Устройство для логарифмирования двоичных чисел

 

ф оснащу нс те„

" лиетене g> + е

Союз Советскмх

Соцналистмческнх

Республик

O Il И С A Н И (1)767755

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 l ) До пол н и тел ьпое к а вт. с вид-ву(22) Заявлено 24.05.78 (21) 2620600/18-24 (5l . Э

)М. Кл.

G 06 F 7/38 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

СССР (53) УДК681.3 (088. 8) (23) П риоритет

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36 по делам изобретений, и открытий

Дата опубликования описания 02.10.80

В. С. Котов и Л. Я. Эглитис (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОГАРИФМИРОВАНИЯ

ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Предлагаемое устройство относится к области вычислительной техники, в частности к специализированным вычислительнЫм устройствам, и предназначено для преобразования двоичных чисел по логарифмической зависимости. Это устройство может быть применено для нахождения логарифмов по основанию 2 чисел, представленных двоичным кодом.

Известно устройство для логарифмирования двоичных чисел, содержащее генеl0 ратор тактовых импульсов, регистр сдвига, реверсивный счетчик, первый и второй триггеры, три элемента И, элемент ИЛИ

И

К недостаткам этого устройства от« носятся невысокая точность логарифмирования и невозможность представления результата преобразования в коде, отлич- . ном от двоичного.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее ге-! нератор импульсов, первый, второй и тое2 тий регистры, первый, второй, третий и четвертый счетчики, управляемый делитель, реверсивный счетчик, первый, вто-. рой и третий элементы И, причем выход генератора соединен со входом первого счетчика, с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к суммирующему входу реверсивного счетчика, и с первым входом второго элемента И, подключенного выходом через управляемый делитель к вычитающему входу реверсивного счетчика; выход первого регистра соединен с первым входом второго регистра, подключенного первым выходом ко второму входу управляемого делителя, и с первым входом третьего регистра, подключенного выходом к первому входу второго счетчика (2j

Известное устройство обеспечивает повышение точности логарифмирования и представление результата преобразования в коде, отличном от двоичного, но имеет низкое быстродействие.

767755

3

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введен блок управления, ключ и элемент 2И-2ИЛИ, который соединен первым входом с выходом генератора, вторым входом - с первым выходом блока управления, третьим входом - с выходом первого счетчика и входом третьего счет» чика, подключенного выхоцом к первому входу третьего элемента И, четвертым входом - со вторым входом первого элемента И, первым входом ключа и вторым выходом блока управления; а выходом соединен со входами первого регистра и четвертого счетчика и со вторым входом

Ыюча, который подключен третьим входом ко второму выходу второго регистра,. а выходом — ко вторым входам второго и третьего регистров. При этом блок управления соединен третьим выходом со вторым входом второго счетчика, четвер-, тым выходом — со вторыми входами второго и третьего элементов И, первым входом — с входом пуска устройства, вторым входом - с выходом первого регистра, ° третьим входом - с выходом четвертого счетчика, четвертым входом — с выходом второго счетчика, подключенного--третьим входом к выходу третьего элемента И. ф

Предложенное устройство осуществля» эт вычисление логарифмов по следующей формуле: =) + -ъ(г" "- x)(().", „)

4 ) где - характеристика двоичного логарифма числа )((Q с +" )

Устройство работает в три. этапа, на каждом из которых действует один из выходных сигналов блока управления.

Прецварительно преобразованию в регистр

2 записывают двоичное число Х, логарифм которого требуется вычислить; в младевший разряд регистра 3 записывают "1", а в остальные разряды - «О", в кажцый разряд регистра 4 записывают "1"; счетчики 6, 8 и 1 0 находятся в нулевом состоянии.

По внешнему сигналу на входе 17, поступающему на вход 18 блока управления, последний начинает первый этап преобразования, пропуская сигналом с выхода 19 через элемент 14 импульсы генератора 1. Эти импульсы, подсчитываемые счетчиком 8, производят в регистре 2 сдвига кода числа Х в сторону старших разрядов до тех пор, пока старшая единица коца займет старший разряд регистра 2, о чем информирует сигнал окончания первого этапа, поступающий на вход

20. блока управления.

Кроме того, блок управления содержит три триггера и два одновибратора, причем первые входы первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами блока управления. Инверсный выход перво(о триггера соединен через первый одновибратор со вторым входом второго триггера, инверсный выход второго триггера через второй одновибраторсо BTopIIM входом третьего триггера и с третьим выходом блока управления, пер- вый вход которого соединен со вторым входом первого триггера.

На чертеже представлена функциональ- ная схема предложенного устройства.

Оно содержит генератор 1 импульсов, первый 2, второй 3, третий 4 регистры, первый 5; второй 6, третий 7, четвер тый 8 счетчики, управляемый целитель 9, реверсивный счетчик 10, первый 11, второй 12, третий 13 элементы И, элемент

2И-2ИЛИ 14, ключ 15, блок 16 управления, вхоц 17 пуска устройства.

