Устройство для вычисления логарифмов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.,SU„„! 203518 А (51)4 G 06 F 7 556

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ g "" /

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я/

I (21) 3746746/24-24 (22) 24.05.84 (46) 07.01.86. Бюл, Ф 1 (72) С.А.Енокян, Ш.О.Оганесян и А.М.Степанян (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 506014, кл. G Об F 15/31, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 888114, кл. С 06 F 7/556, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ЛОГАРИФМОВ, содержащее блок выделения старшего значащего разряда, вычислитель мантиссы и шифратор характеристики, выходы которого соединены с выходом характеристики устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем.блок выделения старшего значащего разряда содержит h — 1 элементов НЕ и h — 1 элементов И, где лье+1 — разрядность аргумента, вычислитель мантиссы содержит матрицу элементов И и и — 1 элементов ИЛИ, каждая i --я строка матрицы (= 1,») содержит 1 +1 — i элементов И, причем вход g -го разряда аргумента устройства (К = 3,» +1) соединен с входом з -ro элемента НЕ (! = 1,н — 1), а вход (-го разряда аргумента устройства соединен с первым входом ) -ro элемента И блока вьщеления старшего значащего разряда, выход ) -го элемента НЕ подключен к (j +1)-м входам с первого по j -и элементов И блока выделения старшего значащего разряда, выходы которых соединены с входом j -ro разряда шифратора характеристики, вход » --ro разряда которого является входом (» +1)-го разряда аргумента устройства, выход -го разряда блока выделения старшего значащего разряда соединен с первыми входами с t --го по

»-й элементов И -го столбца вычислителя мантиссы вторые входы которых соединены с входами с q -го

1 (9 = о,h — 1) по нулевой разрядов аргумента устройства соответственно, выход h — t элемента И i -й строки матрицы соединен с (н — i) è входом j -го элемента ИЧИ (g = 1,2, »-1), выход которого соединен с выходом i -ro разряда мантиссы, устройства, выход h-ro элемента И h -й строки соединен с выходом » -ro разряда мантиссы устройства.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может, быть использовано в различных системах автоматики.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для вычисления логарифма, на фиг ° 2 — функциональная схема блока вьщеления старшего значащего разряда, на фиг. 3 — - функциональ ная схема вычислителя мантиссы, на фиг, 4 — отрезок графика логарифмической функции и аппроксимирующий отрезок.

Устройство для вычисления логарифмов содержит блок 1 вьщеления старшего значащего разряда, шифратор 2 характеристики, вычислитель 3 мантиссы. Блок 1 вьщеления старшего значащего разряда состоит из элементов НЕ 41 — 4 „ „ и элементов И 5,1

5 „, . Вычислитель 3 мантиссы состоит из матрицы элементов И 6 и элементов ИЛИ 71 — 7», 1.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный двоичный код аргумента поступает на разрядные входы 2, 2, ..., 2 . В блоке 1 выделения старшего значащего разряда .производится выделение номера старшего разряда числа, имеющего значение логической единицы. На выходе блока 1 вьщеления старшего значащеrо разряда имеется унитарный и -разрядный код, который поступает на входы шифратора 2 характеристики и на первые входы элементов И 6 вычислителя 3 мантиссы. На выходе шифратора 2 характеристики согласно вход— ному унитарному коду появляется двоичный код номера старшего значащего разряда, что соответствует характеристике двоичного логарифма входного аргумента. Например, для входного аргумента 0...01111111 (число 127) номер старшего значащего разряда равен шести » 127

= 6, 9834375.

Шифратор 2 характеристики может быть выполнен в виде схемы комбинационного типа на основе формирования г двоичного параллельного кода в зави симости от входного унитарного кода.

На выходе шифратора 2 характеристики имеем код 0...0 110.

