Преобразователь форматов данных

 

Изобретение относится к области ., автоматики и цифровой вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств сопряжения с ЭВМ, работающими с различными форматами данных. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения преобразования шестнадцатиричных чисел. Поставленная цель достигается за счет введения в преобразователь, содержащий счетчик порядка, регистр мантиссы, коммутатор мантиссы и блок управления, дешифратора нуля, группы элементов И и элемента ИСКЛЮЧАЮОЩЕ ИЛИ, обеспечивающего контроль диапазона чисел, формирование, смещенной характеристики и нормализацию мантиссы . 2 ил. (Л сг N3 со О ел 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (дц 4 Н 03 М 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3960770/24-24 (22) 16.08.85 (46) 15.02.87. Бюл. Ф 6 (71) Институт кибернетики . им. В.M. Глушкова (72) В.П. Боюн, Б.Н. Малиновский, В.Е. Реуцкий и M.Е. Урсу (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(717755, кл. G 06 F 5/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

9 1092490, кл. G 06 F 5/02, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФОРМАТОВ ДАННЪ|Х (57) Изобретение относится к области . автоматики и цифровой вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств сопряжения с ЭВМ, работающими с различными форматами данных. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения преобразования шестнадцатиричных чисел.

Поставленная цель достигается за счет введения в преобразователь, со-, держащий счетчик порядка, регистр мантиссы, коммутатор мантиссы и блок управления, дешифратора нуля, группы элементов И и элемента ИСКЛ|0ЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, обеспечивающего контроль диапазона чисел, формирование. смещенной характеристики и нормализацию мантиссы. 2 ил.

1 290535

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств согласования ЭВМ с различными форматами данных. 5

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач путем обеспечения преобразования mecтнадцатиричных чисел;

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2-структурная схема блока управления преобразователем.

Преобразователь форматов данных содержит счетчик 1 порядка регистр

2 мантиссы, триггер 3 знака, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, группу элементов

И 5, дешифратор 6 нуля, коммутатор

7 мантиссы, блок 8 управления, вход

9 разрешения приема, тактовый вход

10 преобразователя, выход 11 занятости, вход 12 окончания приема, выход

13 разрешения выдачи и выход 14 переполнения.

Блок управления преобразователем образуют элемент НЕ 15, элемент ИЛИ

16, триггер 17 знака, триггер 18 разрешения приема и элементы И 19-22.

Прямой и инверсный входы режима 30 работы блока 8 управления соединены с соответствующими выходами старшего разряда регистра 2 мантиссы; вход знака — с выходом триггера 3 знака; вход переполнения — с выходом элемен- 35 та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, вход разрешения приема и вход окончания приема — с соответствующими входами 9 и 12 преобразователя, выход сдвига и выход инкремента — с входом сдвига и счет- 4р ным входом регистра мантиссы, выходы переполнения, выход занятости и выход разрешения выдачи — с соответствующими вьжодами 14, 11 и 13 преобразователя. 45

Преобразование формата данных ЕС

3ВМ в формат ЭВМ CM-4;

Формат шестнадцатиричных чисел с плавающей запятой представляется следующим образом: 1 разряд — знак числа; 7 разрядов — характеристика;

24 разряда — мантисса.

Основание системы счисления в этом формате принято равным 2 =16, поэто4 му нормализация чисел осуществляется с точностью до тетрады. Порядок чисел представляется увеличенным на

Ф

2 =64, т.е. смещейным на числовой оси в положительном направлении на

6 разрядов, в результате чего все порядки положительны и являются характеристиками. Положительные и отрицательные числа с плавающей запятой в шестнадцатиричном формате в,оперативной памяти хранятся в прямом коде.

Знак числа определяется по значению двоичной цифры в знаковом разряде.

Диапазон представления нормализованных шестнадцатиричных чисел (по абсолютному значению) определяется преде-. лами от 16 до !6, .

Двоичные числа с плавающей запятой в двоичном формате (модели ЭВМ CM-3, CM-4 и др.) представляются следующим образом: разряд — знак мантиссы;

8 разрядов — характеристика; 23 разряда — мантисса.

Основание системы счисления в двоичном формате принято равным двум, поэтому нормализация чисел осуществляется с точностью до одного разряда.

Порядок числа представляется увели7 ченным на 2 =128, т.е. смещенным на числовой оси в положительном направлении на 7 разрядов, в результате чего все-порядки положительны и являются характеристиками. Положительная мантисса представляется впрямом коде со знаковым разрядом равным нулю. Отрицательная мантисса представляется.в дополнительном коде со знаковым разрядом, равным единице.

