Устройство для формирования позиционных характеристик непозиционного кода
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<н968802 (6i) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120381 (21) 3289726/18-24 (51) М. Кл.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
G 06 F 5/02
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325. . 53 (088. 8) Опубликовано 231 082 Бюллетень ¹39
Дата опубликования описания 23.10.82 (72) Автор изобретения
A.A. Коляда
Научно-исследовательский институт прикла проблем им. A ° H,Ñåâ÷åíêo .при Белорусском
Красного Знамени государственном универс (71) Заявитель (54) уСТРОйСТВО ДЛя фОРМИРОВАНИя ПОЗИЦИОННЬ!Х
ХАРАКТЕРИСТИК НЕПОЗИЦИОННОГО КОДА
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих цифровых вычислительных устройствах, работающих в непозиционных системах счисления, для выполнения немодульных операций.
Известно устройство для формирования позиционных признаков непозиционного кода, содержащее входной регистр, блок хранения констант, двоичный сумматор, блок последовательно соединенных двоичных сумматоров, выходной двоичный сумматор, сумматор ранга, выходной регистр, схему переноса, соединенные соответствующими связями (1).
Недостаток устройства — низкое быстродействие.
Наиболее близким к данному изоб-. ретению техническим .решением является устройство для формирования позиционных признаков непоэиционного кода, содержащее блок хранения констант для преобразования кода, входы которого соединены с выходами входного регистра, а выходы — с входами групп сумматоров констант, выходы сумматоров констант обеих групп соединены с входами сумматора ранга числа, выход которого соединен с входом регистра источного ранга, выход сумматора старших разрядов второй группы сумматоров констант соединен с входом выходного регистра, регистр сдвига, регистр промежуточного результата, соединенный с выходом выходного регистра, сумматор коррекции, блок выработки переносов из старших разрядов в схему анализа содержимого старших разрядов, а также блок хранения констант сдвига, входы которого соединены с выходами входного регистра, а выходы — с входами. регистра сдвига, и анализатор суммы старших разрядов, вход которого соединен с выходом сумматора старших разрядов вто-. рой группы сумматоров констант, вы20 ходы регистра сдвига соединены с соответствующими входами входного регистра, выходы регистров источного ранга и промежуточного результата соединены с входами сумматора кор25 рекции, входы блока выработки переноса из старших разрядов соединены с выходами сумматора коррекции и регистра промежуточного результата, выходы сумматора коррекции и блока
30 выработки переноса из старших раз968802
65 рядов соединены с входами выходного, регистра и схемы анализа содержимого старших разрядов (2).
Недостатком устройства является невысокое быстродействие.
Цель изобретения — повышение 5 быстродействия.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для формирования позиционных характеристик непозиционного кода, содержащее входной ре- 10 гистр, состоящий из (n+1) подрегистров по основаниям системы остаточных классов (C0K), входы которых являются входами устройства, группу .из, (и-2) блоков хранения констант 15 преобразования непозиционного кода в промежуточный позиционный, группу из (n-2) сумматоров по модулю Рк (k =- 2,3...,n)„ регистр поправки знака и регистр знака, выходы которых ;20 являются соответственно выходом поправки знака и выходом знака устройства, выходы i-ых подрегистров (i
1,2,...,n-2) входного регистра подключены к входам i-ых блоков груп-25 пы хранения констант преобразования непозиционногo кода в промежуточный позиционный содержит группу из (n-1) схем сравнения с константой, группу из (n-2) элементов И, элемент
