SU1262490A1

SU1262490A1 - Цифровое логарифмирующее устройство

Info

Publication number: SU1262490A1
Application number: SU853861743A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Гречухин; Валерий Анатольевич Грачев; Валерий Васильевич Королев; Виктор Павлович Семенов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2962
Priority date: 1985-01-02
Filing date: 1985-01-02
Publication date: 1986-10-07

Abstract

Изобретение относитс к области цифровой вычислительной техники. Цель изобретени - повышение быстродействи . Ц ровое логари Фгческо устройство содержит N-разр дный ре- гистр, блок выделени старшего значащего разр да, в кото1%1й вход т (N-1) элементов И, (К-1) элементов НЕ и (N-2) элементов ИЛИ, блок формировани мантиссы, в вход т m элементов ШШ, где ,..,, N-3, m групп элементов И, кажда из которых состоит из (m4-l) элементов К, Шифратор, блок посто нной пам ти мантиссы, блок посто нной пам ти основани и умножитель. В данном устройстве повышение быстродействи осуществл етс за счет того, что формирование характеристики и ман- тиссы логарифма по основанию два при нормализации входного кода производитс одновременно на комбинационных элементах, KOfOfMe соединены так, что увеличение разр дности входного о кода на один разр д приводит к уве- . личению.на один элемент И, ИЛИ и ин- (Л вертор при формировании характерис- У тики логарифма, а при формировании Cm мантиссы логарифма количество элемен- ,. тов определ етс требуемой точностью.. 2 ил ю iNd 4ib СО

Description

Устройство относитс к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано в арифметических устройствах и дл сжати динамического диапазона в устройствах цифровой обработки сигналов

Целью изобретени вл етс повышение быстродействи ,

Нафиго 1 представлена функциональна схема цифрового логарифми- . ческого устройства; на фиг. 2 - график значений масштабных коэффициентов log 2 как функции а.

Цифровое логарифмирующее устройство содержит N разр дный регистр 1 блок 2 вьщелени старшего значащего разр да, блок 3 формировани мантиссы , В блок 2 вьщелени старшего значащего разр да вход т элементы И 4-7, элементы НЕ 8-11, элементы ИДИ 12-14о В блок 3 формировани мантиссы вход т элементы И 15-21, злементы ИЛИ 22 и 23. Устройство также содержит шифратор 24, блок 25 посто нной пам ти мантиссы, блок 26 посто нной пам ти основани и умножитель 27 :

Алгоритм работы предлагаемого устройства описываетс выражением

log M logbMlog b, О) где loggM - логарифм числа М по основанию Q ;

log М - логарифм числа М по основанию Ь ;

logyЪ - логарифм числа Ъ по основанию а .

Выражение (Опозвол ет вычислить логарифм числа М по любому наперед заданному основанию.

Дл предлагаемого устройства число М вл етс числом, представленным в классе целых чисел в двоичной системе счислени . Дл этого случа вычислени провод тс при , тогда выражение {1) принимает вид

1ойдМ 1ов2М log 2« .(2)

Из выражени (2) видно, что дл вычислени необходдаго вычислить логарифм числа М по основанию два и полученное значение умножить на масштабный коэффитдаент , который преобразует логарифм числа М по основанию два в логарифм числа М по заданному основанию, а . Масштабные коэффициенты - дл различных значений а записываютс в блок 26, Число этих коэффициентов определ етс исход из требуемого

количества различных значений масштаба . Выборка того или иного значени масштабного коэффициента из блока 26 Определ етс установкой на его входе 5 значени о. , соответствующего выбранному значению масштабного коэффициента .

На фиг, 2 приведены в,виде графика значени масштабных коэффициентов

o как функции q . Приведенна зависимость позвол ет выбрать любое значение масгатабного коэффициента при изменении а от ,i до 7в

Устройство работает следзпощим обS разом.