Диапазон представления двоичных чисел (по абсолютному значению) нахоiZQ +1ат дится в пределах от 2 до 2 т.е. значительно уже, чем диапазон представления чисел в шестнадцатиричном формате.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении входного кода на входы преобразователя и подаче сигнала "Разрешение приема" по входу 9 осуществляется запись нулевого разряда (знак числа) в триггер 3, знака: мантиссы — в регистр 2 мантиссы, 8-31 разрядов мантиссы исходного числа в 24-разрядный блок нормализации мантиссы, 1-7 разрядов характеристики— в l 7 разряды .счетчика I порядка, в 8-9 разряды счетчика 1 порядка при этом записывается коль. Нулевой разряд входного кода записывается также в триггер 17 блока 8 управления.

Сигнал "Разрешение приема", поступивший одновременно в блок 8 управления по пятому входу, устанавливает триг1290535 гер 18 в единичное состояние, который подготавливает блок 8 управления к работе и выдает сигнал "Занято." на выход 11. преобразователя, предупреждая источник входной информации о занятости устройства.

Знак мантиссы по выходу совпадает со знаком входного числа, поэтому однозначно отображается через знаковый разряд мантиссы на выход. f0

Из выражения 16 =(2 ) =2 ", связы" вающего числа шестнадцатиричной и двоичной систем счисления, видно, что характеристика последнего всегда в четыре раза больше характеристи- !5 ки первого. Умножение характеристики исходного числа на двоичное число

100 (100 =4„ ) осуществляется дополнением справа к разрядам исходной характеристики двух разрядов, равных 20 нулю. После нормализации числа преобразованная таким образом в двоичную систему счисления характеристика передается через группу элементов И 5 на выход преобразователя. 25

Второй разряд характеристики, 32. 128 имеющий вес 16 =2, не используется, так как диапазон представления чисел в исходном формате с шестнадца- 30 тиричным основанием значительно шире, чем возможное представление чисел в формате с двоичным основанием при этом наличие в двух старших разрядах счетчика 1 порядка двух нУлей или 35 двух единиц свидетельствует о том, что число не может быть преобразовано в выходной формат, поэтому в та-. кой ситуации на выходе элемента ИСКП10ЧЯОЩЕЕ ИЛИ 4 выделения переполне- ф) ния характеристики вырабатывается сигнал "Переполнение", который поступает на второй вход элемента И 21 (фиг. 1), а сигнал с выхода элемента

И 21, который соединен с выходом бло-g5 ка 8 управления, появится только после нормализации входного числа.

Число, нормализованное во входном формате с шестнадцатиричным основанием, может оказаться ненормализованным в формате с .двоичным основанием, поэтому по значению старшего разряда регистра 2 мантиссы осуществляется контроль нормализации. Если этот РазРяд Равен нулю, то единица 55 на нулевом (инверсном) выходе этого разряда регистра, заведенная на вход блока 8 Управления, открывает элемент И 19, котсрый дает разрешение на первый выход блока 8 управления на сдвиг (без знака) регистра 2 мантиссы влево и на вычитание единиц из счетчика 1 порядка. Сдвиги в регистре 2 мантиссы и вычитание единиц в счетчике 1 порядка осуществляется под воздействием тактовых импульсов до тех пор, пока в старшем (первом, 1 разряде регистра 2 мантиссы не появляется единица. Количество возможных сдвигов, которые должны быть сделаны для нормализации, равно 0-3.

При появлении единицы в старшем (первом) разряде регистра 2 мантиссы снимается разрешающий сигнал с входа элемента И 19 и соответственно с выхода блока 8 управления появляется разрешающий сигнал с единичного выхода старшего разряда регистра 2 мантиссы по входу блока 8 управления на первых входах элементов И 20-22, подготавливая блок 8 управления для дальнейшей работы. Если число в реги-. стре 2 мантиссы сразу оказалось нормализованным, то сдвиги регистра 2 мантиссы и вычитание единиц из счетчика 1 порядка не производятся.

Отрицательная мантисса в выходном формате должна быть представлена в дополнительном коде. со знаковым разрядом, осуществляется вычитанием единицы из содержимого регистра ? мантиссы с последующим инвертированием всех ее разрядов. После нормализации числа блоком 8 управления осуществляется проверка знака входного числа, записанного в триггере 17. Если мантисса отрицательна,то единичный выход триггера 17 открывает элемент

И 20, выдавая на выход блока 8 управления разрешающий сигнал для вычитания единицы из содержимого регистра

2 мантиссы. Следующим тактовым импульсом триггер 17 сбрасывается, разрешая через элемент И 22 подачу сигнала "Разрешение выдачи" по выходу блока 8 управления на выход 13 преобразователя.

Если мантисса исходного числа тож дественна нулю, то дешифратор 6 нуля мантиссы вырабатывает нулевой сигнаЛ, выдавая на выход преобразователя пу- левую характеристику..

