +1) Г Г с, 18/юр / еег., Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и может, бытьиспользовано в различных системахавтоматики.Цель изобретения - повышениебыстродействия устройства.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для вычислениялогарифма, на фиг2 - функциональнаясхема блока выделения старшего значащего разряда, на фиг, 3 - функциональная схема вычислителя мантиссы; наФиг, 4 - отрезок графика логарифмической функции и аппроксимирующийотрезок,Устройство для вычисления логарифмов содержит блок 1 вьщелениястаршего значащего разряда, шифратор 2 характеристики, вычислитель 3мантиссы. Блок 1 вьщеления старшегозначащего разряда состоит из элементов НЕ 41 - 4и элементов И 5,15Вычислитель 3 мантиссы состоит из матрицы элементов И 6 и элементов ИЛИ 71 - 7Устройство работает следующимобразом,Параллельный двоичный код аргумента поступает на разрядные входы 2, 2 .2 . В блоке 1 выделения старшего значащего разрядапроизводится выделение номера старшего разряда числа, имеющего значение логической единицы. На выходеблока 1 вьщеления старшего значащего разряда имеется унитарный-разрядный код, который поступает навходы шифратора 2 характеристики ина первые входы элементов И 6 вычислителя 3 мантиссы. На выходе шифратора 2 характеристики согласно входному унитарному коду появляетсядвоичный код номера старшего значащего разряда, что соответствуетхарактеристике двоичного логарифмавходного аргумента, Например, длявходного аргумента 001111111(число 127) номер старшего значащего разряда равен шести й 127= 6, 9834375.Шифратор 2 характеристики можетбыть выполнен в виде схемы комбинационного типа на основе Формированиядвоичного параллельного кода в зависимости от входного унитарного кода,На выходе шифратора 2 характеристики имеем код 00 110.Значение мантиссы определяетсяпутем линейной аппроксимации участ 03518 2ка АР функции (фиг, 4). Из треугольника АВС значение мантиссы для любой, точки, лежащей на оси абцисс и в инК К+1тервале 2 - 2 , определяетсяследующим выражением:кМ тык какК дсЬС =К 1-К:1;кЬ ( -1К. ГК-2 к - соответствует исходномуаргументу без единицы старшего значащего разряда.КВыражение - форма пред-.К,2 О ставления величины х - 2 В двоичКном нормальном коде с фиксированнойзапятой. Для числа 127 мантисса равна 0,111111, следовательно, двоичный логарифм числа 127 определяетсякак Гс 00 1111111 = 00110,111111000.Прямые и инверсные значения разрядов аргумента в виде логическихвединиц и нулей поступают на входыэлементов И 5 - 5 к. блока 1(фиг.2) для выделения старшегозначащего разряда логарифмируемогочисла, Выбирается тот элемент И 5,на один из входов которого поданалогическая единица старшего значащего разряда, а на другие входы поданы сигналы логических единиц свыходов элементов НЕ 4 - 4 1. Навыходе этого элемента И 5) имеется4 Осигнал логической единицы, в то время как на выходах остальных элементов И имеются сигналы логическихнулей, так как на один из входоввсех элементов И 5 - 5посту 45пает инверсия сигнала логическойединицы старшего значащего разрядас выхода элемента НЕ 4 1, а навходы всех элементов И 5 - 5 1подан сигнал логического нуля посоответствующим разрядным входамаргумента,Например, для числа 001111111(127) выбирается элемент И 56, так как на один из его входов подан сигнал логической единицы от разрядного входа 2 аргумента, а на остальные его входы поданы сигналылогической единицы с выходов элементов НЕ 4 - 4 иВсе элементы И 5 - 5 блокиру/ются сигналом логического нуля, поступающим на их входы с выхода элемента НЕ 5. Все элементы И 5 5 нблокируются сигналами логических нулей, поступающими иа их входы от соответствующих разрядных вхо 7 8 И Фдов 2 , 2 , , 2 аргумента. Унитарный код в виде набора логических нулей и одной логической единицы в шестом разряде с выходов блока выделения старшего значащего разряда поступает на входы шифратора характеристики и на первые входы элементов И 6 вычислителя мантиссы.Мантисса логарифмируемого двоичного числа определяется из исходного числа за вычетом значения старшего значащего разряда, Для определения мантиссы конкретного числа срабатывают элементы И 6 столбца вычислителя 3 мантиссы, первые входы которых соединены с выходом элемента И 5, блока 1 выделения старшего значащего разряда. Вторые входы элементов И 6 столбца соединены соразрядными входами 2, 22 аргумента. Логические уровни, соответствующие этим разрядным входам,с выходов элементов И 6 -го столбца поступают на входы элементов ИЛИ 7.На выходах элементов ИЛИ 7 появляется двоичный код мантиссы входного аргумента. Разряд 2 " мантиссы появляется на выходеэлемента И 6й-й строки. Так, например, длячисла 127 выбираются элементы И 65 шестого столбца (= 6), так какна первые входы элементов И 6 этогостолбца подана логическая единицас шестого выхода ( 3 = 6) блока выделения старшего значащего разряда.10 Остальные столбцы элементов И вычислителя мантиссы блокируются логическими нулями, поступающими состальных выходов блока выделениястаршего значащего разряда.15На выходе элементов И 6 шестогостолбца имеется двоичный код числа,соответствующий разрядным входамаргумента (2 , 2 , , 2 ), которыйпоступает на входы соответствующихэлементов ИЛИ, на остальных входахкоторых имеются сигналы логических"0". На выходах элементов ИЛИ 77. вычислителя мантиссы имеетсяуровень логического "0", так какна все входы этих элементов ИЛИ 7поданы уровни логического "0".На выходеэлемента И 6 П -йстроки являющегося выходом мантис.ссы 2 , имеется логический "0", такЗОкак на его первый вход поступаетлогический "0" от блока выделениястаршего значащего разряда. Такимобразом действительноРа 001111111 = 00110,З 5 111111000,12035 8 к.юЯУ Составитель А.ШуляповТехредМ.Надь Корректор И,Муска Редактор В.Петраш Филиал ППП "Патент", г.укгород, ул.Проектная, 4 Заказ 8418/52 Тирах 709 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб щ. 45