Устройство для логарифмирования двоичных чисел

 

Союз Советскик

Социалистически« республик

<»737760 с :,= ф. 3 (.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 15,09.77 (21) 2527143/18-24 с присоединением заявки М(5!)М. Кл.

5 06 F 7/38! вящетвв @ «orr«r«r

CCCP

1о а«аи «зебретеии»

«втквыт«» (23) Приоритет (Опубликовано 25.02.80. Бюллетень М 7 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 28.02.80 (72) Авторы изобретения

В. Я. Кононович и И. Д. Май (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОГАРИФМИРОВАНИЯ ,ДВОЙЧНЫХ ЧИС ЕЛ!

Изобретение относится к области цйфровой вычислительной техники и может быть использовано при построении цифровых логарифмирующих устройств и логарифмических преобразователей, Известно устройство для приближен

S ного лот арифмирования двоичных чисел, содержащее блок выделения старшего значашего разряда. дешифратор характеристики, блок сдвига и баж синхронизации 1). l

Недостатком данного устройства вида- ется низкое быстродействие и большой объем аппаратуры, связанный с наличием блока синхронизации.

Наиболее близким по технической суш-: ности и схемному решению является уст-, ройство для приближенного логарифмирования двоичных чисел, содержашее дешифратор характеристики и блок сдвига, выпоп ненный на коммутаторах, выходы дешиф l ратора характеристяки соединены с управляющими входами бажа сдвига $2)

Кроме того, же устройство содержит блок определения - омера старшего эна2 чащего разряда и блок управления сдвигом, Недос remov известного устройства является относительно большой объем использованной атптаратуры.

Целью изобретения является упрощ ние устройства за счет сокрашения объема оборудования.

Это достигается тем, что в нем блок . сдвига состоит иэ 8 групп коммутаторов по тт коммутаторов и каждой группе, где

- количество разрядов входного числа, коммутаторы j и vpynrrbr () (- . 6 ) со» держит тто К1 информационных входов, причем Д Кр тт выходц, коммуторов g -й группы (у = 1 (Р-1) соединены с

:первыми информационными входами одноименных коммутаторов (9+1)-й группы, выходы коммутаторов с -й группы соединены с выходными шинами мантиссы, одноименные входы управления коммутаторов $ -й группы объединены и соединены с 1 -й группой выходов дешифратора характеристики,(3+1)-я группа выходов ко3 торого соединена с выходными шинами характеристики, ф-й С =2 - . К1 информационный вход щ -го коммутатора 1 -й группы 3

rr k1

71776,(-(re=)-: n

=3о

1 2

" коммутаторов соединен с первым ционным входом 4+(q ) gp

Я . 3и3

2+(q,-4) — =20, 34+(Ct4 ) KK(=303(КК 12 коммутаторов соответственно, в информа

И=ЙО -й груп =1 соединены с первым -ннформационнь3м вхо-;

3и3 1 дом (ill+ (11) ° ) -4 о коммутвторд

К1 той же группы, первой информацирн ный вход 2-го коммутатора ) -й группы

И р" 1 ° . (1" д(О(о (у . 3в

Г1 е,. =о соединен с 3 -ым входом в - и группе входов дешифратора характеристики, На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2, 3 примеры его реализации для логарифмирова..ния B-разрядных чисел при использоваии3( коммутаторов различных типов.

Предлагаемое устройство (фнг. 1) со держит дешифратор 1 характеристики, групп ком(.3утаторов 2, блок сдвига 3, шины Входного числа 4 -- шины харак-: трти S, » 3 ж. e„- Е„,, т

Коммутаторы первой группы содержат K j зо информационных входов, коммутаторы второй группы — К2 »3 формационных вхоДОВ И ТвД, ПРН ЭТОМ ПК К)=

Выходы коммутато в первой группы соединены с первыми информационными входами одноименнь3х коммутаторов втоРОй ГРУППЬ3т SbIХОДЫ КОММУтатОРОВ ВТОРОЙ

ГРУППЫ СОЕДИНЕНЬ3 С, ПтЕРВЫМИ ИифоРМаЦНОВ

НЫМИ ВХОДаМИ ОДПтОИМЕННЬЗХ КОММУтатОРОВ третьей группы и т.д; 40

В первой группе (-й информационный вхоф 1-го, 2-го, З-го...

1- +К

-" го коммутаторов соединен с первым информацнонныи входе Иф-4) — =го

Yl

У

31 и 4 2+(q-4) „= O З+(-)y — „"-ЗО, П2О

«Оммутаторов соответственно.

Во второй группе Д-й информационный %О вход 1 го, 2-го, З-го...

О 4 пе ф -й информационный вход 1-го, 2-ro, 3-го ... 1 П K„.

n = "— =го

П К„ коммутаторов соединен с вводным информвдионнмм входом 1т(<3.(3 рид, Йк.

111

2.(- )," = о, ь (q- ) =го

g -го коммутаторов соответственно.

На остальные информационные входы коммутаторов подается логический О.

