SU1196856A1 - Вычислительное устройство - Google Patents

Abstract

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО содержащее (п+1) узлов вычислени  итерационной переменной (п- степень полинома), регистр результата и регистр аргументов, причем i-и узел вычислени  итерационной переменной (, п-1) содержит Сумматор , регистр коэффициентов числител  и первую группу элементов И, выходы сумматора i-го узла вычислени  итерационной переменной соединены с информационными входами регистра коэффициентов числител  этого узла, выходы регистра коэффициентов числител  i-го узла вычислени  итерационной переменной - с первой группой информационных входов сумматора этого узла, втора  группа информационных входов сумматора - с выходами элементов И первой группы i-ro узла вычислени  итерационной переменной, первые входы элементов И -первой группы -го узла вычислени  итерационной переменной соединены с выходами разр дов регистра аргументов, а .п-й узел вычислени  итерационной переменной содержит сумматор-и регистр коэффициентов, причем выходы сумматора п-го узла вычислени  итерационной- переменной соединены с информационными входами регистра коэффициентов вычислител  этогоузла, выходы регистра коэффициентов-числител  п-го узла вычислени  итерационной переменной соединены с первой группой информационных входов сумматора этого узла, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет возможности вычислени  дробно-рациональной функции, в него дополнительно введены генератор тактовых импульсов, счетчик и регистр константы, а j-й узел (, п-1) вычислени  итерацион-. ной переменной дополнительно со (Л держит регистр коэффициентов знаменател , вторую и третью группы элементов И, п-й узел вычислени  итерационной переменной дополнительно содержит первую и вторую группы элементов И и регистр косо :эффициентов знаменател , а нулевой узел дополнительно содержит Од вторую группу элементов И и регистр 00 СП коэффициентов знаменател , выходы разр дов регистра коэффициентов Од знаменател  -го узла вычислени  итерационной переменной соединены с первыми входами элементов И второй группы этого узла, вторые входы элементов И втррой группы соединены с выходом старщего разр да регистра коэффициента числител  нулевого узла, выходы элементов И второй группы j-ro узла вычислени  итерационной переменной соединены с третьей группой информационных входов сукматора этого узла, четвер

Description

та  группа информационных входов сумматора j-ro узла вычислени , итерационной переменной соединена с выходами элементов И третьей группы этого узла, первые входы которых соединены с выходами разр дов регистра константы,вторые входы элементов И третьей группы j-ro узла вьIчиc.J7eнц  ит;ерационной переменной соединены с выходом старшего разр да регистра коэффициентов числител  этого узла, авЬгкоды разр дов регистров коэффициентов знаменател  n-jrb узла вычис;пени  итерационной пёремённоЙГ - с первыми входами элементов И первой группы этого узла, вторые входы которых соединены с выходом старшего разр да регистра коэффициентов числител  нулевого узла, выходы элементов И первой группы п-го узла вычислени  итерационной переменной с второй группой информационных входов сумматора этого узла, треть  группа информационных входов сумматора соединена с выходами элементов И второй группы п-го узла вычислени  итерационной переменной, первые входы которых соединены с выходами разр дов регистра констант вторые входы элементов И второй группы п-го узла вычислени  итерационной переменной соединены с выходом старшего разр да регистра коэффициентов числител  этого узла, а выходы разр дов регистров коэффициентов знаменател  нулевого узла вычислени  итерационной переменной - с первыми входами элементов И

6856

второй группы этого узла, вторые входы которых соединены с выходом старшего разр да коэффициентов числител  нулевого узла вычислени  итерационной переменной, выходы элементов И второй группы этого узла соединены с третьей группой информационных входов сумматора нулевого узла, выход старшего разр да регистра коэффициентов числител  k-ro узла вычислени  итерационной переменной (К 1,п) соединен с вторыми входами элементов И первой группы (К-1) узла вычислени  итерационной переменной, а пр мой выход генератора тактовых импульсов соединен с третьими входами элементов И первой, второй, третьей групп j-ro узла вычислени  итерационной переменной, с третьими входами элементов И первой и второй групп нулевого и п-го узлов , инверсный, выход генератора тактовых импульсов соединен с синхронизирующими входами регистров коэффициентов числител  всех узлов вычислени  итерационной переменной и входом синхронизации регистра результата , информационный вход которого соединен с выходом старшего .разр да регистра коэффициента -числител  нулевого узла, синхронизирующий вход которого соединен со счетным входом счетчика, выход переполнени  которого соединен с входом разрешени - генератора тактовых импульсов, а установочный вход счетчика соединен с входом запуска устройства.

