Преобразователь форматов данных

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств согласования ЭВМ с различными форматами представления данных. ЦепсЮ изобретения является пбвышение быстродействия и упрощение преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе форматов, содержащем блок формирования характеристики и блок формирования мантиссы, последний выполнен в виде группы ПЗУ. 2 ил. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 M 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4735376/24 (22) 24.07.89 (46) 23.10.91. Бюл. ¹ 39 (71) Институт кибернетики им. В;М.Глушкова (72) В.П,Боюн, Б.Н.Малиновский, В.E.Ðåóöкий и М,Е,Урсу (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 717755, кл. Н 03 M 7/12, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1476615, кл, Н 03 M 7/12, 1986.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств согласования ЭВМ с различными форматами представления данных, Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение преобразователя.

На фиг.1 приведена блок-схема преобразователя; на фиг.2 — схема блока формирования мантиссы.

Преобразователь (фиг.1) содержит блок

1 формирования характеристики и блок 2 формирования мантиссы, информационные выходы которого являются выходами Мэ—

МЗ1 мантиссы преобразователя, выходы E>—

Е7 характеристики которого соединены соответственно с выходами блока 1 формирования характеристики, входы которого соединены соответственно с входами E > — Ев характеристики и входом знака преобразователя, блок формирования мантиссы, информационные входы которого соединены

„„SU„„1686701 Al (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФОРМАТОВ

ДАННЫХ (57) Изобретение относится к цифровой вы числительной технике и может быть использовано при построении устройств согласования ЭВМ с различными форматами представле ния 1 данных. Целю изобретения является повышение быстродействия и упрощение преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе форматов, содержащем блок формирования характеристики и блок формирования мантиссы, последний выполнен в виде группы ПЗУ. 2 ил. 5 табл. соответственно с входами Mg — Мз мантиссы преобразователя, Блок формирования мантиссы (фиг.2) содержит постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) 3 — 8, выходы которых являются выходами блока формирования мантиссы, управляющие входы которого соединены соответственно с входами каждого из ПЗУ3 — 8.

Принцип построения и работы предлагаемого преобразователя рассмотрим на примере преобразования форматов данных

ЭВМ CM — 4 в формат ЕС ЭВМ.

Двоичные числа с плавающей запятой в формате ЭВМ СМ вЂ” 4 представляются следующим образом: 1 разряд — знак числа; 8 разрядов — характеристика; 23 разряда— мантисса.

Основание системы счисления в формате ЭВМ СМ вЂ” 4 принято равным двум, поэтому нормализация чисел осуществляется с точностью до одного разряда, Порядок чисел представляется увеличенным на 2 =128, т.е, смещенным на число7

1686701 вой оси в положительном направлении на 7 разрядов, в результате чего все порядки rioложительны и являются характеристиками.

Положительная мантисса представляется в прямом коде со знаком разрядов, равным нулю. Отрицательная мантисса представляется в дополнительном коде со знаковым разрядом, равным единице.

Диапазон представления нормализованных двоичных чисел (по абсолютномуа значению) определяется пределами от 2

-12 до 2

Если характеристика тождественна нулю, а также если мантисса отрицательна, значение этого сигнала является логическим нулем, 3нэк мантиссы по выходу совпэдэет со знаком входного числа, пОэтому Однозначно отображается через знаковый разряд мантиссы на выход преобразователя, Из выражения 2"

4 1

=(2 я 1=(16 а )" =16 а, связывающего числа в двоичной и шестнадцатиричной системах счисления, видно, что характеристика последнего в четыре раза меньше первой. Так как делением характеристики входного числа на двоичное число