Значение мантиссы определяется путем линейной аппроксимации участ03518 2 ка АВ) функции (фиг. 4) . Из треуголь ника АВС значение мантиссы для любой, точки, лежащей на оси абцисс и в инК К+1 тервале 2 — 2, определяется следующим выражением: к

М - М 1 TddKKKK6 (ВС

q К Ас

ЬС = к.)1-K 1, дс =.2 к > С(= . )

ГК -2 к — соответствует исходному аргументу без единицы старшего значащего разряда.

К

Выражение — форма пред К, 2О стайления величины х — 2 В двоичК ном нормальном коде с фиксированной запятой. Для числа 127 мантисса равна 0,111111, следовательно, двоичный логарифм числа 127 определяется как Гog» 0...0 1111111 = 0...0110, 11111100...O.

Прямые и инверсные значения разрядов аргумента в виде логических в единиц и нулей поступают на входы элементов И 5„— 5h 1 блока 1 (фиг. 2) для выделения старшего значащего разряда логарифмируемого числа. Выбирается тот элемент И 5j на один из входов которого подана логическая единица старшего значащего разряда, а на другие входы поданы сигналы логических единиц с выходов элементов НЕ 4j — 4)) 1. На выходе этого элемента И 5) имеется

4О сигнал логической единицы, в то время как на выходах остальных элементов И имеются сигналы логических нулей, так как на один из входов всех элементов И 51 - 5j 1 постуg$ пает инверсия сигнала логической единицы старшего значащего разряда с выхода элемента НЕ 4i 1 а на входы всех элементов И 5j+1 — 5 ) 1 подан сигнал логического нуля по соответствующим разрядным входам аргумента, Например, для числа 0...01111111 (127) выбирается элемент И 5, так как на один из его входов подан сигнал логической единицы от разрядного входа 2 аргумента, а на остальные его входы поданы сигналы

1203516 логической единицы с выходов элементов HE 4 — 4„„.

Все элементы И 5„— 5>- блокиру/ ются сигналом логического нуля, поступающим на их входы с выхода элемента HE 5g. Все элементы И 5

5 „ блокируются сигналами логических нулей, поступающими иа их входы от соответствующих разрядных вхо7 8 h-f дов 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 с о разрядными входами 2, 2

2 аргумента. Логические уровни, соответствующие этим разрядным входам,с выходов элементов И бj -ro столбца поступают на входы элементов ИЛИ 7.

На выходах элементов ИЛИ 7 появляется двоичный код мантиссы входного аргумента. Разряд 2 " мантиссы появляется на выходе элемента И 6 й-й строки. Так, например, для числа 127 выбираются элементы И 6 шестого столбца (j = 6), так как на первые входы элементов И 6 этого столбца подана логическая единица с шестого выхода () = 6) блока выделения старшего значащего разряда.

10 Остальные столбцы элементов И вычислителя мантиссы блокируются логическими нулями, поступающими с остальных выходов блока выделения старшего значащего разряда.

На выходе элементов И 6 шестого столбца имеется двоичный код числа, соответствующий разрядным входам аргумента (2, 2, ..., 2 ), который поступает на входы соответствующих элементов ИЛИ, на остальных входах которых имеются сигналы логических

"0". На выходах элементов ИЛИ 7 (7„ вычислителя мантиссы имеется уровень логического "0", так как на все входы этих элементов ИЛИ 7 поданы уровни логического "0".

На выходе элемента И 6 1-й строки являющегося выходом мантис-с сы 2, имеется логический "0", так

30 как на его первый вход поступает логический "0" от блока выделения старшего значащего разряда. Таким образом действительно

0...0 1111111 = 0...0110, З5 11111100...0.

1203518, -т

-л

-f

ЯФМ!

2035!8 тору рислииоигтжти иинтисса

1203518

12035! 8 к.ю

ЯУ

Составитель А.Шуляпов

ТехредМ.Надь Корректор И.Муска

Редактор В.Петраш

Филиал ППП "Патент", r.укгород, ул.Проектная, 4

Заказ 8418/52 Тирах 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., щ. 4!5