Интегро-арифметическое устройство

 

ЙНТЕГРОАРИФМЕТИЧЁ КОЁ УСТ-т РОЙСТВО, содержащее экстраполятор, сумматоры, формирователь приращений, элемент Й-НЕ, выход котброго соединен с первым входом Первого сумматора , первый и второй регистры подынтегральной функции, регистр прира щений, элементь ИЛИ, И, первый и . второй регистры частичнызс сумм, при-; чем к первому и второму входам первого элемента ИЛИ подсоединены соответственно первые выходы первого и ; второго регистров подынтегральной функ1Ц1и, а.выход первого элемейта :;.; ИЛИ подключен к це рвому входу форми- : рователя приращений, к первому входу второго суютатора, первый вход первого элемента И подключен к выходу первого элемента ИЛИ, вьпсод - к первому входу второго элемента ИЛИ, - . выход которого соединен с первыми входами регистров подынтегральной функции, первый вход второго элемент: та И соединен с вькодом второго сумматора , а выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход третьего элемента К подключен к вьг ; ходу первого сумматора, а выход соединен с первым входом экстраполлтора,, первый вход четвертого элемента И подключен к выходу первого сумматора, выход первого регистра частичных сумм подключен к первому входу пятого элемента И, выход которого пЬдклкг Чён к nepBcfMy входу третьего элемента ИЛИ, вьпсод которого С01едине1€ с вторым входом перйого сумматора, вь ход второго регистра частичных сумм подклйЧ|ен к первому входу шестого элемента И, выход которого подклйчен к второму входу третьего элемента ИЛИ, пёрйый вход седьмого элемента И подключен к первому выхдду первого регистра частичных сумм, второй и третий входы формирователя приращений , вторые вхЬды pierMCTpoB подынтегральной функции р еги бтра приращений и экстрапоЛятбра являются информационными входаьда устройства, вторые входы первого, второго, третьего. i Четвертого, шестого и седьмого элеMeitTOB И являются управляющими )вхоДа (Л йи устройства, вторые выходы регист-;. ров подынтегральной функции, первый выход регистра приращё:ний и выход - экстраполятора являются информационными вьрсодаьш устройства, о т л кча ю щ ё е с я . i-eM, что, сцеЛью повышения быстродействия, в него дод; полнительно введены формирователь о частного, элементы И, ИЛИ и элемен а: ТЬ задержки, причём первый вход форо мирователя Частного соединен с треt 9 тьим выходом второго регистра подЫнтегральйой функции, второй вход с выходомпервого сумматора, третий и четвёртый - с выходами первого и второго элёмёнто в задержки, соответственно пятый вход - с вторым выходом цёрвого регистра Частичных сумм, первый выход формирователи частного соединен с первым входом первого дополнительного элемента И, второй выход - с первьм входом первого дополнительного элемента ИЛИ, третий

Оу у.".:: т хщ

"® ЯОТ®„-, ® 1.„ и о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

02 (3р1 SU an

ceo 4 0 06 .Т 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2445997/18-24 (22) 24.01.77 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова (72) О. Н. Пьявченко, Л. H. Блиновар

В. П. Сахарова и Е. И. Чернова (53) 681.14(088.8) .(54}(57) ИНТЕГРОАРИФИЕТИЧЕСКОЕ УСТ-.

РОЙСТВО, содержащее экстраполятор, сумматоры, формирователь приращений, элемент Й-НЕ, выход которого соеди нен с первым входом первого сумматора, первый и второй регистры подынтегральной функции, регистр приращений, элементы ИЛИ, И, первцый и второй регистры частичнйх сумм, при-" чем к первому и второму входам первого элемента ИЛИ подсоединены соот- ветственно первые выходы йервого и второго регистров подынтегральной функции, а выход первого элемента