ИЛИ, выход которого подключен ко входу регистра поправки знака и к первому входу регистра знака, а входы — подключены к выходам соответствующих элементов И группы, первый вход первого элемента И подключен к выходу первой схемы сравнения с константой группы, à j -ый вход (j = .2,3,...,n-2) подключен к первому выходу j -ой схемы сравнения с константой группы, первый и 40 второй входы -го элемента И rpynj пы подключены соответственно ко второму и -третьему выходу 1-ой схемы сравнения с константой группы, Е-raA вход (Е = 3,4,...,n — j) 3 -ro элемента И группы подключен к первому выходу (P+)-2)-ой схемы сравнения с константой группы, выход переноса i-ro. сумматора по модулю
Рк подключен к первому входу i-ой схемы сравнения с константой группы, модульный выход j-го сумматора по модулю Рк подключен к второму входу
r-ой (r .= 1,2,...,n-3) схемы сравнения с KOHcT&HTOA группы второй 55 вход (n-2)-ой схемы сравнения с константой группы подключен к выходу и-го подрегистра входного регистра, вход (n-1)-ой схемы сравнения с константой группы подключен к выходу (и+1)-ro подрегистра входного .регистра, первый выход (n-,1)-ой схемы сравнения с константой группы подключен к второму входу регистра знака, а второй выход является сигнальным выходом устройстна, i-ый
П +p( к д (км)
+pA (К+1)
Пу +Рд 7 (Кis)
II) +рд <
О, если
Н
1, если
1, если
8к
0; если
РК+1 (2)
Рк+
К 1 (3)
Рк+ выход первого блока группы хранения констант преобразования. непозиционного кода.в промежуточный позиционный код подключен к первому входу
i-ro сумматора по модулю Рк группы, 1-ый выход j --ro блока хранения констант преобразования непозиционного кода в промежуточный позиционный (j = 2,3,..., n-2, i = 1,2,...,п-j) подключен к -му входу (i + j ": 2)-ro сумматора по модулю Рк группы, (n-1)-ый вход (n-2)-го сумматора по модулю Рк группы подключен к выходу (п-1)-ro подрегистра входного регистра.
На чертеже представлена блок-схема устройства.
Устройство содержит входной регистр 1, состоящий из подрегистров по основаниям СОК, группа блок хранения констант 2 преобразования непозиционного кода в промежуточный позиционный, группа сумматоров по модулю Рк 3, группа схем сравнения с константой 4, группа элементов
И 5, элемент ИЛИ.б, регистр поправки знака 7, регистр знака 8.
Преобразователь i-ой цифры непозиционного кода 2; (i = 1,2,..., и-2) представляет собой схему, выполненную на основе постоянного запоминающего устройства емкостью
Р„" слов по
6-1
jgqq p (если i = 1
)=9. и-
X 1ВОс Я если i > 1
)4 % двоичных разрядов каждое, где через
Зх t; обозначается наименьшее целое число не меньшее Х.
Схемы сравнения 4 осуществляют проверку выполнения некоторого условия на входные величины и вырабаты- вают ряд признаков, а именно: если через П и р(к ") обозначить величины, K поступающие соответственно на первый и второй входы схемы 4к (к=1,2,..., и-2) то схема 4„ на своем единственном выходе вырабатывает признак S> по правилу
S =
1, если П +рд Р> () т (1 )
О, если П1+ рд < P> () а схема 4к (к = 2,3,...,n-2) на первом, втором и третьем своих выходах вырабатывает соответственно признаки
НК, Як и Н„, где
968802
Вп
Нп
1(2)., д (2)
A ((1
А
I(„""(О
1(К) g д (1<), 1 A О, если если если (8) О (9) (к=3,4 ...,и) если если если.(10) 55
Нк — отрицание величины Н„. Схема 4п, по входной величине 1 вырабатыд вает признаки
