SU1140114A1 - Устройство дл масштабировани чисел в остаточной системе счислени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАСШТАБИРОВАНИЯ ЧИСЕЛ В ОСТАТОЧНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ,содержащее входной регистр, выходной регистр, k блоков хранени  констант (k - число модулей системы счислени ) , V блоков суммировани  вычетов по модул м и блок суммировани  вычетов по вспомогательному модулю, причем входы входного регистра и выходы выходного регистра  вл ютс  соответственно входом остаточного кода и выходом устройства, выход i-ro входного регистра, где ,...

Description

счетчика подключен к вторым входам суьв аторов коррекции, выход J-ro

из которых соединен

с входом j-го выходного регистра.

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в быстродействующих вычислительных устройствах, реализующих различные немодульныё операции, такие как масштабирование, умножение , деление над числами, представленными в непозиционном коде.

Операци  масштабировани  представл ет собой деление числа на некоторый посто нный масштаб, поэтому дл  ее вьтолнени  можно использовать устройства дл  делени  целых чисел.

Известно устройство дл  масштабировани , содержащее входной и выходной регистры, блок выбора элементарного делител , блок вычислени  итерации , блок конца итерации, блок конца делени , сумматор, блоки умножени  и вычитани , блок анализа произведени , блок режима работы сумматора и шины позиционных признаков делимого и делител , соединенные соответствуюпдими св з ми Cl .

Недостатком данного устройства  вл етс  низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  масштабировани  чисел в остаточной системе счислени , содержащее входной и выходной регистры , блоки хранени  констант по основани м рабочего и дополнительного, диапазонов, входы которых поДключены к выходам входного регистра, сумматоры констант по основани м рабочего и дополнительного диапазонов, выходы которых соединены со входами выходного регистра, блоки вычислени  неточных рангов по основани м рабочего и дополнительного диапазонов и блок коррекции округлени  по основани м рабочего диапазона, причем входы каждого сумматора констант по основани м рабочего диапазона соединены с выходами блока хранени  констант по соответствующему основанию рабочего диапазона и основани м дополнительного диапазона, блока вычислени  неточного ранга по основани м дополнительного диапазона и блока коррекции округлени , входы

каждого сумматора констант по основани м дополнительного диапазона соединены с выходами блоков хранени  констант по соответствующему основанию дополнительного диапазона

и основани м рабочего диапазона и блока вычислени  неточного ранга числа по основани м рабочего диапазона , входы блоков вычислени  неточных рангов по основани м рабочего и

5 дополнительных диапазонов соединены с выходами блоков хранени  констант по основани м рабочего и дополнительного диапазонов соответственно, входы блока коррекции округлени  по

0 основани м рабочего диапазона соединены с выходами блоков вычислени  неточных рангов числа и всех блоков хранени  констант 2.

Однако известное устройство характеризуетс  недостаточно высоким

быстродействием, неприспособленностью дл  работы в конвейерном режиме и невозможностью использовани  более чем одного масштаба.

Цель изобретени  - расширение области применени  путем использовани  набора различных масштабов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  масштабировани  чисел в остаточной системе счислени , содержащее входной регистр , выходной регистр, 1 блойов хранени  констант (1, - число модулей системы счислени ),k блоков