Входы дешифратора характеристики соединены с первь3ми информационными входами 1-го, 2-го, З-го... t1 (4- к )-го

Л1) коммутаторов первой г руппы; 1 го, 2-го, 3-го...

33 кЙ- — )= o

К коммутаторов второй группы, с первыми информационными входами 1-го, 2-го, 3-го... — (4 „,)=ZO

ГЗК;

ЬО коммутаторов каждой 1 -й группы (при этом КО=1).

Соответствующие входы управления всех коммутаторов в каждой группе соединены между собой и с выходами дешифpampa характеристики, Входное число подается через шины

41-433 на первые информационные входы коммутаторов первой группы, причем 1,2, 3... и разряды входного числа подаются на шины 4п, 4л-1...44 соответственно.

В результате выполнения операции логарифмирования на шинах 633-1, 6И-2...63 появяжяИ -1, п-2,... 1 разряды мантис-. сы, соответственно.

В первом варианте реализации устройства (см. фиг. 2) блок сдвига содержит три группы коммутаторов по S коммутаторов в каждой. Все коммутаторы содержат по два информационных входа.

Разряды входного кода поступают на первые информационные входы коммутаторов первой группы соответственно, четыре старших разряда входного двоичного числа поступают на входы дешифратора характеристики. Если старшим значащим рюрядом входного числа является один из этих четырех разрядов, то на входы управления коммутаторов первой группы с первого выхода дешифратора характеристики поступит сигнал логической 1, который разрешит прохождение на выход коммутаторов первой группы информации, поступаюшей на первые информационные входы, то есть на выходах коммутаторов, появится входное двоичное число. Юли же ни один из четырех старших разрядов не имеет единичного значения, то на входы управления коммутаторов первой группы с первого вь|хода дешифратора характеристики поступит сигнал логичес- 1о кого О, который разрешит прохождение на выход коммутаторов первой группы информации, поступаюшей на вторые информационные входы, ro есть на выходах коммутаторов пОяВится Выходной код, представляюший собой входное двоичное число, сдвинутое на четыре разряда в сторону старших.

Выходной код .коммутаторов первой группы поступает на первые информацион- . ные входы коммутаторов второй группы, а сигналы с выходов первого и второго коммутаторов первой группы поступают на вход дешифра тора характеристики. Если единичное значение выходного Кода первой 25 группы коммутаторов является восьмой или седьмой, то на входы управления ком- мутаторов второй группы со второго выхода дешифратора характеристики поступит сйГнал логической 1, который разрешит прохождение на Выходы коммутаторов вто- рой группы информации, поступ аюшей на первые информационные входы. Если же ни восьмой или седьмой разряды не имеют единичного значения, то на Входы управле35 ния коммутаторов второй группы со второГо выхода дешифратора характеристики поступит сигнал логического О, который разрешит прохождение на выход коммутаторов второй группы информации, поступающей на вторые информационные входы, то есть на выходах коммутаторов появится Bblходной код первой группы коммутаторов, сдвинутый на два разряда в сто« рону старших. Выходной код второй группы коммутаторов поступает на первые информационные входы коммутаторов тре1ъей группы, а сигнал с выхода первого коммутатора второй группы поступает на вход дешифратора характеристики.

Если старшим разрядом выходного кода второй группы коммутаторов, имеюшим единичное значение является восьмой, то на входы управления коммутаторов третьей группы с третьего выхода дешифратора характеристики поступит сигнал логической 1, разрешаюший на выходы коммутаторов информации, поступаюшей на первые информационнь|е входы.

717760 6

То есть на выходах коммутаторов появится вь1ходной код второй Группы ком; мутаторов.

Если же восьмой разряд не является старшим значашим разрядом, то на входы управления коммутаторов третьей группы третьего выхода дешифратора характеристики поступит сигнал логического О, который разрешит прохождение на выход коммутаторов информ ации, поступаюшей на вторые информационные входы. То есть на выходах коммутаторов третьей группы появится выходной код второй группы коммутаторов, сдвинутый на один разряд в сторону старших, Работа устройства поясняется на следуюших примерах:

При мер 1.

01010111 — входное число

01010111 — выходной код

1 группы

О 1 01 01 1 1 — выходной код

2 группы

1 1 Q 10101110 — выходной код

3 группы характеристика мантисса

Пример2.

00001101 — входное число

11010000 - выходной код

l группы

11010000 - выходной код

2 группы

О 1 1 11010000.- выходной код

3 группы характеристика мантисса

ПримерЗ

0000001 1 — выходное число

001 1 0000 — выходной код

1 группы

11000000 - выходной код

2 Группы

О О 1 11000000 — выходной код

3 группы характеристика мантисса

Во втором варианте реализации устройства (см. фиг. 3) блок сдвига содержит две группы коммутаторов. Все коммутаторы первой группы содержат два информационных входа, а все коммутаторы второй группы - четыре информационных входа, Устройство работает следуюшим образом.

Работа первой группы коммутаторов аналогична работе первой группы коммутаторов первого варианта реализации устройства. Выходной код первой группы коммутаторов подается на перль;е инфор

717760

При мер 2,.