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено в специализированных вычислител х .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет возможности вычислени  дробно-ра-. циональной функции и повьшение быстродействи  за счет организации вычислени  по методу цифра за цифрой .

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистры результата 2 и аргументов 3, сумматоры 4,-регистры 5 коэффициентов числител , первые группы элементов И 6, регистр 7 константы, регистры 8 коэффициентов знаменател , вторые 9 и третьи 10 группы элементов И, счетчик 11, вход 12 запуска. 3 Сумматор 4, регистры коэффициентов числител  5 и знаменател  группы элементов И 6, 9 и 10 сост л ют узел 13 вычислени  итерацион ной переменной. Устройство работает следующим образом. Алгоритм работы устройства дл вычислени  дробно-рациональных функций, в числителе и знаменателе которой полиномы степени п, вы разитс  следующими рекуррентными соотношени ми: , ии1,„.,(М(,„5(1ч|.), .№-а,. pw3p«A I V ff Ски) 1 -1 l J ст. pcnipi A Г-(Г- л -пг-1 ;); к 0,1,2...р-1, i ГТп ; С-О ц). . C-, г(х) R(x). Поскольку дробно-рациональные выражени  используютс  дл  вычисл ни  значений различных функций, например х . R()(l en Z..x где Ч, -0,1890; ,0945; Yj 0,1470; 22 - 0,1050 5 -0,0128; Z4 0,0225, то коэффициенты числител  и знаме нател  определены заранее и разме щены соответственно в регистрах 5 и 8 коэффициентов. Перед н;ачалом вычислени  в регистр аргументов 3 заноситс  значение аргумента. Сигналом по входу 12 запуска обнул етс  счетчик выход переноса которого при этом переходит в состо ние О, Это 64 позвол ет запуститьс  генератору 1 тактовых импульсов. В каждом такте вычисл етс  одна верна  цифра в значении дробно-рационального выраженин . Следует отметить, что регистры 8 коэффициентов знаменател , регистры аргументов 3 и константы 7  вл ютс  статическими и служат лишь дл  хранени  информации, поэтому синхронизации работы не требуют. Регистры коэффициентов числител  5 и результата 2  вл ютс  сдвиговыми , синхронизаци  их работы, как и работы счетчика 11, осутдествл етс  генератором 1 тактовых импульсов, Поскольку работа последнего блокируетс  выходом переноса счетчика 11, то емкость счетчика определ ет количество сдвигов в регистрах коэффициентов числител  5 и результата 2, а следовательно, и точность (количество разр дов) вычисленного результата . Сумматоры коэффициентов 4  вл ютс  комбинационными. Суммирование на них производитс  после по влени  каждого положительного фронта импульса с инверсного вмхода генератора 1 тактовых импульсов на третьих входах групп элементов И. Каждым положительным фронтом и 1пульса с пр мого выхода генератора 1 тактовых импульсов производитс  сдвиг на 1 разр д влево в сдвиговых регистрах 5 коэффициентов числител , Значени  коэффициентов числител  и знаменател , операндов, результатов представл ютс  в устройстве в позиционной системе счислени  с основанием.2 суммой р да в общем - P-i x.ZfV- где ,0,1 - дл  значений результата; g 0,1 - дл  коэффициентов и операндов .

