Делительное устройство

 

СОюз СОветских

Соцкалчстнческни

Республик

onисАНиЕ 781810

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Яополпите к авт. саид-ву (22) Заявлено 19.03.79 (21) 2739379/18 — 24 (51) М, Кл, G 06 F 7/39 с присоединением заявки Рй

Государстввиный комитет (28) И риоритст ло делам изобретений и отиритий

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень,% 43 (53 ) УД К681.325 (088.8) Дата опубликования описания 23,11 80 (72) Айторы изобретения

В. Д. Самойлов, А. В. Зарановский и В. А. Мамченко

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ь>= 7.ЬЪ +3 ЬХ, Ь Х = 7. Ьу + 3 "1 г +Л2 ° Ьу

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналого цифровых вычислительных системах.

Известно цифровое устройство для деления чисел, поступаю них в устройство параллельным кодом, содержащее цифровые блоки, реализую5 щие операции запоминания, сложения, сдвига и др. (1).

Недостаток устронства — большие аппаратурные затраты на организацию канала связи меж о ду цифровыми блоками.

Наиболее близким к предлагаемому является делительное устройство, которое дает возможность вычислить одноразрядные приращения частного при поступлении на его вход одноразрядных приращений делимого и делителя, что позволяет, по сравнению с цифровыми устройствами для деления чисел, поступающих в устройство параллельным кодом, уменьшить затраты оборудования на организацию каналов связи с другими подобными устройствами, т.е. упростить системную связь. Например, вычислительная структура с составной частью известного устройства позволяет распараллелить процесс вычислений, что дает возможность строить достаточно высокопроизводительные проблемноориентированные процессоры (2) .

В известном устройстве процесс деления основан на формуле дифференциального исчисления где .. — частное;

ЬХ вЂ” приращение частного; — делитель;

ФЪ вЂ” приращение делителя;

Х вЂ”. делимое;

4» — приращение делимого, в то время, как точная формула дифференциального исчисления

Однако нз-за отбрасывания величины

pg -ay в нем происходит накопление погрешности по мере вычислений.

Целью изобретения является повышение точности вычислений.

Поставленная цель достигается тем, что в делительное устройство, содержащее счетчик делителя, счетчик частного, блок умножения величины на единичное приращение и накапливающий сумматор, вход которого соединен с выS ходом блока умножения величины на единичное приращение, введены элемент задержки, коммутатор, два элемента ИЛИ, счетчик старших разрядов невяэки, формирователь единичных приращений частного, причем вход элемента задержки соединен с входом единичных приращений делителя делительного устройства, выход элемента задержки соединен с входом счетчика делителя и одним из входов первого элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с входом счетчика частного, а выход соединен с первым входом блока умножения величины на единичное приращение, входы коммутатора соединены соответственно с выходами счетчиков делителя и частного, а выход соединен со вто20 рым входом блока умножения величины»а единичное приращение, выход накапливающего сумматора соединен с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с входом единйчных приращений делимого делительного устройства, вход счетчика старших разрядов невязки соединен с выходом второго элемента ИЛИ, один вход формирователя единичного приращения частного соединен со знаковым разрядом счетчика старших раз30 рядов невязки, другой вход соединен с выходом знакового разряда счетчика делителя, выход формирователя единичных приращений частного соединен с входом счетчика частного.

На чертеже изображена блок-схема делительного устройства.

7818

Устройство состоит из счетчика 1 частного, счетчика 2 делителя, коммутатора 3, блока 4 умножения величины на единичное приращение, накапливающего сумматора 5, счетчика 6 стар- 0 ших разрядов навязки, формирователя 7 единичного приращения частного, первого элемента ИЛИ 8, второго элемента ИЛИ 9, элемента 10 задержки.

Вход элемента 10 задержки соединен с входом 11 единичных приращений делителя. Вход счетчика 2 делителя соединен с выходом элемента 10 задержки. Вход счетчика 1 частного соединен с выходом формирователя 7 единичного приращения частного. Один вход первого элемента ИЛИ 8 соединен с выходом элемента

I0 задержки, а другой соединен с выходом формирователя 7 единичного приращения частного. Один вход коммутатора соединен с выходом счетчика 2 делителя, а другой вход соединен с выходом счетчика 1 частного. Один вход блока 4 умножения величины на единичное приращение соединен с выходом первого элемента ИЛИ 8, а другой вход соединен с вы10 4 ходом коммутатора 3. Вход накапливающего сумматора 5 соединен с выходом блока 4 умножения величины на единичное приращение.

Один вход второго элемента ИЛИ 9 соедине с входом 12 единичных приращений делимого, а другой — с выходом переполнений накапливаю щего сумматора 5. Вход счетчика 6 старших разрядов невязки соединен с выходом второго элемента ИЛИ 9. Один вход формирователя единичных приращений частного соединен со знаковым разрядом счетчика 6 старших разрядов невязки, а другой соединен с знаковым разрядом счетчика делителя.