ИЛИ подключен к первому входу форми" рователя приращений, к первому входу второго сумматора, первый вход первого элемента И подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход - к пер. вому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами регистров подынтегральной функции, первый вход второго элемента И соединен с выходом второго сумматора, а выход — с вторйм входом второго элемента ИЛИ, первый вход третьего элемента К подключен к вьгходу первого сумматора, а выход сое-... динен с первым входом экстраполятора,, первый вход четвертого элемента И подключен к выходу первого сумматора, выход первого регистра частичных сумм подключен к первому входу пято- го элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемен- та ИЛИ, выход кото р ого собдиней с вторым входом первого сумматора, выход второго регистра частичных сумму подкл|очен к первому входу шестого элемента И, выход которого подключен к второму входу третьего элемента

ИЛИ, первый вход седьмого элемента И подключен к первому выхаду первого регистра частичных сумм, второй и третий входы формирователя -приращений, вторые входы регистров подынтег ральной функции регистра приращений и экстраполятора являются информационными входами устройства, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого, шестогое и седьмого эле- в ментов И являются управляющими входами устройства, вторые выходы регистров подынуегрвпъной функцнн, первый выход регистра приращений и выходзкстраполятора являются информацион- Я ными выходами устрайства, о т л и ч а ю щ е е с я:-: тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополйительно введены формирователь частного, элементы И, ИЛИ и элементы задержки, причем первый вход фор" мирователя частного соединен с третьим выходом второго регистра подынтегральной функцйи, второй вход - с выходом-первого сумматора, третий и четвертый — с выходами первого и второго элементов задержки, соответ-: ственно пятый вход - с вторым выхо- .. ф дом первого регистра чуастичнйх сумм, первый выход формирователя частного соединен с первым входом первого дополнительного элемента И, второй выход - с первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ, третий

746602 жки, первый вхбд третьего элемента

ИЛИ, вторые входй всех элементов зазадержки соединен с вь1ходом первого держки, пятый вход форМирователя сумматора, выход четвертого дополни-. : приращейий, шестой и седьмой входы тельного элемента И соедийен с вторым формирователя частнага являются упвходом третьего дополнительнога эле-" мента ИЛИ, выход первого дойолнитель-. равляюшимй входами устройства.

/ . ° ф сумматор 4, регистр, 5 приращений, формирователь 6 приращений, фор мирователь 7 частного, элемент

И-НЕ 8, элементы 9, 10 sадерж5 ки, первый и" второй регистры 11, 12 частичных суйм, экстрап6лятор 13,. элементы И 14-20,:элементы ИЛИ 21-.

23, дополнительные элементы И 24-28, дополнйтех ьйь1е элементы ЙЛИ 29-34 и элемент задержки 35.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть исполъзовайо,,в цифровых вычислитель- пЫх комплексах, работающих в системах управления с высокими требованиями к скорости выполнения вычислений.

Целью изобретенйя является повышепие быстродействия.

На чертеже представлена блок схе- ма йнтегро-арифметического устрои", ства..

Устройство включает первый и" вто»

В предлагаемом интегро-арифметическом устроистве алгорйтм функционирования при вь!полнении.интегрирования может быть представлен s виде рой регистры 1 и 2 подынтегральной функции, первый сумматор 3, второй выход - с первым входом первого ре- ного элемента ИЛИ подключен к второму

- гистра частйчных сумм, четвертый вы- входу элемента И-НЕ, первый вход пяход — с входом второго регистра ча- т6го дополнйтельного элемента И соестичных сумм, выход первого д6пал- . динен с выходом второго регистра ча-! нительного элемента И соедийен с вто- стичных сумм, а выход — с третьим