00001101 — входное число

11010000 — выходной код

1 группы

0 1 1 11010000- выходной код

2 группы характеристика мантисса

ПримерЗ.

0000001 1 — входное число

10 00 1 1 00 0 Π— выходной к Од

1 группы

О О 1 11000000- выхОдной КОд

2 группы

7 мационные входы коммутаторов второй группы. Сигналы с выходов первых четырех коммутаторов первой группы поступают на дешифратор характеристики, Если старшим значащим разрядом выходного кода первой группы коммутаторов .является восьмой, то с выхода дешифpampa характеристики на первый вход управления коммутаторов второй группы поступит сигнал логической 1, разрешающий прохождение на выходы коммутаторов информации, поступающей нв первые информациОННЫЕ входы, ro еСтЬ на выходах коммутаторов второй группы появится выходной код первой группы коммутаторов.

Если старшим значащим .разрядом выходного кода первой группы коммутаторов является седьмой или шестой, то с выхода дешифратора характеристики соответст венно на второй или третий вход управления коммутаторов второй группы поступает сигнал логической 1, разрешающий прохождение на выходы,коммутаторов информации, поступающей на вторые или третьи,„ ! информационные входы соответственно.

При этом на выходах коммутаторов второй группы появится выходной код пер-. вой группы коммутаторов сдвинутый на два или три разряда в сторону старших соответственно. Если ни один из трех старших разрядов не является старшим значащим разрядом выходного кода первой группы коммутаторов, то с выхода дешифрвтора характеристики на четвертый вход управления коммутаторов второй группы поступит сигнал 1, разрешающий прохождение на выходы коммутато ров информации, поступающей на четвертые информационные входы, то есть на выходах коммутаторов второй группы появится выходной код первой группы коммутаторов, сдвинутый на четыре разряда в сторону старших.

При этом в дешифраторе характеристи-, ки формируется код старшего значащего разряда. Если старший значащий разряд выходного кода первой груцпы коммутаторов восьмой, то код 11, если седьмойто 10„если шестой - то 01, если ни восьмой, ни седьмой, ни шестой, то 00.

Работа устройства поясняется на следующих примерах, Пример 1.

01010111 - входное число

01010111 - выходной код1 группы

1 1 О 10101110 - выходной код

2 группы . арактеристика мантисса характеристика мантисса.

Ъ.

Применение предлагаемого изобретения позволяет уменьшить объем оборудо- вания устройств логарифмирования за счет. упрощения конструкции коммутаторов. Применение предлагаемого устройства, кроме этого позволяет более гибко испольэовать преимущества различных типов коммутаторов выпускаемых промышленностью. В связи с тем, что в предлагаемом устройстве определяется не старший значащий разряд всего двоичного числа, а наличие старшего значащего разряда В нескольких определенных разрядах, уменьшается объем оборудования дешифратора хар вктерис тики.

Так например, применение предлагвемоГо устройства для логарифмирования

16 разрядных двоичных чисел позволит сократить объем оборудования устройств логарифмирования более, чем в два раза по сравнению с известными устройствами, Формула изобретения

Устройство для логарифмирования двоичных чисел, содержащее дешифратор характеристики и блок сдвига, Выходы дешифратора характеристики соединены с управляющими Входами блока сдвига, о тличающеес ятем, что,сцелью унрощеиия устройства зв счет сокращения объема оборудования, в нем блок сдвига состоит из груин коммутаторов по Н коммутаторов в каждой группе, где р -количество разрядов входного числа, коммутаторы -й группы (=1 f ) содержат по информационных входов, причем

К =П выходы коммутаторов g-Й группы

9=1-; p-1) Соединены с первыми инфорМаЦИОННЫМИ ВХОДаМИ ОДНОИМЕННЫХ КОММУтаторов (V+ 1)-Й pymmû, въ|ходы комму9 717760 10 таторов Р-й группы соединены с выход- ;= -го коммутатора той же группы, первый ными шинами мантиссы, устройства одно- - информационный вход Р-го коммутатора именные входы управления коммутаторов -й группы н .g -й группы объединены и соединены с

j -й группой выходов дешифратора ха- п, к рактеристики устройства,(с+ 1)-я rpyni-"о па выходов которого соединена с выход- (Ко= 1) соединен с р -м входом в ными шинами характеристики- устройства, -й группе входов дешифратора „ (г -й (2 - К ), информационный вход ристики. п -го коммутатора j -й группы 10 Источники информации, 3 принятые во внимание при акспертизе

$. TEER Ti on5 Оп Tnst èò1eèt ÎÜÎÎ ап8 т "+" д"." с. "ерв".м Measurent v 22 >JAN 1973 р 204. яя 1 2. Вопросы радиоэлектроники, серия информаняоняым анояом(тн+((т1 7 — ) <а оощетенняяаояая, аыо. 13, 1975.

c.a S

/ ь

Ъ

/-я spnnnn (-я zpynnu. 717760

Составитель М. Аршавский

Редактор Э. Губницкая Техред М. Келемеш

Ко екто H. Стен

Заказ 9849/67 Тираж 751 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-38, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4