100 (1002 = 41о) последние ее два разряда теряются, необходимо эти разрядам придать нулевые значения. Для этого к характеристике входного числа необходимо добавлять единицы до тех пор, пока последние (младшие) ее два разряда не станут равными нул о. Добавление необходимого количества единиц к входной характеристике осуществляется блоком 1 формирования характеристики, который представляет собой программируемое постоянное запоминающее устройство, запрограммированное в соответствии с табл, 1. Условно табл.1 разбита на колонки 1,2,3,4 и 5. Логические единицы M Hgfl0 в KolloHKB 1 представляют собой по отношению к ПЗУ адрес соответствующей ячейки памяти, Логические единицы и нули в каждой из колонок 2-5 представляют собой запрограммированное содержимое ячеек памяти ПЗУ. Для упрощения таблицы разряды 7 — 9 колонки 1 занимают горизонтальное положение, Нулевое или единичное значение разряда 9 колонки 1 определяют по восьмому выходу соответствующее значение неявного старшего (восьмого) разряда мантиссы, Для кода "00" разрядов 7 — 8 колонки 1 содержимое разрядов 1 и 3 — 7 ячеек памяти (колонка 2) представляет собой двоичные коды, повторяющие кодовые комбинации соответственно разрядов 1-6 колонки 1, что означает передачу беэ изменения характеристики положительного входного числа на выход преобразователя. Значения разряда

8 колонки 2 при этом равны единице, за

5 исключением ячейки с адресом 000000000 разрядов 1 и 3 — 7 ячеек памяти (колонка 3) представляет собой увеличенные на единицу двоичные коды соответствующие разрядам 1 — 6 колонки 1, что означает передачу

10 увеличенной соответственно на одну, две или три единицы характеристики положительного входного числа на выход преобразователя, Разряд 8 колонки 3 при этом имеет единичное значение, 15 Колонки 4 и 5 табл.1 иллюстрируют формирование характеристики и неявного старшего разряда мантиссы для отрицательного входного числа (разряд 9 колонки 1 равен единице), Содержимое колонок 4 и 5 повто20 ряют соответственно содержимое колонок 2 и 3 за исключением разряда 8, значение которого равно нулю для всех адресов, Диапазон изменения входного числа соответствует изменению характеристики

25 входного числа в пределах 0100000—

0111111 для отрицательных, и в пределах

1000000 — 10111111: для положительных порядков, пределы 0000000 — 0011111 для отрицательных и пределы 110001 — 1111111

30 для положительных порядков при этом не используются, Поэтому второй разряд характеристики выходного числа всегда является инверсией первого разряда харак, =.pècòèêè выходного числа, кроме

35 случая, когда характеристика входного числа имеет одно из значений 1111101, 1111110 и 1111111. В этом случае на выходе преобразователя характеристика имеет значение

1100000. В соответствии с изложенным, 40 разряд 2 колонок 2,3,4 и 5 табл. 1 является инверсией разряда 1 колонки 1 таблицы.

Сдвиг входной мантиссы вправо на 0,1,2 или 3 разряда. обусловленный добавлением к входной характеристике соответственно

45 0,1,2 и 3 единицы, осуществляется блоком 2 формирования мантиссы, постоянные запоминающие устройства которого реализуют табличные преобразования.

Логические значения входов представ50 ляют собой по отношению к каждому из блоков ПЗУ 3-8 адрес соответствующей ячейки памяти. Значения выходов представляют собой запрограммированное содержимое ячеек памяти. Первый (младший)

55 входной разряд содержит двоичные значения сигнала, поступающего с входа знака преобразования. Разряды управления сдвигом "1в содержат двухразрядные двоичные коды "00","11","10" и "01", показывающие, что мантиссу входного числа необходимо

1686701

45 ведено в табл, 2 — 5, 50

Преобразование 16 и 64 разрядных форматов данных осуществляется аналогично изложенному, при этом количество ПЗУ блока 2 формирования мантиссы должно

55 сдвинуть соответственно на 0,1,2 или 3 разряда вправо. Остальные разряды соответствуют всевозможным значениям сигналов, поступающих на входы ПЗУ 3-8 блока 2 формирования мантиссы, При преобразовании мантиссы положительного входного числа для кода "00" разрядов управления сдвигом содержимое разрядов 2 — 5 ячеек памяти ПЗУ 3 — 8 представляет собой двоичные коды, повторяющие кодовые комбинации соответствующих входных разрядов, что означает передачу без изменений входной мантиссы на выход преобразователя. Для кода "11" разрядов управления сдвигом содержимое разрядов