= рым входом регистра приращений, вы- входом третьего элемента ИЛИ, первый ход которого, подключен к Йервому вход четвертого дополнительного элевходу второго дополнительного эле- мента ИЛИ Соединен с выходом первого мента И, выход которого подключен к элемента задержки, второй вход — с выпервому входу второго дополнительно- выходом .седьмого элемента И, а выход - .. го элемента ИЛИ, выход второго дойол- е вторым входом второго регистра ча= "нигельного элемента HJIH соеди»нен с .:. стичнйх сумм, первый вход пятого довтарьщ входом второго сумматора, вы--. полнительного.элемента ИЛИ соединен ход которого соединен с первым вх6- с."выходом второго элемента задерждом втораго элемента задержки, первый ки, второй вход — с вйх6дом четвервход третьего дополнительного элемен-. того элемента И, а выход — с вторым та И соединен с первым выходом вто- : входом первого регистра частичных ,- рого регистра подын1 егральной функ- сумм, выход шестого дополнительного ции, а выход †.с первым входом тре- .. элемента ИЛИ соединен с вторым вхатьего дополнительного элемента ИЛИ, ; дом пятого -элемента И, третьи входьг выход которого соединен с первыМ ВхО» первого регистра, частичных сумм и дам элемента Й-11Е, выход третьего- : второго регистра подынтегральной элемента задержКи соединен с вторым ; : функции являются информационнымй вховходом второго дополнительного" эле- : дами устройства, вторйе входы перво- мейта ИЛИ и с четвертым входом фор- " го, второго, третьего", четвертого, мирователя приращений, выход которо- пятого дополнительных элементов И, ro подключен к первому входу четвер- " второй вход первого дополнительного того дополнительного элемента И и к элемента ИЛИ, первый, второй входы первому входу первого элемента задер- шестого дополнительного элемента

746602

Прг если Р< kvóp(i+1) ду р й

7 yq(i+1)

IIqr > если q с.Х ду

vyqr(i+I ) ду ьу

vyq (+1)

lIqr если с II ° ду

llpr — — — — если рек; чу (+1)

ЬУ

vyk(i+2) с — т Ч yk(i-ь()

ЬУ ()(ду 7 т Еог((е1.) чБрс)(к+1) )()йМ) ду и ЬУ Р

9 yk(i+I) vSGr(i+I) ду ьу

= ПЖг

) где Прг, IIqr . — коммутационные признаки выборки приращений переменньи у(й и уо в г-ом интегрировании, ург(1+

+1) — значение подынтегральной функ У г(з.+1) ции ypr в точке i + квантованише приращения

hy подынтегральной функции и переменной интегрирования соответственно в точке i + 1; д У вЂ” квант подынтегральг(е+1) ной функции; . - неквантоду ванное приращение интеграла, вычисленного в r-ом интегрировании в точке (i+1);, частичная "

Ч Б г(Н1)

b,y сумма неквайтованных прйращений инyak(i+I ) тегралов в точке (i+1)

° д у неквантованное приращение переменной

vyk(i+I )

7k н точке (i+I ); . — многодУ разрядное квантованное приращение переменной yk в точке (i+I); n — количество разрядов приращений в режиме . ()A(i+i) кероткой реярядной сетке;

kp квантова нное экстраполйрованное при» ращение переменной УК в точке i+2.

Устройство работает следующим об- .разом.

Вычислительный процесс выполнения одной операции интегрирования в (.i+

+1)-ом шаге решения, Выполнение.операции начинается после поступления из запоминающего устройства приращения

v У r(i+1)

ЬУ в регистр пркращефункцййи .1 и старп ие раз яды ординаты при вычислениях и удвоенной разрядной сеткой с выхода второго регист..ра подынтегральной функции 2 поступают через первый элемент ИЛИ 21 на первый вход сумматора 4. Одновременно на второй вход первого сумматора 3 поступает с выхода регистра я приращения $ через дополнительный элемейт И 25 при отсутствии признака деления Пй и элемент KIH 30 прираще1

ЧУ r(i+1) иие: . С выхода сумматора 4 и . У новое значение подынтегральной функцйи при наличии признака формирования нбвого значения подынтегральной функции Пург поступает на первый и второй регистры функций 1 и 2. В случае наличия инверсии признака Пург неизменные разряды подынтегральной функции переписываются в первый и второй регмстрй подынтегральных функ I ний 5, .. в формирователь:

1О ч у г(i +I) . приращений 6. Подынтеграпьная функцияя ypri (при короткой разрядной сетке).или младшие разряды подынтег15

«Ф ральной функции ypri (при удвоенной разрядной сетке) поступают в первый регистр 1 подынтегральной фуйкции . . Старшие разряд,д подынтегральной функ-2 ции ypri при удвоенной разрядной сет. 20 ке поступают во второй регистр 2.

vy г(3.+1-ы)

:. Подынтегральная функция

by (оа =,О,l,...,m-l, где m — шаг экст 5 раполяции) поступает в формирователь нриращенйй б. Кроме того, при выполнении экстраполяции и квантования в экстраполятор 13 иэ ЗУ поступают ocOyki . yk(i-м)

30 таток и приращение (= I,2... .,m).