суммировани  вычетов по модул м и

блок суммировани  вычетов по вспомогательному модулю, причем входы входного и выходы выходного регистров  вл ютс  соответственно входом 5 остаточного кода и выходом устройства , выход i-ro входного регистра, где 1 1, ..., (), соединен с первым входом го блока хранени  кон3 стант, -и выход i-го блока хране  и  констант соединен с i-м входом блока суммировани  по .j-му модулю (} 1,...1), ()-й выход 1-го блока хранени  констант соединен с -м входом блока суммировани  вычетбв по вспомогательному модулю, введены элемент задержки, дополнительный блок суммировани , две группы вспомогательных регистров, сумматоры по модул м системы-счислени , схему сравнени , реверсивный счетчик и V сумматоров коррекции, причем вход номера масштаба устройства соединен с входом элемента задержки, вькод j -го входного регистра соединен с J-M входом дополнительного блока сум мировани , выход которого соединен с первым входом блока хранени  констант, вторые входы i-ro и k-ro блоков хранени  констант соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента задержки, р-и выход блока хранени  констант (Р 1,2, .. . ,k-t-1) соединен с входом р-го вспомогательного регистра первой группы, первый и второй входы сумматора по j-му модулю соединены соответственно с выходом блока суммировани  вычетов по j-му модулю и выходом j-ro вспомогательного регистра первой группы, выход сумматора по -му модулю через j-й вспомогательный регистр второй группы соединен с первым входом j-ro сумматора коррекции, выходы числа переполнений и результата блока суммировани  вьтетов по вспомогательному модулю соединены соответственно с ин формационным входом реверсивного счетчика и первым входом схемы сравнени , второй вход которой соединен с вькодом (1 + 1)-го вспомогательного регистра первой группы, инкрементный и декрементный счетные входы реверсивного счетчика соединены соответственно с первым и вторым выходами схемы сравнени , выход реверсивного счетчика подключен к вторым входам всех сумматоров коррекции, выход )-го из которых соединен с входом .j-ro выходного регистра. На фиг,1 представлена структурна  схема устройства дл  масштабиро вани  чисел в остаточной системе счислени , на фиг,2 - структурна  схема блока суммировани  вычетов по вспомогательному модулю. 144 Устройство дл  масштабировани  чи сел в остаточной системе счислени  содержит входы 1.1, 1.2,...,1Л остаточного кода вход 2 номера масштаба , входные регистры 3,1, 3,2,,.. 3,1с устройства, элемент 4 задержки, блоки 5,1, 5,2,,,.,51, хранени  констант , дополнительный блок 6 суммировани , блоки 7.1, 7.2,..,,71 cy   ировани  вычетов соответственно по мо , ,т остаточной систедул м т , т. мы счислени , блок 8 суммировани  вычетов по вспомогательному модулю п (, ), вспомогательные регистры 9,1, 9,2,,,,,9, первой группы, сумматоры 10.1, 10,2,,.. 10,V, по модул м, схему 11 сравнени , вспомогательные регистры 12,1, 12.2,. 12,Т второй группы, реверсивный счетчик 13, сумматоры 14.1,14,2,,.., 141с коррекции, выходные регистры 15.1,15.2,,,.,15.1, выходы 16.1, 16.2,.. ., 16k устройства, Блок 8 суммировани  вычетов по вспомогательному модулю imeeT конвейерную древовидную структуру и реализован на регистрах 17, сумматорах 18 по модулю м с формированием признака переполнени  и узла 19 формировани  числа переполнений. Блоки 7.1, 7.2,..,,71с суммировани  вычетов имеют такую же структуру , как и блок 8, однако они не соержат схем формировани  числа переолнений и реализуютс  на модульных умматорах без формировани  признака ереполнени . Блок 6 предназначен дл  вычислеи  Т тактов машинного интервалього индекса 1ц. (А) исходного целеого числа А по формуле .,( A|-E k.K/«, VU1 ,.,. о.|Л|т. , i, m . k-1 .,,., Пт.-, ., 5 Дополнительный блок 6 суммирова ни  имеет структуру, аналогичную блоку 7,k суммировани  вычетов. Элемент 4 задержки представл ет собой цепочку из Т+1 последовател но соединенных -разр дных регистров (L - число используемых масштабов), вход первого из которы  вл етс  входом номера масштаба ус ройства, а выходы первого и (Т+1)регистров - соответственно первым в.торьм выходами элемента задержки. Блок 5.1 хранени  констант пред назначен дл  получени  по входным личинам ве 0,1,..., L-1 и в. поступаюрщм соответственно на второ и первый входы блока, набора констант ;,,--,,п,г,., а блок З.Ь хранени  констант - дл  получени  по входным величинам I и, (А) набора констант /, Д f ., ъ ,..Ч/е,1.(л) ,к-/ьм 11 ; L 5 Jjmj . Ч .,k-l| Vl -l1|. I5Jl.w, .-iU S - масштаб с номером f, 1 ( интервальный индекс числа А св зь которого с1|.(А) опре дел етс  формул рй ,-/ если ( - 1ч-,(1-%,- Устройство дл  масштабировани  сел в остаточной системе счислени  работает следующим образом. Остаточныйкод (с(, числа -А, подлежащего масштабированию , через входы 1.1,1.2, ...,1 .k устройства принимаетс  на входные регистры 3.1, 3.2,...,3.1, а номе t требуемого масштаба 5 через вход 46 устройства подаетс  на элемент 4 задержки. После этого начинаетс  первый такт работы устройства. Номер масштаба S с первого выхода элемента задержки 4 и цифра d кода числа А с выхода входного регистра устройства 3.1 поступают соответственно на первый и второй входы блока хранени  констант 5.i и из его пам ти считываетс  набор констант . Величины 0 j и п с j-ro и ()-ro выходов блока 5.i хранени  констант поступают в блоки 7.j и 8 суммировани  вычетов соответ ственно через i-e их входы. В ходе очередных Т тактов блок 7.j получит Zv a блок 8 суммировани  вычетов с помощью модульных сумматоров 18 и узла 19 формировани  числа переполнений определ ет величины На первом такте работы устройства остатки с выхода входных регистров 3.1, 3.2,...,3.k поступают также на соответствующие входы блока 6, который по истечении Т-го такта сформирует дополнительный кодТ(А) по модулю т интервального индекса (А) числа А. На (Т + 1)-м такте величина t и1 ( А) с второго выхода элемента задержки 4 и выхода блока 6 подаютс  соответственно на первый и второй входы блока 5Д хранени  констант и из его пам ти считьгоаетс  набор констант, р-  компонента которого передаетс  во вспомогательньй регистр первой группы 9.р. На (Т+2)-м такте модульный сумматор 10.J, Складыва  по модулю m:вычеты , сформированные на выходах блока 7.J суммировани  и вспомогательного регистра 9.j, находит j-ю цифру , ||„ остаточного кода числа, котора  с выхода сумматора 10.J передаетс  во вспомогательный регистр 12.J второй группы.