2 — 5 ячеек памяти ПЗУ 3 — 8 представляет собой двоичные коды, повторяющие кодовые комбинации соответствующих разрядов, что означает передачу сдвинутой на один разряд вправо входной мантиссы на выход преобразователя, Для положительной входной мантиссы значение первого разряда содержимого ячеек памяти ПЗУ 3 — 8, являющегося cèãíàëoì переноса, равно нулю.

Отрицательная мантисса в дополнительном коде во входном формате должна быть представлена в выходном формате в прямом коде со знаковым разрядом, равным единице, Преобразование дополнительного кода в прямой код осуществляется по правилу: все нули и первая встретившаяся единица при просмотре мантиссы входного числа справа налево передаются без изменения, остальная же часть мантиссы инвертируется, В соответствии с изложенным при преобразовании мантиссы отрицательного входного числа нулевое значение выхода, поступающее на вход переноса последующего ПЗУ, означает, что предыдущим ПЗУ обнаружены одни нули последующее ПЗУ должно выдать также прямой код сдвинутой соответствующей входной тетрады на соответствующее число разрядов. Единичное значение этого разряда означает, что предыдущим ПЗУ обнаружена первая единица и им выдан прямой код сдвинутой на соответствующее число разрядов входной тетрады, Преобразование форматов данных прибыть уменьшено до трех или увеличено до двенадцати.

Таким образом, преобразование форматовданных с плавающей запятой в преобразователе, представляющем собой комбинационную схему, осуществляется зе

35 один такт, быстродействие при этом опре деляется задержками ПЗУ.

Формула изобретения

Преобразователь форматов данных. содержа ций блок формирования мантиссы и блок формирования характеристики, входы которого соединены с входами характеристики преобразователя, вход знака которого является выходом знака преобразователя и соединен с входом знака блока Формирования мантиссы тетрады. информационные входы которого соединены с входами мантиссы преоораэователя, выходы мантиссы которого. соединены с выходами мантиссы блока формирования мантиссы, первый и второй входы управления сдвигом которого соединены соответственно с входами двух младших разрядов характеристики преобразователя, выходы характеристики которого соединены с выходами блока формирования характеристики, выход нулевой характеристики которого соединен с управляющим входом блока формирования мантиссы, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения преобразователя, в нем вход знака преобразователя соединен с входом младшего разряда блока формирования характеристики, а блок формирования мантиссы выполнен на группе блоков

ПЗУ, выходы младших разрядов которых являются выходами блока формирования мантиссы„выход старшего разряда i-го блока

ПЗУ (i = } — (, где n — разрядность мантиссы

4 преобразователя) соединен с адресным входом первого разряда (I+1)-го блока ПЗУ, адресн ые входы второго, третьего и четвертого разрядов всех блоков ПЗУ соединены соответственно со знаковым входом и первым и вторым входами управления сдвигом блока формирования мантиссы, адресные входы с пятого по девятый разрядов всех блоков ПЗУ, кроме п-го, соединены с входами соответствующих тетрад входов блока фоомирования мантиссы, адресные входы с десятого по одиннадцатый разрядов всех блоков ПЗУ, кроме п-го, соединены соответственно с входами трех младших разрядов соседней старшей тетрады входов блока формирования мантиссы, адресные входы с пятого по восьмой разрядов последнего блока ПЗУ соединены соответственно с тремя старшими входами блока формирования мантиссы, адресный вход девятого разряда и-го блока ПЗУ соединен с управляющим входом блока формирования мантиссы, адресные входы с десятого по одиннадцатый разрядов и-го блока ПЗУ со1686701 блока формирова- ряд вход первого раз- логи а первого блока ПЗУ соедине ческого нуля.