Claims (1)

1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее (п + 1) узлов вычисления итерационной переменной (η - степень полинома), регистр результата и регистр аргументов, причем i-й узел вычисления итерационной переменной (i=0, п-1) содержит сумматор, регистр коэффициентов числителя и первую группу элементов И, выходы сумматора ΐ-го узла вычисления итерационной переменной соединены с информационными входами регистра коэффициентов числителя этого узла, выходы регистра коэффициентов числителя ΐ—го узла вычисления итерационной переменной - с первой группой информационных входов сумматора этого узла, вторая группа информационных входов сумматора - с выходами элементов И первой группы ΐ-го узла вычисления итерационной переменной, первые входы элементов И первой группы ΐ-го узла вычисления итерационной переменной соединены с выходами разрядов регистра аргументов, ац-й узел вычисления итерационной переменной содержит сумматор-и регистр коэффициентов, причем выходы сумматора η-го узла вычисления итерационной переменной соединены с информационными входами регистра коэффициентов вычислителя этого узла, выходы регистра коэффициентов числителя и-го узла вычисления итерационной переменной соединены с первой группой информационных входов сумматора этого узла, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности вычисления дробно-рациональной функции, в него дополнительно введены генератор тактовых импульсов, счетчик и регистр константы, а j-й узел (j=1, п-1) вычисления итерацион-. ной переменной дополнительно содержит регистр коэффициентов знаменателя, вторую и третью группы элементов И, n-й узел вычисления итерационной переменной дополнительно содержит первую и вторую группы элементов И и регистр коэффициентов знаменателя, а нулевой узел дополнительно содержит вторую группу элементов И и регистр коэффициентов знаменателя, выходы разрядов регистра коэффициентов знаменателя j-ro узла вычисления итерационной переменной соединены с первыми входами элементов И второй группы этого узла, вторые входы элементов И втррой группы соединены с выходом старшего разряда регистра коэффициента числителя нулевого узла, выходы элементов И второй группы j-го узла вычисления итерационной переменной соединены с третьей группой информационных входов сумматора этого узла, четвер,,_aSU „„1196856 тая группа информационных входов сумматора j-ro узла вычисления, итерационной переменной соединена с выходами элементов И третьей группы этого узла, первые входы которых соединены с выходами разрядов регистра константы,вторые входы элементов И третьей группы j-ro узла вьгчисцения итерационной переменной соединены с выходом старшего разряда регистра коэффициентов числителя этого узла, а выходы разрядов регистров коэффициентов знаменателя п-Ьб узла вычисления итерационной переменной - с первыми входами элементов И первой группы этого узла, вторые входы которых соединены с выходом старшего разряда регистра коэффициентов числителя нулевого узла, выходы элементов И первой группы η-го узла вычисления итерационной переменной с второй группой информационных входов сумматора этого узла, третья группа информационных входов сумматора соединена с выходами элементов И второй группы η-го узла вычисления итерационной переменной, первые входы которых соединены с выходами разрядов регистра констант, вторые входы элементов И второй группы η-го узла вычисления итерационной переменной соединены с выходом старшего разряда регистра коэффициентов числителя этого узла, а выходы разрядов регистров коэффициентов знаменателя нулевого узла вычисления итерационной переменной - с первыми входами элементов И второй группы этого узла, вторые входы которых соединены с выходом старшего разряда коэффициентов числителя нулевого узла вычисления итерационной переменной, выходы элементов И второй группы этого узла соединены с третьей группой информационных входов сумматора нулевого узла, выход старшего разряда регистра коэффициентов числителя К-го узла вычисления итерационной переменной (К = 1,п) соединен с вторыми входами элементов И первой группы (К-1) узла вычисления итерационной переменной, а прямой выход генератора тактовых импульсов соединен с третьими входами элементов И первой, второй, третьей групп j-ro узла вычисления итерационной переменной, с третьими входами элементов И первой и второй групп нулевого и п~го узлов, инверсный выход генератора тактовых импульсов соединен с синхронизирующими входами регистров коэффициентов числителя всех узлов вычисления итерационной переменной и входом синхронизации регистра результата, информационный вход которого соединен с выходом старшего .разряда регистра коэффициента числителя нулевого узла, синхронизирующий вход которого соединен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом разрешения- генератора тактовых импульсов, а установочный вход счетчика соединен с входом запуска устройства.