После занесения необходимой для начала вйчислений информации значение ординаты при KQpoTKoA разрядной сетке .илй,мпадшие разряды ординаты

З1 при удвоейной разрядной сетке с выхода первого регистра подынтегральной

ОйщуМюмь е » 4в»вс —-1, если sign jy) = в хоп (Е; 1

О, если signify) sign (Е;Д, 2 Е;,+ у, если sign fy)4s х, 2

ign (Z,,), sign (Z;)i = 1,2,3.

Е с (2 Е;,— у, если sign (у)=

+ у

Z . = 2 а2

- у

+ у, если sign (у) = sign (в) (в), .

В

Е

В

- у, если sign (yj ф sign

5 74б602 6 ций 1, 2. Вместе с этим разряды под- матора 3 поступает в экстраполятор 13. в е

ынтегральной функции направляются в По окончании операции в ЗУ заносятся формирователь приращений интеграла. значения ypri при Пург = О или

Полученное на выходе формирователя ypr(i+1) при Пур1 = 1, поступающие

- приращений 6 приращение вань )

6у ров подынтегральной функции 1 и 2, передается на первый вход элемента gyes(i+1) I m(i+1)

И-НЕ 8, где умножается на коэффицизначения у (° и п и ент (-1)Пан при наличии прививка 10 йтаг 1 н приращению

e?k (i+2) инверсии приращения интеграла Пк, дЯ р поступающего на второй вход элемента поступающие в 3у из зк раполятора 13 р о r() ()) После записи результатов операции ау из ЗУ выбирается информация, необхо-. с выхода последнего направляется на, димая для выполнения следующей опе- . первый вход сумматора 3 и складыварации интегрирования. Выполнение этой ется с накопленной в предыдущих опеоперации аналогично предьдущей. рациях суммой неквантованных прираДля выполнения в ИАУ операций дещений интегралов, поступающей на .ления используется алгоритм без восвторой вход су атора 3 с выхода пер- 20 CTGHol3JIeHHH -оста„а, при котором вого регистра 11 частичных сумм при частное от деления двух чисел произналичии инверсии признака удвоенной во но„ н

У вЂ” делитель, удовлетворяющих услоразрядной сетки Пус. При вычислениях в режиме удвоенной разрядной сетке (Пус = 1) содержимое первого реги- 25 вию 1, равно стра 11 частичных сумм поступает во .второй регистр 12 частичных сумм.

При наличии инверсии признака IIfkr . х = у = х, у х,> х 2 ° ° ° sx; ° ° окончания формирования переменной

VSGr(1+ +} 30 интегрирования сумма . с причем х,, х,,...,х», равны 1 или О.

Деление является многоцикловой

6у . выхода сумматора 3 приходит в первый операцией, в каждом цикле определяет" регистр 11 частичных сумм, а через ся одна цифра частного. него при удвоенной разрядной сетке

В предлагаемом интегро-арифмети(Пус = 1) — во второй регистр 12

35 ческом устройстве осуществляется частичных сумм и запоминается до .ускорение выполнения деления за счет

"следующей операции интегрирования. вычисления двух цифр частного в од-

При наличии признака 11fkr окончания ном цикле операции..Выполнение операформирования переменной интегрирова- ции деления в ИАУ производится по й(i+1 нин величина с выхода сум- 4С следующему алгоритму: д У

1, если signify)= signfZ;) i =. 1,3,5,...

О, если signify)» sign fZJ г

746602

8 где Z„ — первый остаток от деления, и 2 Е; . Старшие разряды остатков полученный в i-ом цикле запоминаются на элементах задержки операции; 9, 10 и используются в формироватеЕ) --- второй остаток от деления, 5 ле частного:7 для определения верно- . полученный в i-ом цикле го остатка по следующему алгоритму. .. операции, х;, — первая цифра частного, об- В, = ))Cj У Пйф Rl разованная в i-,îì цикле операции; .: . 1О. - R = Hd. l Rl, вторая цифра частного, об- . . . г

1, если si.gn (у1 = sign )7.;; разованная в 1-ом цикле

R) . операции.