Триггер 3 знака мантиссы управляет коммутатором 7 мантиссы, коммутируя на выход прямой или обратный. код содержимого регистра 2 мантиссы., При положительном знаке коммутируется

1290535 о по входу 1? блока 8 управления, который сбрасывает триггер 18 в нулевое состояние, снимает сигнал занятости по выходу 11, после чего устройство ,готово к приему нового числа.

Пример I.

Характеристика

Мантисса lисло

Знак числа

Исходный код

0 10 10 10 1 0001 1100 0000 0000 0000 — 16

64

Прием на регистр мантиссы и счетчик порядка 0

10 10 10 100 0001 1100 0000 0000 0000

После нормалиэации 0

10 10 10001 1110 0000 OOOO . 0000 0000

ill

110 10001 1110 0000 0000 0000 0000 8 2

Выходной код

Пример2.

Мантисса

Знак Характеристика числа

Число

Исходный код

7 -и

0 10 10 11 0001 1100 0000 0000 0000 0000 — . 16

Прием на регистр мантиссы и счетчик

1 0 10 101100 0001 1100 0000 0000 0000 0000

После нормализации

1 0 10 10 1001 1110 0000 0000 0000 0000 0000

После выI / !!! читания единицы

1 0 10 10 1001 1101 1111 llll 1111 Illl llll

Выходной код

1 0010 1001 0010

50 прямой код, при отрицательном — дополнительный.

После того, как выходной код принят приемником информации, иэ него . должен поступить сигнал "Принято" Преобразование 16- и 64-разрядных форматов данных осуществляется аналогично изложенному, при этом разрядность регистра 2 мантиссы и коммутатора 7 мантиссы должна быть умень- шена на соответствующее количество разрядов.

Таким образом, преобразование .форматов данных с плавающей запятой в предлагаемом преобразователе осуще 0000 0000 0000 0000 0000 — 2

8. ствляется за 1-2 такта при преобразовании положительных и отрицательных нормализованных в двоичной системе счисления чисел и за 2-5 тактов в остальных случаях.

Предлагаемый преобразователь форматов данных позволяет преобразовывать шестнадцатиричный формат данных, имеющий характеристику, в двоичный формат данных, также имеющий характе129053 и ристику, в отличии от прототипа, где характеристика преобразовывается в порядок и знак порядка.

Формула изобретения

Преобразователь форматов данных, содержащий счетчик порядка, регистр мантиссы, триггер знака, коммутатор мантиссы и блок управления, !тактовый вход которого соединен с тактовым 10 входом преобразователя и тактовыми входами счетчика порядка и регистра мантиссы, информационные входы которого соединены с входами мантиссы преобразователя, вход знака которого соединен с единичным входом триггера знака и входом знака блока управления, прямой и инверсный входы режима работы которого соответственно соединены с прямым и инверсным выходами 20 старшего разряда регистра мантиссы, прямые и инверсные выходы всех разрядов, кроме старшего, которого соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов ком25 мутатора мантиссы, выходы, которого являются выходами мантиссы преобразователя, входы характеристики которого соединены с разрядными входами счетчика порядка, вход разрешения приема которого соединен с входом разрешения приема преобразователя и входом разрешения приема блока управления, выход сдвига и выход инкремента которого соответственно соединены с входом 35 сдвига и счетным входом регистра мантиссы, прямой и инверсный выходы триггера знака соединены соответстветственно с|прямым и инверсным входами выбора направления коммутатора,. 40 .6гал Харалтернетнла

vucna

5 8 прямой выход триггера знака является выходом знака преобразователя, выходы занятости и разрешения выдачи которого соединены соответственно с выходами занятости и выходом разрешения выдачи блока управления, выход окончания.приема соединен с входом окончания приема преобразователя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач путем обеспечения преобразования шестнадцатиричных входных. чисел, в него введены элемент ИСКЛЮЧАКМЦЕЕ

ИЛИ, дешифратор нуля, группа элементов И, первые входы элементов И группы соединены с выходом дешифратора нуля, входы которого соединены соответственно с прямыми выходами группы старших разрядов регистра мантиссы, выходы характеристики преобразователя соединены с выходами элементов

И группы, второй вход первого элемента которой соедпнен с выходом старшего разряда счетчика порядка, выходы всех разрядов которого, кроме двух старших, соединены соответственно с вторыми входами всех, кроме первого, элементов И группы, выходы двух старших разрядов счетчика порядка соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с выходом переполнения преобразователя, счетный вход счетчика порядка соединен с выхбдом сдвига блока управления, инверсный вход режима работы которого соединен с первым входом второго элемен,та И блока управления.

Юлтиеса

Составитель M. Аршавский

Редактор Л. Пчелииская Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Закаэ 7917/58 Тираж 921,, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035i Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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