Устройство для деления

 

.Союз Советских

Социалистических

Республик

НИЕ

О"-Л"М"С --А (11) 60 2944

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 10.01.75(21) 2095298/18-24 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано 15.04.78.Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания аь, а3. 13. (51) М. Кл, C 06 F 7/52

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изооретений н открытий (53) УДК68 7.825 (088.8) (Т2) Авторы изобретения

С. В. Громов и В. А. Жуков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ

P5L у 1В К(О7 гъ; с

ЬЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствнх, используюших метод приведения делителя к единице при выполнении операции деления.

Известны устройства для деления, содержащие регистры операндов, результата, сумматор и блок управления (1).

Недостатком этих устройств является низкое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является устройство, содержащее регистр множимого, первый вход которого подключен к входу устройства, а выход подключен к входу блока хранения множителя и к первым входам элементов И, вторые входы 15 которых подключены к соответствуюшим выходам дешифратора, вход которого подключен к выходу регистра множителя, первый вход которого подключен к выходу блока хранения множителя (2) .

Недостатком известного устройства является недостаточная точность вычисления.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены элемент ИЛИ, эле- 25 мент НЕ, вспомогательный регистр и пирамидальный умножитель, содержаший в первом ярусе сумматоры, выходы KQTophlx подключены к входам соответствующих регистров, выходы

KoTopblx подключены попарно к входам сооТветствуюших сумматоров второго яруса, выходы которых подключены к входам соответствующих регистров, входы сумматора третьего яруса псдключены к выходам регистров второго яруса, входы последнего сумматора второго яруса подключены к выходу последнего регистра первого яруса и к выходу регистра результата, входы сумматоров, кроме последнего, первого яруса подключены к выходам соответствуюших элементов И, входы последнего сумматора первого яруса подключены соответственно к выходу элемента И и к выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходу соответствующего элемента И и к выходу вспомогательного регистра, вход которого подключен к выходу сумматора третьего яруса, входу регистра результата, входу регистра множимого и к входу элемента НЕ, выход которого подключен ко второму входу регистра множителя.

На чертеже изображена схема описываемого устройства, содержашего регистр множимого 1, блок 2 хранения множителя, регистр

602944 с множителя 3, дешифратор 4, элементы И 5 — 10, элемент ИЛИ 11, сумматоры 12 первого яруса пирамидального умножителя, регистр 13 первого яруса пирамидального умножителя, сумматоры 14 второго яруса пирамидального умножителя, регистры 15 второго яруса пирамидального умножителя, сумматор 16 третьего яруса пирамидального умножителя, вспомогательный регистр 17, элемент НЕ 18, регистр результата 19.

Работа устройства заключается в следующем. Делительное устройство, использу южнее приведение делителя к единице, сводит деление к серии посяедовательных умножений, применяя алгоритм деления Гольдшмидта. По этому алгоритму на каждой итерации делимое R u делитель D умножают на один и тот же коэффициент а-, таким образом, что через конечное число итераций знаменатель будет отличаться от единицы не более, чем на единицу младшего разряда, а числитель окажется с точностью до младшего разряда равным частному. Величина делителя при этом нормализована, т.е. в старшем разряде, расположенном непосредственно справа от запятой, содержится единица.

Для ускорения сходимости алгоритма первый множитель выбирается из блока 2 хранения множителя по анализу старших разрядов делителя, поступающего на регистр множимого 1. Выбранный из блока 2 множитель поступает на регистр множителя 3. Производится умножение делителя на постоянный коэффициент, в результате чего получается знаменатель

D = D — а -. Умножение ведется на два разряда с одновременным анализом шести пар разрядов множителя. Каждая пара разрядов множителя вместе с соседним старшим разрядом расшифровывается дешифратором 4 и поступает соответственно на элементы И 5 — 10, которые обеспечивают подачу преобразованного множимого в сумматоры 12 первого яруса.

Сумма этих Шести частных произведений, получаемая на пирамидальном умножителе, равна произведению множимого на 12 разрядов множителя. После переписи результата суммирования в сумматорах 12 первого яруса соответственно в регистры 13 первого яруса на регистр 1 заносится делимое (. и производится умножение делимого на постоянный коэффициент. В результате чего получается числитель

R = R — и. При этом далее производится: а) усечение делителя D, получаемого на выходе сумматора 16 третьего яруса, и дополнение до 2-х путем инвертирования и сдвига, в результате чего получается множитель а„..

Инвертирование осуществляется на элементе

НЕ 18, а усечение на регистре 3; б) умножение знаменателя D,, поступающего с сумматора 16 третьего яруса в регистр 1 множимого, на а,, в результате получает11к+(i в) умножение числителя R„,, поступающего с сумматора 16 третьего яруса в регистр множимого 1, на а,, в результате чего получается числитель R,.,; г) операции а, б, в повторяются до тех нор, пока знаменатель будет отличаться от единицы не более, чем на единицу младшего разряда, тогда числитель окажется с точностью до младшего разряда равным частному.

Начиная со второй итерации и далее, по алгоритму Гольдшмидта, три старших разряда множителя u„. выбираются идентичными, таким образом для суммирования на дереве сумматоров подается пять кратных множимых и несдвинутое множимое D, которое поступает с сумматора 16 третьего яруса на регистр 17 и далее через элемент ИЛИ 11 в сумматор 12 первого яруса.

После того, как количество верных разрядов частного достигает и/2, начинается последняя итерация. В последней итераци: множитель

$5 A а . вычисляется без усечения, делитель не вычисляется и пирамидальный умножитель во время последней итерации целиком загружается вычислением делимого с использованием накопительных свойств второго и третьего яруса пирамидального ум ножителя. При этом резуль2а тат с сумматора 16 третьего яруса подается во второй ярус пирамидального умножителя через регистр 19.

Таким образом, использование пирамидального умножителя выгодно отличает предлагаемое делительное устройство, использующее приведение делителя к единице, от указанного прототипа, так как уменьшается число регистров, связей, а также повышается однородность устройства. В результате будет повышена надежность и увеличена сфера применения делительного устройства.

Формула изобретения

Устройство для деления, содержащее регистр множимого, первый вход которого подключен к входу устройства, а выход подключен к входу блока хранения множителя и к первым входам элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора, вход которого подключен к выхо40 ду регистра множителя, первыи вход которого подключен к выходу блока хранения множителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены элемент ИЛИ, элемент НЕ, вспомогательный ре45 гистр и пирамидальный умножитель, содержащий в первом ярусе сумматоры, выходы которых подключены к входам соответствующих регистров, выходы которых подключены попарно к входам соответствующих сумматоров второго яруса, выходы которых подключены к входам соответствующих регистров, входы сумматора третьего яруса подключены к выходам регистров второго яруса, входы последнего сумматора второго яруса подключены к выходу последнего регистра первого яруса и выходу регистра результата, входы сумматоров, кроме последнего, первого яруса подключены к выходам соответствующих элементов И, входы последнего сумматора первого яруса подключены соответственно к выходу элемента И и выходу элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходу соответствующего элемента

602944

Редактор,Л. Бибер

Заказ 1851 45

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 415

Филиал ППП <<Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

И и выходу вспомогательного регистра, вход которого подключен к выходу сумматора третьего яруса, входу регистра результата, входу регистра множимого и входу элемента НЕ, выход которого подключен ко второму входу регистра множителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Заявка Великобритании № 1347831, кл. G 4 А, 27.02.74.

2. Экспресс-информация «Вычислительная техника», М,, 1973, № 1, с. 28, 29.

Составитель В. Жуков

Техред О.Луговая Корректор Г1.Макаревич

Тираж 826 Подписное