1, если О < IA -(а) О, если q < IA <Р„+1-1 { — (и) 1, если I д ф Р„+1-1 (5) О, если I д = Рп+1-1 где Р„,1 — дополнительное основание данной позиционно-модульной системы счисления, удовлетворяющее условию; РП 1 Ъ 2 q + 1; Ч вЂ” фиксированное натуральное число. Устройство работает следующим образом. Введем обозначения: .20 — Р„; Рп,...,Рп+1 — система попарно взаимно простых оснований используемой ядерно-модулярной системы счис ления, причем.Р„ ., 2 q + 1, где q — фиксированное натуральное число; 25 Iх - наименьший неотрицательный вычет, сравнимый с X no mod P; -1Х)- целая часть .действительного > числа х; p(xI П Р Р Р(к) Р,(1„-1 1Р 30 i-ая цифра нормированного модулярного кода числа ) А ) Р (K ) в системе с модулями Р1,Р2, .,Р,к (1 = 1,2,, ...,к; к ) О). 35 Пусть требуется определить знак числа Ай(- -(п1 3(n) ) (1 и-1 2>п-1 " п-1,0-.1 д . Я / где j(") — остаток от деления ядра Я P) >) Рпчисла ) A I Р(п)на Р и, определяемый (и) формулой П-1 С(. Р (и ) 1„с Ь.П1 A ) nn . р. -(n) (n) 1 а.ЭЯ =lÝA IЄ+1; где величина 1д", называемая ядерным интервальнйм индексом числа А, выбирается так, чтобы / п-1 — Р1 и-1< (Р Р 3 Р() (ь) Известно, что поправку знака числа )А)Р(")можно определить как це- 6$ лое число (I A I P(nl), удовлетворяющее равенству и-1 я) p(n) ; p (-(<>)p(n-1) ® (и) (и) 1n1 j П1 Д P (1 Тогда иэ (6) и (7) имеем Ъ Я = ) Я ) Р()+ (У )+ () Я) Р())P(") Отсюда, а также- иэ того, что.<(И! Р(п)) принимает лишь два эначеяия О или 1, вытекает: если n ) 2, P„,п-2, то из I д ) О следует А з О, (и) а из 1(д")< -1 следует А К О; если же. n 2, то знаки чисел A и I(" ñîâïàд дают. . I. Для определения знака числа. Аа (-< Р(п),<),Р(п)) достаточно: 1) Для всех к (к = 2,3, п-1) вычислить индексы I д числа A nPu условии, что 1(" 1)= -1. 2) Сфор)>жуировать признаки Як (к 2,3,...,n) и Нк. (к=3,4,...) по правилам: 3) Найти натуральное число и (А) (2 <й (A) <п) такое, что при всех к )й (A)HI< = 1, а Нй(д)= О илий(А) =. г — 2 и тогда SA = Sk)(A)i гДе Яя .> знак числа А, определяемый-как 1, если A, О, ВЯ= О, е сли A < О. С целью получения расчетной формулы для I A из п.1 положим в фор(к) мулу (б) n = к + 1 I д -1 и преобра(К) зуем ее следующим образом )(К-1 + -(км). (К) Р(к 1) у — Р 1,К 1,К ГЯ, . 1,К-1" . Р + Р, . -(к+1) Р(к) (к+1) iк K кк кк Рд К-1 Рк о"1к ) К-1 968802 (к ) (" Рк 1 к р- — р; к ) Л К+1 т.е. получаем - к) (к-1) ) -(к 1) } (к) 4= . р. — <к., - +У .p + пк+РЛ -Рк+1) Р е )=1 i lK-1 1,К-1 A к 1 ! О где к p . ), A -,.„Р, к 1 К 1м1 Сравнивая (б) и 11), заключаем, что — + р " "- Р+ (14) 1A=НК д 11. Для вычисления поправки знака Г()А! Р(п})достаточно знать, что если п-ое основание модульной системы счисления удовлетворяет неравенству Р „ п-2, то поправка знака Т! )7) p (n)), где A — - произвольное целое число совпадает со знаком 6 числа и-1 = p„„„d,) „„ )(„п). р!п 1«p(n) (15) 1=1 определяемый как 1, если В 7, О, б = О,еслиВ<О, Из приведенных выше алгоритмов определения знака числа видно, что поправку ь()А! P.(п}) можно сформировать в результате выполнения пп, 1-3 из 1.; для этого достаточно заметить, что б = s pp (A), где Яо(4) " 40 такое натуральное число, что для всех К (Op(A) Рр (А)= 2 ). Нетрудно проверить, что для формирования 8 = S Pp(A) можно восполь- 45 зоваться следующим нулевым выражением 6=5п 1.Hï 1+5ï 2. Нп 1 Нп1+." " Н4--Нп 14 3 4" "1 5Q (16) где Нк —,отрицание Н„(к=3,4,...,п-1) . Рассмбтрим сначала, как в устройстве определяется знак числа А. Код (-(n) (п.) (a,ш j ) 55 числа A поступает на регистр. 1. За- тем i-ая цифра (i = 1,2,...,n-2) подается на вход, блока 2„, в результате чего из постояниой,памяти по адресу Ы„,n-1 считывается набор вели- О в случае i = 1 и набор величин "},! 1", 1 )..-,n- n-! ) 65 при 1 < 1. < n — 1, (-ая компонента (3 = 1,2,...,n-2, если 1 = 1 и 1,2...,,n i,если i ) 2) считанного набора через 1 -ый выход блока 2 i передается Hà i-ый вход сумматора 31. .