На втором этапе преобразования под действием сигнала на выходе 21 блока управления производится досчет содержи35 мого счетчика 8 до его переполнения импульсами, следующими с частотой

F/К,. где К - емкость счетчика 5. Об окончании второго этапа информирует сигнал, поступающий на вход .22 блока уп40 равления.. Б течение второго этапа счетчик 10 суммирует импульсы генератора, следующие через открытый элемент И 11)так что к концу этапа счетчик 1 0 будет содержать число И+ = ) И+ 3 }.

Кроме того, на втором этапе под действием импульсов, проходящих через открытый элемент 15, в регистрах 3 и 4 производится прием коца из ре гистра 2 и сдвиг этого кода вместе с ранее записанной информацией в сторону старших разрядов. К концу второго этапа в результате сдвига регистр 2 будет очищен, так как число импульсов сдвига равно числу et"o разрядов, Перед началом третьего этапа импуль» сным сигналом с выхода 23 блока управ.ления содержимое регистра 4 переносится в счетчик 6.

767755 б

К =Ъ«(2 — «)((2 * «).

Результат преобразования, зафиксиро- щ ванный в счетчике 10, равен разности

N =8+-N=KLI где есть приближенное значение двоичного логарифма числа Х, которое совпадает с выражением (1).

Время преобразования не превышает

d величины

Т:((.(«-1)(h+<)+3«d )(F, гце Ч, - число разрядов регистра 2;

Р - число разрядов регистра 4.

Число разрядов регистра 3 равно

P+ 1, 30

Формула изобретения

1. Устройство для логарифмирования 40 двоичных чисел, содержащее генератор импульсов, сцвигающие регистры, счетчики, управляемый целитель, реверсивный счетчик, причем выхоц генератора соеди- . нен со входом первого счетчика, с пер- 45 вым входом первого элемента И, подключенного выхоцом к суммирующему входу реверсивного счетчика, и с первым входом второго элемента И, подключенного выходом через управляемый делитель к вы- 50 читающему входу реверсивного счетчика, выхоц первого регистра соединен с пер- . вым входом второго регистра, подключенного первым выходом ко второму входу управляемого целителя, и с первым вко- 55 I

На третьем этапе преобразования под действием сигнала с выхода 24 блока управления производится досчет содержимого счетчика 6 до его переполнения импульсами, следующими через открытый . элемент И 13 с частотой F/3K, где

3 — коэффициент пересчет счетчика 7; одновременно с этим из содержимого счетчика 10 производится вычитание им-. пульсами, слецующими через открытый 10 элемент И 12 и управляемый целитель 9.

Об окончании третьего этапа информирует сигнал, поступающий с выхода счетчика

6 на вход 25 блока управления, В течение третьего этапа соцержимое реверсив- 15 ного счетчика 10 будет уменьшено на величину цом третьего регистра, подключенного вы-

roàoì к первому входу второго счетчика, отличающееся тем,чтос целью повышения быстродействия, оно содержит блок управления, ключ и элемент

2И-2ИЛИ, который соединен первым вхоцом с выходом генератора, вторь1м входом - с первым BbIKOADM блока управления, третьим входом - с выходом первого счетчика и входом третьего счетчика, поцключенного выходом к первому входу третьего элемента И, четвертым входомсо вторым вкодом первого элемента И, .первым входом ключа и вторым выходом блока управления, а выходом соединен со входами первого .регистра и четверто- . го счетчика и со вторым входом ключа, который поцключен третьим вхоцом ковторому выходу второго регистра, а выходом — ко вторым вхоцам второго и третьего регистров, при этом блок управления соединен третьим выходом со вторым входом второго счетчика, четвертым выходом — со вторыми входами второго и третьего элементов И, первым входомс входом пуска устройства, вторым вхоцом — с выходом первого регистра, третьим входом — с выхоцом четвертого с-.етчика, четвергым входом — с выходом,второго счетчика, подключенного третьим входом к выходу третьего элемента И.

2. Устройство по пункту 1, о т л ич а ю щ е е -с я тем, что блок управления содержит три триггера и два одновйбратора, причем йервые вкоцы первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым вкоцами блока управления, инверсный выход первого триггера соединен через первый одновибратор со вторым входом второго триггера, инверсный выход второго триггера соединен через второй оцновибратор со вторым входом третьего триггера и с третьим выходом блока управления, первый вход которого соединен со вторым входом первого триггера.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Авторское. свидетельство СССР

М 523408, кл. G 06 ) 7/38, 1976.

2. Авторское свидетельство по заяв ке N. 24 73318/1 8-,25; кл. 5 06 F7/38,,09.02.78 (прототип) с

Составитель В, Котов

Редактор И. Грузова Техред Н.Ковалева Корректор С. Шекмар

Заказ 7196/48 ТиРаж 781 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4