Код входного числа записываетс в регистр 15 Старший значащий разр д входного кода проходит через элемент И на вход шифратора 24 и од-

0 новременно блокирует прохождение значап их младших разр дов через соответствук цие элементы И блока 2 за счет подачи на первые входы младших разр дов элементов И блока 2 напр 5 жени логического нул . В .результате на выходе шифратора 24 сформируетс

код, соответствующий характеристике логарифма входного кода по основанию два,

, Формирование мантиссы логарифма по основанию два осуществл етс например так: если старший значащий разр д будет третий, то с выхода элемента И 5 на первые входы элементов И 19 и 20 даетс раз решение на прохождение входного кода первого и второго разр дов регистра 1 на входы первого и второго разр дов блока 25( В результате на выходе 0 блока 25 сформируетс код мантиссы логарифма пооснованию два, определ емый двум двоичными разр дами входного кода

5 lia выходе блока 26 сформирован код логарифма числа два по заданному (выбранному)основанию Выходное значеине кода, соответствук цее логарифму входного кода по заданному

основанию, формируетс как произведение логарифма входного кода по осг нованию два и кода логарифма числа два по заданному основанию,

Рассмотрим работу устройства на

конкретном примере дл случа , . Задаем входаой код М 11110 ,1 (записано в двоичной системе счислени ).

Число 11110 записываетс в регистр 1о На вход шифратора 24 через блок 2 проходит только единица с выхода п того разр да регистра ) , На выходе шифратора 24 сформируетс код характеристики логарифме числа 11110, равной 100о Эта же единица с выхода п того разр да регистра 1 разрешает прохождение единиц четвертого и третьего разр дов регистра 1 через элементы И 15 и 16, что приводит к наличию на обеих входах блока 25 единиц Наличие на обеих входах блока 25 единиц обуславливает вывод из блока 25 кода мантиссы числа 11110, равного 0,11001. В результате на первом входе умножител будет код 100,11001 о

Выбранное значение числа Q , равное 1,100, поступает на входы блока 26, что приводит к выводу из этого блока кода 1,11001, который поступает на второй вход умножител 27 На выходе умножител получаетс результат 100,10001

Технико экономическа эффективность изобретени заключаетс в повышении быстродействи устройства за счет того, что формирование характеристики и мантиссы входного кода по основанию два производитс на комбинационных элементах, причем соединенных таким обсазом. что увеличение разр дности и точности не приводит к резкому увеличению числа элементов„

Claims

Формула изобретени

Цифровое логарифмирун цее устройство , содержадее регистр, блок пост- нной пам ти мантиссы, блок посто; нной пам ти основани , умножитель, причем вход аргумента устройства соединен с входон регистра, вход основани устройства соединен с адресным входом блока посто нной пам ти основани , выход которого соединен с первым входом умножител , выход которого вл етс выходом устройства . отличающеес тем, что, с цельто повышени быстродействи , в него введены шифратор.

блок выделени старшего значащего разр да, содержащий (N-l) элементов И, где N - количество разр дов регистра, равное разр дности аргумента , (N-1) элементов НЕ, (N-2) элементов liTM и блок формировани мантиссы , содержащей m элементов ИЛИ, где ,,oo,N-3, и m групп элементов И, кажда из которых состоит из (m+l) элементов И, причем выход первого разр да регистра соединен с первым входом второго элемента И блока выделени старшего значащего разр да , вход которого соединен с нулевым входом шифратора, выход k-ro разр да регистра, где ,о,N-1, соединен с первыми входами (k+l)-ro элемента И и k-ro элемента ИЛИ блока выделени старшего значащего разр да, выход которого соединен с вторым входом (k-l)-ro элемента ИЛИ и через k-й элемент НЕ с вторым входом k-ro элемента И блока выделени старшего значащего разр да, выход которого соединен с (k-i)-M входом шифратора, вход И-го разр да регистра соединен с N-M входом шифратора и через N-й элемент НЕ с вторым входом N-ro элемента И блока выделени старшего значащего разр да, выход которого соединен с (К)-м входом шифратора, при этом вход младшего разр да блока пам ти мантиссы соединен с выходом ш-го элемента ИЛИ блока формировани мантисол, входы которого соединены с выходами (m+l)-x элементов И т-й группы блока формировани мантиссы, выходы с первого по т-й разр дов регистра соединены с первыми входами элементов И т-й группы блока формировани мантиссы соответственно, вторые входы которых объединеиы с входами с (Н-ш) по (N-l) разр дов шифратора, выход N-ro разр да регистра соединен с первым входом (m+l)-го элемента И т-й групгы блока формировани мантиссы, второй вход которого соединен с выходом (т+1)-го разр да регистра, выходы шифратора соединены со старшими раэр даю второго вх.ода умножител , мла/щие разр ды второго входа умножител соединены с выходами блока посто нной пам ти мантиссы.