Параллельно с этим величина у, сформированна  на выходе числа пере полнений блока 8 суммировани  вычетов , передаетс  в реверсивный счетчик 13 через информационный его вход, а вьтеТы V и выхода результата блока 8 и выхо/а регистра .у подаютс  соответственно на первый и второй входы схемы сравнени  11, где вьфабатываютс  признаки д( + и- i (х

О,если

+ п.

t,l

V 4

1, в остальных случа х,

У.п.О ,если

,1,в остальных случа х.

Величины tl и

Т с первого и второго выходов схемы сравнени  11 поступают соответственно на инкрементный и декрементный входы счетчика 13, в результате чего в нем формируетс  величина jp + f,, представл юща  собой поправку Г.

На заключительном (Т+3)-м такте работы устройства величины . и Г с выходов регистра 12.j и счетчика 13 поступают соответственно на первый и второй входы сумматора коррекции 1A.J, который получает искомое значение +Г/1П; j-й цифры кода в остатках масштабировани  А исходного числа А. Остаточный код

. ((2 jfltj, .., ,(Jtj) с выходов сумматоров коррекции 14.1, 14. 2,. . . 14.1 передаетс  в выходные регистры 15.1, 15,2,..,,J5.V, а затем снимаетс  с выходов 16.1,16.2,...,16.k устройства . На этом операци  масштабировани  числа заканчиваетс  ,

Предлагаемое устройство дл  мас0 штабировани  чисел в остаточной системе счислени  по сравнению с известным имеет более широкие функциональные возможности вследствие использовани  не одного, а целого на5 бора положительных масштабов, единственным ограничением на выбор которых  вл етс  принадлежность к диапазону системы с ислени . Кроме того, результируемый в устройстве

0 алгоритм выполн етс  одинаково как дл . положительных, так и дл  отрицательных чисел. Все это существенно расшир ет область применени  устройства . Благодар  конвейерной CTpyKtyре очередную операцию масштабировани  можно начать уже по окончании первого такта предыдущей операции, что резко повьш1ает пропускную способность предлагаемого устройства по сравнению с известным.

Г J

Г

ч

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАСШТАБИРОВАНИЯ ЧИСЕЛ В ОСТАТОЧНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ,содержащее входной регистр, выходной регистр, к блоков хранения констант (к - число модулей системы счисления), к блоков суммирования вычетов по модулям и блок суммирования вычетов по вспомогательному модулю, причем входы входного регистра и выходы выходного регистра являются соответственно входом остаточного кода и выходом устройства, выход ΐ-го входного регистра, где ΐ=1,... (k-1), соединен с первым входом i-ro блока хранения констант, j-й выход <-го блока хранения констант соединен с t-м входом блока суммирования по j-му модулю (j = 1,...,к), (к + 1)-й выход i-ro блока хранения констант соединен с i-м входом блока суммирования вычетов по вспомогательному модулю,о тличающее с я тем, что, с целью расширения области применения путем использования набора различных масштабов, оно содержит элемент задержки, дополни тельный блок суммирования, две груп пы вспомогательных регистров, сумматоры по модулям системы счисления, схему сравнения, реверсивный счетчик и к сумматоров коррекции, причем вход номера масштаба устройства соединен с входом элемента задержки, выход j-ro входного регистра соединен с j-м входом дополнительного блока суммирования, выход которого соединен с первым входом 1< -го блока хранения констант, вторые входы i-ro и к-го блоков хранения констант соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента задержки, р-й выход к -го блока хранения констант ( р=1,2,...,к+1) соединен с входом р-го вспомогательного регистра первой группы, первый и второй входы сумматора по j-му модулю соединены соответственно с выходом блока суммирования вычетов по j-му модулю и выходом j-ro вспомогательного регистра первой группы, выход сумматора по «j-му модулю через j-тй вспомогательный регистр второй группы соединен с первым входом j-ro сумматора коррекции, выходы числа переполнений и результата блока сум мирования вычетов по вспомогательно му модулю, соединены соответственно с информационным входом реверсивного счетчика и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом Ск+1)-го вспомогательного регистра первой группы, инкрементный и декрементный счетные входы реверсивного счетчика соединены соответственно с первым и вторым выходами схемы сравнения, выход реверсивного счетчика подключен к вторым входам из которых соединен с входом j-го сумматоров коррекции, выход j-ro выходного регистра.