В этом же такте работы устройстра ядерный индекс I! )числа А с ,выхода подрегистра 1п« поступает на схему сравнения 4-п-1, которая, в соответствии с формулами (4) и ,(5), формирует на первом своем выходе признак S „, передаваемый через второй вход в знаковый регистр 8, а на втором выходе, являющемся выходом устройства, признак Н„. Если Н„ = 1, то операция определения знака числа завершается — искомый знак сформирован в регистре 8; если же Н = 1, то процесс формирования знака П числа A продолжается. В течение. последующих )Iog2(n-1)( тактов -работы устройства блокй 3 осуществляют суммирование вычетов, поданных на их входы. Заключительный этап процедуры определения знака числа A выполняют схемы сравнения 4, формирующие в соответствии с форм. (1-3) признаки Як (к = 1,2...,,n-2), Нк и Н)< (к= = 2,3,...,n-2), элементы И 5 и ИЛИ 6, реализующие выражение 16. Формируемая на выходе элемента ИЛИ б поправка 7()A! Р(п)), совпадающая в рассматриваемом случае со знаком числа А, передается в регистр 7 и через первый вход в регистр 8. На этом операция заканчивается-. Таким образом, введение в состав устройства группы схем сравнения с константой, группы элементов И, элемента ИЛИ и соответствующих связей позволяет поднять быстродействие устройства до 2 + )1од (n-1)( модульных операций, что выше, чем у известного, более чем в два раза. Формула изобретения Устройство для формирования позиционных характеристик непозиционного кода, содержащее входной регистр, состоящий из (n+1) подрегистров по основаниям системы остаточных классов (СОК), входы которых являются входами устройства, группу из (n-2) блоков хранения констант преобразования непоэиционного кода в промежуточный позиционный, группу из (n-2) сумматоров по модулю Рк (к = 2,3,...,n) регистр поправки знака и регистр знака, выходы которых являются соответственно выходом поправки знака и выходом знака устройства, выходы .i-ых подрегистров (i = 1,2,...,n-2) входного регистра 96НН02 ВНИИПИ Заказ Тираж 731 Под подк лючены к входам i-ых блоков группы хранения констант преобразования непоэиционного кода в промежуточный позиционный, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит группу из (n-1) схем сравнения с константой, группу из (п-2) элементов И, элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу регистра поправки знака и к первому входу регистра знака, а входы — подключены к выходам соответствующих элементов И группы, первый вход первого элемента И подключен к B6Iходу первой схемы сравнения с константой группы, а j -ый вход (j = — 2,3,...,n-2) подключен к первому выходу (-ой схемы сравнения с константой группы, первый и второй входы j-ro элемента И группы подключены соответственно ко второму и третьему выходу j-ой схемы сравнения с константой группы,.1 -ый вход (Р = 3,4,...,n-j) g -ro элемента И группы пОдключен к первому выходу (P+ f -2)-ой схемы сравнения с константой группы, выход переноса i ãî сумматора по модулю Рк подключен к первому входу i-ой схемы сравнения с константой группы, модульный выход 1 -го сумматора по модулю Рк подключен к второму входу r-ой (r = 1,2. ..п-3) схемы сравнеФилиал ППП "Пате г. Ужгород, ул.Проектная,4 ния с константой группы, второй вход (п-2) -ой схемы сравнения с константой группы подключен к выходу и-го подрегистра входного регистра, вход (n-1)-ой схемы сравнения 5 с константой группы подключен к выходу (n+1)-ro подрегистра входного регистра, первый выход (n-1)-ой схемы сравнения с константой группы подключен к второму входу регистра 10 знака, а вторсй выход — является сигнальным выходом устройства, i-ый выход первого блока группы хранения констант преобразования непоэиционного кода в промежуточный позиционный код подключен к первому входу i-ro сумматора по модулю Рк группы, i-ый выход j го блока хранения констант преобразования непоэиционного кода в промежуточный позиционi п-) ) подключен к ) -му входу (i + j — 2) -ro сумматора по модулю Рк группы, (n-1) -ый вход (n-2) -го сумматора по модулю Рк группы подключен к выходу (n-1) -ro подрегистра входного регистра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 365701, кл, G 06 F 5/02, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР Р 377766, кл. 6 06 Г 5/02, 1973 (прототип).
