Цифровое логарифмирующее устройство

 

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники. Цель изобретения - повышение быстродействия . Ц ровое логари Фгческо устройство содержит N-разрядный регистр, блок выделения старшего значащего разряда, в кото1%1й входят (N-1) элементов И, (К-1) элементов НЕ и (N-2) элементов ИЛИ, блок формирования мантиссы, в входят m элементов ШШ, где ,..,, N-3, m групп элементов И, каждая из которых состоит из (m4-l) элементов К, Шифратор, блок постоянной памяти мантиссы, блок постоянной памяти основания и умножитель. В данном устройстве повышение быстродействия осуществляется за счет того, что формирование характеристики и мантиссы логарифма по основанию два при нормализации входного кода производится одновременно на комбинационных элементах, KOfOfMe соединены так, что увеличение разрядности входного о кода на один разряд приводит к уве- . личению.на один элемент И, ИЛИ и ин- (Л вертор при формировании характерис- У тики логарифма, а при формировании Cm мантиссы логарифма количество элемен- ,. тов определяется требуемой точностью.. 2 ил ю iNd 4ib СО

CQe3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д1 4 G 06 F 7/556

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ формирования майтиссы, в который входят ш элементов ИПИ, где ш2,..., Ы-З, ш групп элементов И, какдая иэ которых состоит из (ш+1} элементов И, шифратор, блок постоянной памяти мантиссы, блок постоянной памяти основания и умножитель. В данном устройстве повышение быстродействия осуществляется за счет того, что формирование характеристики и ман- тиссы логарифма по основанию два при нормалиэапии .входного кода производится одновременно иа комбинационных элементах, которые соединены так, что увеличение разрядности входного кода на один разряд приводит к увеличению.на один элемент И, ИЛИ и инвертор при формировании характеристики логарифма, а при формировании мантиссы логарифма количество элементов определяется требуемой точностью.

2 илз

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 386.1743/24-24 (22) 02.01,85 (46) 07.10.86, Вюл, У 37 (72) А. В. Гречухин, В. А. Грачев, В. В. Королев и В. П. Семенов (53) 681,325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 881741, кл. G 06 F 7/556, 1979, Авторское свидетельство СССР

У 1101819, кл. G 06 F 7/556, 1983. (54 ) ЦИФРОВОЕ ЛОГАРИФМИРУЮЩЕЕ УСТ«

РОЙСТВО (57) Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники.

Цель изобретения — повышение быстродействия. Цифровое логарифмическое., устройство содеркит И-разрядный ре- гистр, блок выделения старшего зна-. чащего разряда, в который входят (Н-1) элементов И, (N-1) элементов HE и (К-2) элементов ИЛИ, блок, SU„;, 1262490 А1

1262490 г

Устройство относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано в арифметических устройствах и для сжатия динамического диапазона в устройствах 5 цифровой обработки сигналов.

Целью изобретения является повышение быстродействия, На фиг. 1 представлена функциональная схема цифрового логарифми- 10 ческого устройства; на фиг. 2 — график значений масштабных коэффициентов Зog 2 как функции a°, Я

Цифровое логарифмирующее устройство содержит Ж разрядный регистр 1, 15 блок 2 выделения старшего значащего разряда, блок 3 формирования мантиссы. В блок 2 выделения старшего значащего разряда входят элементы И

4-7, элементы НЕ 8-11, элементы ИЛИ 20

12-14. В блок 3 формирования мантиссы входят элементы И 15-21, элементы ИЛИ 22 и 23. Устройство также содержит шифратор 24, блок 25 постоянной памяти мантиссы, блок 26 постоянной памяти основания и умиожитель 27.

Алгоритм работы предлагаемого устройства описывается выражением

logð 1 1 log >Mlog„b ô (1 ) 30 где 1оярМ - логарифм числа И по основанию а;

log М вЂ” логарифм числа И по ос-. ,-ь нованию Ь;

log, Ъ - логарифм числа Ъ no оенованию а .

Выражение (1)позволяет вычислить логарифм числа И по любому наперед заданному основанию.

Для предлагаемого устройства чис- 40 ло М является числом, представленным в классе целых чисел в двоичной системе счисления. Для этого случая вычисления проводятся при b 2, тогда выражение (1) принимает вид

lopM 1оя 2.. (2) из выражения (21 видно, что для вычисления 1оя М необходимо вычислить логарифм числа И по основанию два и полученное значение умножить на масштабный коэффициент log 2, который преобразует логарифм числа И по основанию два s логарифм числа И по заданному основанию.а., Масштабные коэффициенты log„2 раН различных значений а записываются в блок 26, Число этих коэффициентов определяется исходя из требуемого количества различных значений и= сштаба. Выборка того или иного значения масштабного коэффициента из блока 26 определяется установкой на его входе значения с(, соответствующего выбранному значению масштабного коэффициента.

На фиг. 2 приведены в, виде графика значения масштабных коэффициентов

log 2 как функции а.,Приведенная за-. висимость позволяет выбрать любое значение масштабного коэффициент при изменении а от 1,1 до 7.