Устройство производит умножение в соответствии со следующей системой уравнений

Устройство работает следующим образом.

Перед началом вычисления счетчики и накапливающий сумматор устанавливаются в нулевое состояние. После этого одновременно на вход устройства поступают приращения делимого и делителя и вырабатывается единичное приращение частного.

Подготовка устройства к выдаче единичного приращения частного производится за один цикл, который выполняется за два такта. На первом такте реализуются формулы (1), (2) и (3). На выходе формирователя 7 единичного приращения частного появляется единичное приращение частного С ., данные для появления которого вычислены за предыдущий цикл, знак его положительный, если знаки (к- 1) (к- 1 и Ъ совпадают, и отрицательный, если знаки различны. Единичное приращение делимого поступает через второй элемент ИЛИ 9 на вход счетчика старших разрядов невязки, а в счетчике старших разрядов невязки. и накапливающем сумматоре формируется величина

g(a- «1» „с

Единичное приращение д . поступает на вход первого элемента ИЛИ 8 и на вход счетчика частного, где формируется величина (К- ()

+ду. " и с выхода первого зле мента ИЛИ 8 единичное приращение A. поступает на вход блока 4 умножения величины на единичное приращение. На другой вход

7818 I0 блока 4 умнбжения величию,i на единичное приращение с коммутатора 3 поступает величина " и на выходе этого блока формируется величина

6 с большим временем непрерывного моделирования процесса, где при большом числе итераций не должно происходить накопления погрешности, Полученная величина поступает на вход накапливающего сумматора 5, и в накапливающем сумматоре 5 и счетчике старших разрядов невязки 6 формируется величина

После окончания переходных процессов в накапливающем сумматоре 5 и счетчике 6 старших разрядов невязки начинается второй такт.

На вгором такте реализуются формулы (4) и (5). С выхода элемента 10 задержки единич20 ное приращение делителя дМ(поступает на вход счетчика 2 делителя, где формируется величина у(1 ) у(1 ") (К) Кроме этого, 25 через первый элемент ИЛИ 8 единичное приращение * " поступает Hа вход блока 4 умножения величины на единичное приращение. Частное 2,(со счетчика 1 частного поступает через коммутатор 3 на вход блока 4 умножения величины на единичное приращение, с выхода

30 которого величина 1 ° 2ьЪ поступает на вход накапливающего сумматора 5. В накапливающем сумматоре 5 и в счетчике 6 старших разрядов невязки формируется величина

Частное находится тогда, когда единичное приращение делителя, делимого и частного после каждого цикла меняет знак, т.е. когда в счетчике делителя хранится вели- 40 чина, равная задаваемой величине делителя или меньше ее на единичное приращение, в счетчике частного хранится найденная величина частного, а невязка Й после каждого цикла меняет знак. Алгебраическая сумма приращений, выданных с формирователя единичных приращений частного, равная искомой величине частного, выдается в другое устройство. Устройство позволяет получать частное без накопления погрешности по мере вычислений.

Использование устройства целесообразно для построения блочных вычислительных структур

Формула изобретения

Делительное устройство, содержагцее счетчик делителя, счетчик частного, блок умножения величины на единичное приращение и накапливающий сумматор, вход которого соединен с выходом блока умножения величины на единичное приращение, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент задержки, коммутатор, два элемента ИЛИ, счетчик старших разрядов невязки, формирователь единичных приращений частного, причем вход элемента задержки соединен с входом единичных приращений делителя делительного устройства, выход элемента задержки соединен с входом счетчика делителя и одним из входов первого элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с входом счетчика частного, а выход соединен с первым входом блока умножения на единичное приращение, входы коммутатора соединены соответственно с выходами счетчиков делителя и частного, а выход соединен со вторым входом блока умножения величины на единичное приращение, выход накапливающего сумматора соединен с одним иэ входов второго элемента

ИЛИ, другой вход которого соединен с входом единичных приращений делимого делительного устройства, вход счетчика старших разрядов невязки соединен с выходом второго элемента ИЛИ, один вход формирователя единичного приращения частного соединен со знаковым разрядом счетчика старших разрядов невязки, другой вход соединен с выходом знакового разряда счетчика делителя, выход формирователя единичных приращений частного соединен с входом счетчика частного.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1: Авторское свидетельство СССР Р 549808, кл. G 06 F 7/50, 1975.

2. Неслуховский К, С. Цифровые дифференциальные. анализаторы. М,, "Машиностроение", 1968, с. 92 — 94, рис. 28 (прототип) .

781810

Составитель В. Кайданов

Техред M. Петко.

Корректор М, Вигула

Редактор В. Еремеева

Заказ 8136/54

Подписное

Тираж 751

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул, Проектная, 4