Элемент цифровой специализированной вычислительной среды"
(11) 476562
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.01.73 (21) 1878699/18-24 с присоединением заявки №
ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет
Совета Министров СССР по делам изобретений Опубликовано 05.07.75. Бюллетень № 25 (51) М. Кл. G 06f 7/00
G 06f 15/34 (53) УДК 681.325.65.681.325.57 (088.8) и открытий
Дата опубликования описания 11.03.7б (72) Авторы изобретения
А. И. Гречишников и А. П. Клименко (71) Заявитель (54) ЭЛЕМЕНТ ЦИФРОВОЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в качестве элемента вычислительной среды, реализующей метод быстрого преобразования Фурье (БПФ).
Известны специализированные арифметические устройства для решения задачи БПФ, содержащие регистры приема и хранения операндов и схемы последовательного сложения и суммирования.
Обработка информации в таких устройствах ведется младшими разрядами вперед, что не позволяет использовать ее до окончания полного цикла вычислений. Это снижает быстродействие известных устройств. Кроме того, неотъемлемой частью известных устройств являются регистры, предназначенные для хранения исходной информации и для накопления результатов счета, поэтому объем оборудования, необходимого для построения одного типового элемента среды, значителен.
Целью изобретения является упрощение элемента цифровой специализированной вычислительной среды и повышение быстродействия.
Предложенное устройство отличается тем, что в каждом из его блоков выходы первой и второй схемы умножения соединены со входами первой схемы суммирования, выход которой соединен со входами третьей и четвертой схем суммирования. Входы последних соединены с шиной подачи приращений входной величины.
Схема устройства изображена на чертеже.
Устройство содержит шины 1 подачи приращений входной величины; блоки 2, 3, каждый из которых содержит схемы 4, 5 последовательного умножения, а также схемы 6, 7 последовательного суммирования степенных приращений. Выходы 8 схем суммирования 7 и 9 являются выходами устройства.
Информация, поступающая в устройство, представлена в виде степенных приращений (СП). Кодирование чисел в виде СП производят по следующему алгоритму:
1. масштабирование в пределах от — 0,5 до +0,5, 2. сложение с числом +0,5, 3. умножение на два, 20 4. сложение с числом +0,5, 5. целая часть числа, полученного после выполнения п. 4 — очередное СП, б. пп. 3 — 5 повторяются N раз, где N — число разрядов кодируемого числа.
В приведенной ниже таблице описывается пример кодирования и декодирования числа
0,0001010, которое уже удовлетворяет п. 1 описанного выше алгоритма,  — промежуточ30 ные результаты кодирования:
476562
Процесс декодирования
СП
2Вр+0,5
2а в
0,0
0,00
0,001
0,0001
0,00011
0,000101
0,0001010
01,001010
01,01010
01,1010
00,010
01,10
00,0
01,0
01,101010
01,11010
10,0010
00,110
10,00
00,1
01,1
01
01
I0
00,1001010
O0,IOI0IO
00,11010
00,0010
00,110
00,00
00,1
Процесс декодирования суммы
СП2
СПI
СПпсм
СПсм
СП, 10
01
01
01
0,1
0,10
0,100
0,1001
0,10010
0,100011
0,1000110
01
01
01
01
01
01
01
01
01
01
00
00
Степенные приращения 00, 01, 10 соответствуют числам 1,0 и +l. Информация, закодированная в виде СП, может быть обработана, начиная со старших разрядов. Обработанные старшие разряды поступают для выполнения последующих операций до того, как получены оставшиеся младшие разряды предыдущей операции.
Каждая схема 6, 7 и 9 суммирования степенных приращений реализует алгоритм: ар+ ар — Ср + пр ср+ пр„у = Ср, где ар, Ьр, ср — разряды слагаемых и суммы соответственно;
Ср — промежуточная поразрядная сумма;
Схемы 4, 5 последовательного умножения степенных приращений построены из схем сложения СП и формируют произведение двух сомножителей старшими разрядами вперед.
Описываемый элемент цифровой специализированной вычислительной среды работает по алгоритму:
С =Х+А. Y (2)
С =Х вЂ” А У, (3)
Все числа, входящие в формулы (2) и (3) — комплексные, поэтому для перемножения А на Y необходимо выполнить 4 операции умножения и две операции алгебраического сложения вещественных чисел:
Re(A У) =ReA Re Y — 1мА.1мУ, (4)
1и(А У) =1лА Ре Y+ еА АУ. (5) n„, пр+, — поразрядные переносы.
Из записи алгоритма следует, что сложение является поразрядной операциеи и выполняется в два этапа, Пример сложения числа 0,0110011 (СП1=
= 10.01.00.01.10.01.00) с числом 0,0010011 (СП2 = 01.10.00.01.10.01.00) приведен ниже с использованием следующих обозначений:
СП,„— степень приращения промежуточ10 ных поразрядных сумм;
СП вЂ” степенные приращения поразрядных переносов;
СП,„— степенные приращения окончательной суммы.
Сложение производится последовательно о старших разрядов к младшим (в приведенном примере сверху вниз).
Реальная и мнимая части чисел Х, У и А поступают в устройство по шинам 1 подачи приращений входных величин. Схемы 4, 5 последовательного умножения каждого из блоков 2, 3 образуют их произведения в различных сочетаниях в соответствии с формулами (4), (5). Схемы 6 последовательного суммирования первого и второго блоков 2, 3 образуют реальную и мнимую части произведения
А. Y соответственно, а схемы 7, 9 последовательного суммирования выполняют алгебраическое сложение по формулам (2) и (3).
Окончательный результат из схем 7, 9 суммирования поступает на выходы 8.
Предмет изобретения
Элемент цифровой специализированной вы35 числительной среды, состоящий из первого и
476562
Составитель В. Игнатущенко
Редактор Л. Утехина Техред М. Семенов Корректор 3. Тарасова
Заказ 122!1 Изд. № 934 Тираж 679 Подписное
Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 второго блоков, каждый из которых содержит схемы последовательного умножения и суммирования степенных приращений, о т л и ч аю щи и с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его быстродействия, в каждом из блоков выходы первой и второй схемы умножения соединены со входами первой схемы суммирования, выход которой соединен со входами третьей и четвертой схем суммирования, входы последних соединены с шиной подачи приращений входной величины.