Устройство работает следующим образом, Код входного числа записывается в регистр I, Старший значащий разряд входного кода проходит через элемент И на вход шифратора 24 и од-— новременно блокирует прохождение значащих мпадших разрядов через соответствующие элементы И блока 2 за счет подачи на первые входы младших разрядов элементов И блока 2 напряжения логического нуля. В .результате на выходе шифратора 24 сформируется

I код, соответствующий характеристике логарифма входного кода по основанию два.

Формирование мантиссы логарифма по основанию два осуществляется например так: если старший значащий разряд будет третий, то с выхода элемента И 5 на первые входы элементов И 19 и 2О дается разрешение на прохождение входного кода первого и второго разрядов регистра 1 на входы первого и второго разрядов блока 25. В результате на выходе блока 25 сформируется код мантиссы логарифма по основанию два, определяемый двумя двоичными разрядами входного кода. На выходе блока 26 с4х рмирован код логарифма числа два по заданному (выбранному) основанию. Выходное значение кода, соответствующее логарифму входного кода по заданному основанию, формируется как произведение логарифма входного кода по основанию два и кода логарифма числа два по заданному основанию, Рассмотрим работу устройства на конкретном примере для случая И=5, Задаем входной код M 11110 и с(=1,1 (записано в двоичной системе счисле. ния).

1262490 4

Число 11110 записывается в регистр !. На вход шифратора 24 через блок 2 проходит только единица с выхода пятого разряда регистра l. Ha выходе шифратора 24 сформируется 5 код характеристики логарифма числа

1lll0, равной 100. Эта же единица с выхода пятого разряда регистра 1 разрешает прохождение единиц четвер того и третьего разрядов регистра 1 !О через элементы И 15 и 16, что приводит к наличию на обеих входах блока 25 единиц. Наличие на обеих входах блока 2S единиц обуславливает вывод из блока 25 кода мантиссы 15 числа 11110, равного 0,11001. В результате на первом входе умножителя будет код 100,11001.

Выбранное значение числа о, равное 1,100, поступает на входы бло- 20 ка 26, что приводит к выводу из зтого блока кода 1,11001, который поступает на второй вход умножителя 27.

На выходе умножителя получается результат 100,10001. 25

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении быстродействия устройства за счет ",îãî, что формирование характеристики и мантиссы входного ко- 30 да по основанию два производится на комбинационных элементах, причем соединенных таким образом. что увеличение разрядности и точности не приводит к резкому увеличению числа

35 элементов.

Формула изобретения

Цифровое логарифмирующее устройство, содержащее регистр, блок посто,янной йамяти мантиссы, блок посто, янной памяти основания, умножитель, причем вход аргумента устройства соединен с входом регистра, вход основания устройства соединен с ад ресным входом блока постоянной памяти основания, выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которого является выходом устройства о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены шифратор, блок выделения старшего значащего разряда, содержащий (N-1) элементов И, где N — количество разрядов регистра, равное разрядности аргумента, (N-1) элементов НЕ, (N-2) элементов ИЛИ и блок формирования мантиссы, содержащей ш элементов ИЛИ, где m=2,...,N-3, и m групп элементов И, каждая иэ которых состоит иэ (m+1) элементов И, причем выход первого разряда регистра соединен с первым входом второго элемента И блока выделения старшего значащего разряда, вход которого соединен с нулевым входом шифратора, выход k-го разряда регистра, где k=2» Б-l, соедийен с первыми входами (k+))-ro элемента И и k-ro элемента ИЛИ блока выделения старшего значащего разряда, выход которого соединен с вторым входом (k-1)-го элемента ИЛИ и через

К-й элемент НЕ с вторым входом k-го элемента И блока выделения старшего значащего разряда, выход которого соединен с (k-1)-и входом шифратора, вход М-го разряда регистра соединен с N-M входом шифратора и через N-й элемент НЕ с вторым входом N-го эле-. мента И блока выделения старшего значащего разряда, выход которого соединен с (М-1)-м входом шифратора, при этом вход младшего разряда блока памяти мантиссы соединен с выходом

m-го элемента ИЛИ блока формирования мантиссы, входы которого соединены с выходами (m+1)-х элементов И ш-й группы блока формирования мантиссы, выходы с первого по m-й разрядов регистра соединены с первыми входами элементов И m-й группы блока формирования мантиссы соответственно, вторые входы которых обьединены с входами с (И-ш) по (N-l) разрядов шифратора, выход N-го разряда регистра соединен с первым входом (m+1)-го элемента И m-й группы блока формирования мантиссы, второй вход которого соединен с выходом (ш+1)-го разряда регистра, выходы шифратора соединены со старшими раэрядаии второго входа умножителя, младшие разряды второго входа умножителя соединены с выходами блока постоянной памяти мантиссы.

J262490

< б. у

Составитель А. Йуаяпов

Редактор В. Данко Техред Л.Сердпкова Корректор И, Самборская

Закаэ 5428/4б Тирах 67! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

))3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4