Таблица 1 входом знака ссы, адресный единены с ния манти н с входом

Таблица истинности схемы формирования характеристики

123456

О

О

12345678

101

12345678

101

12345678

О

О

12345678

000001

090011

000101

000119

000111

001001

001911

901101

001119

001111

010001

010011

010101

010111

011001

011019

011011

01 1101

011111

100001

10О010

100011

100101

100111

101001

101011

101199

101101

101111

110000

01000011

01000101

01000111

01001001

01001011

01001101

01001111

01010001

01010011

01010101

01010111

01011001

01011011

0191110.1

01011111

01100901

91100011

01100101

91100111

91101001

01101011

01101101

01101111

01110901

01110011

91110191

01110111

91111001

01111011

01111101

01111111

19000001

10000011

10009191

10000111

10001001

10001011

10001101

10001111

10010091

10010011

10010101

10010111

10011001

10911001

19011101

19011111

10100001

01000011

01000101

01000111

91091091

01001011

01091191

01091111

01010001

01010011

01019191

01010911

01010101

01010111

01011911

01911101

01100001

01199101

01100111

91191001

01191011

01101101

01101111

91110001

01110911

0110191 0111011

91111001

01111011

91111101

91111111

1000991

10000011

10900101

10000111 10001091

10001011

10001101

10001111

10919001

10010011

10010101

10010111

10011091

10011011

19011911

10911111

10199001

19100911

01101999

9,101110

01111019

10090119

10001019

10010099

10100900

01099109

01911119

10091019

10010109

10011019

10109010

1686701

Продолжение табл,1

Знак Характечисла ристика

Мантисса

Число

1001100

13

-- ° 16

110001

110011

110101

110111

111001

111011

111101

111111

Исходный код

Адрес ячейки ПЗУ схемы 1с формирования характеристики

Содержимое ПЗУ схемы 1 формирования характеристики

Адрес ячейки ПЗУ 8

Содержимое ПЗУ 8

Адрес ячейки ПЗУ 7

Содержимое ПЗУ 7

Адрес ячейки ПЗУ 6

Содержимое ПЗУ 6

Адрес ячейки ПЗУ 5

Содержимое ПЗУ 5

Адрес ячейки ПЗУ 4

Содержимое ПЗУ 4

Адрес ячейки ПЗУ 3

Содержимое ПЗУ 3

Выходной код

10100011

10100101

-10100111

10101001

10101011

10101101

10101111

101 1.0001

10110011

10110101

10110111

10111001

10111011

10111101

10111111

10100101

10100111

10101001

10101011

10101101

10101111

10110001

10110011

10110101

10110111

10111001

10111011

10111101

10111111

11000001

10111110

11000000

Таблица 2

1686701

Мантисса

Число

01101001

0111011

Знак числа

Характеристика аблица3

11000000000000000

000101000000000000000000

1686701

З.нак числа

Характеристика

Мантисса

000

1001100 таслнца5

Чи "ло т Знах Характечисла ристика

Неходко\ код

Адрес ячейки ПЗУ схемою 1 формнрозания характеристики

Содерзиное ПЗУ сзеюи I 4орьеровання характеристики

Адрес ячейки ПЗУ В

Содерзнное ПЗУ В

Адрес ячейки ПЗУ 7

Содерзиное ПЗУ 7

Адрес ячейки ПЗУ 6

Содерзииое ячейки ПЗУ 6

Адрес ячейки ПЗУ 5

Содерннное ПЗУ 5

Адрес ячейхи ПЗУ 4

Содерзнное ПЗУ 4

Адес ячейки ПЗУ 3

Содерзиное ПЗУ 3

Вюсодной код

14

Х а б,11 и 1(Я 4

0OOO00UU0OO0GDU0O0UU

01101001 1100000000000000000000 10

ll

011 1011 00010100000000000000000 -6 —,, 1о

168б701

1686701

Составитель М. Аршавский

Техред M. Моргентал Корректор М, Демчик

Редактор M. Янкович

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3611 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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