О, если з Кп Гу1 Ф»6п (Е111

Рассмотрим процесс выполнения опе" рацйй деления в преф агаемом )) .: . 15 СформированйыЕ в формирователе частПеред начПОМ Оправ из Зу во ВтО» но 7 cHFHcUIH сбросов В;2 и рой Регистр 2 подынтегральной функ- Rg, УпРавлЯют сбросом ложных остат.ции и в первый регистр 11 частичных .:, KoB Z)g или Е1тэ записанных в Регистсумм. с выхода ЗУ считываются коды де- Рах 11, 12 частичных сумм. щтя и димого соответ венно, а 20 06РазОВайие значе Я ocTama Z регистр приращеню 5 исйользуется :. осуществляется s фоРмйрователе при,для записи частного. B сумматоре 3 .Ращенйй 6э с этой целью на его тРеформируется первый в цикле остаток . тий .вход подается код делителя с вы- "

Е;, . Ускорение выполнения деления " хода второго РегистРа 2 подынтегРальдостигается путем структ рйого рас-:: 25 ной фУнкции, на четвеРтьй — с выхода параллепива ия вычислений приведенно- СУММатОра З.ЧЕРЕЗ ЭЛЕМЕНТ ЗаДЕРжКН го:вbiue айгоритма. В связи с этим : .: 9, удвоейны). остаток 2 Е;, а на пянеобходимо вычисление остатков Е : тый вход - признак операции деления

l( и Е; совмещать во времени. Так как - M.. По,пРизнаку деления в формирова1я в начале операции еще не сформирован З0 теле пРиРащеньй организуется инверзнак первого остатка Е;, н невозмож-. сия кода делителя. В элементе И-НЕ 8 но проверить условие sign (у) = .-;,:.- инверсия кода делителя выполняется

signjz;,j, позволяющее определить только при наличии сигнала инверсии с каким знаком необходимо йодавать ." делителя ПЫ, вырабатываемого в форделитель в сумматор для образовання .: :..мйРователе ЧаСтного 7 прй выполнений

/ остатка Е... в сумматоре 4 и фор- . . . Медлящих условий:

35 жрователе приращений 6 вычисляются.

2 Е.;< - 5 соответственно. Верный . @ -1 при остаток определяются после полученйя ., 1 и,если 81яп (Н) = з1фп (y) при щ=), знака sign (Z j. Запоминание вычис-:: .. - ормиРованне цифр . частного осуленных остатков Е и Е произво- . ществляет формирователь частного 7, l2, l2 дится в первом и втором региСтрах: в кждом цнкле образуются пара цифр

11, 12 частичных сумм соответственна, частного, которые с первого выхода

Как следует из алгоритма запоминание 5: блока Фармированйя частного перезаостатка: Е„," не производится, хранение пнсь ваютСя в Регистр пРиращеНий. 5. же знака его осуществляется в форми-.. С4юрмиРованный код частного перепи рователе частного. 7. Зайесение ос- . . сывается с вйхода регистра приращетатков Z; и Z; в первый и второй . ийй 5 в .ЗУ. регистры 11 12 частичнйх сущ4 осуще- ; Использование предлагаемого уст.: 50 ществляется со сдвигом в сторону "-, Ройства позволяет увеличйть скорость старших разрядов :на один такт. через : Реаеййя задач, имеющих смещенный элементы задержки 9 и 10, благодаря :. характер.вычйсления (непреры)вный и чему производится умножение их на точечный), Реапизуемых в вычислитель.коэффициент 2 и в Регистрй 11 )2 ных .комплексах систем управления ди55 записываются значения величин 2 Е . 5 намическимн объектами, 1ф

746602

4 °

««*

° .

Редактор Д. Сычева

Техред A.Êðàâ÷óê

Корректор Л. Пилипенко

Тираж 65 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3217

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