SU1510097A1 - Устройство дл преобразовани непозиционного кода в позиционный код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в быстродействующих вычислительных устройствах, функционирующих в модул рной системе счислени , дл  реализации различных немодульных операций, таких, как деление, умножение дробей, масштабирование, перевод чисел в двоичную систему счислени , а также в системах цифровой обработки сигналов, включа  позиционные, дл  масштабировани  чисел вместе с преобразованием результата масштабировани  в позиционный код. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет выполнени  масштабировани . В устройство, содержащее группу блоков 5.1-5.K хранени  констант, группу блоков 8.1-8.N суммировани  вычетов по модулю P, группу сумматоров 10.1-10.N по модулю P, вспомогательный регистр 11, регистр 13 младшей цифры, группу счетчиков 14.1-14.N-1 и блок 15 формировани  переносов, введены элемент 3 задержки, блок 4 вычислени  интервального индекса числа, регистр 6, блок 7 суммировани  вычетов по модулю P, блок 9 пам ти поправок масштабировани  и реверсивный счетчик 12 с соответствующими св з ми. 1 ил.

Description

i

3 . 1510097 чисел в двоичную систему счислени , а также в системах цифровой обработки сигналов, включа  позиционные, дл  масштабировани  чисел вместе с преобразованием результата масштабировани  в позиционный код. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет выполнени  масштабировани . В устройство, содержащее 10 группу блоков 5.1-5.k хранени  коне- - тант, группу блоков 8.1-8.П суммировани  вычетов по модулю Р, группу сум-.

маторов 10.1-10.п по модулю Р, вспомогательный регистр 11, регистр 13 младшей цифры, группу счетчиков 14.1- 14.П-1 и блок 15 формировани  переносов , введены элемент 3 задержки, блок 4 вычислени  интервального индекса числа, регистр 6, блок 7 суммировани  вычетов по модулю Р, блок. 9 пам ти поправок масштабировани  и реверсивный счетчик 12 с соответствующими св з ми. 1 ил..

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в быстродействующих вычислительных устройствах, функционирующих в модул рной системе счис- лени  дл  реализации различных немодульных операций, таких как деление, умножение дробей, масштабирование, перевод чисел в двоичнзпо систему счислени  а также в системах цифровой обработки сигналов (цифровых фильтрах, процессорах БПФ и т.п.) включа  позиционные, дл  масштабиро-

вани  чисел вместе с преобразованием результата масштабировани  в позици- (Онный код.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет выполнени  масштабировани .

На чертеже представлена схема устройства дл  преобразовани  непозиционого кода в позиционный код.

Устройство содержит вход 1 номера масштаба устройства, группу входов 2.1, 2.2, ..., 2.k модул рного кода устройства, элемент 3 задержки, блок 4 вычислени  интервального индекса числа, группу 6JIOKOB 5.1, 5.2, ..., 5.k хранени  констант, регистр. 6, блок 7 суммировани  вычетов по модулю :Р, группу блоков 8.1, 8.2, ..., 8.п суммировани  вычетов по модулю Р, бло 9 пам ти поправок масштабировани , группу сумматоров 10,1,10.2, ..., 10.П по модулю Р, вспомогательный регистр 11, реверсивный счетчик 12, регистр 1.3 младшей цифры, группу Счетчиков 14.1, 14.2, ..., 14.П-1, блок 15 формировани  переносов, группу выходов 16.1, 16.2, ..., 16,п.

Здесь и далее используютс  следующие обозначени : k - число оснований

модул рной системы счислени , п - количество цифр Р-ичного кода числа, Р - основание позиционной системы счислени  ( 2+1, T logjk через ЗХtобозначаетс  наименьшее число , не меньшее X), т,...,т основани  модул рной системы счислени ,  вл ющиес  взаимно простыми числами, D -тМ 15.1,... ,niM( } диапазон моду i;

л рной системь счислени , М, П тл-,

вспомогательный модуль, выбирае- мьй из условий , m,2m,+k-2, n Jlogp mM.i/S,H С , 8„„„ т1п5д, S - набор масштабов, 1 е 0,1,... L-1 , L - число используемых масштабов ,

Элемент 3 задержки представл ет собой цепочку из Т последовательно соединенных регистров разр дностью jlog,Lt бит, при этом вход первого и вьЕход последнего из регистров элемента 3 задержки  вл ютс  соответственно входом и выходом элемента 3 задержки .

Блок 7 суммировани  вычетов осуществл ет сложение за Т тактов наборов из k-1 вычетов по модулю Р вместе с формированием числа переполнений. Блок 7 имеет Т-каскадную конвейерную структуру.

Блоки 8.1, 8.2, ..., 8.П-1 суммировани  вычетов имеют (Т+1)-каскадную конвейерную структуру и осуществл ют сложение за (Т+1) -тактов наборов из k вычетов по модулю Р с формированием числа переполнений, а блок 8.п осуществл ет сложение за (Т+1) тактов наборов из k вычетов по модулю Р без

формировани  числа переполнений. Блоки 8.1, 8,2, .,., 8.П суммировани  вычетовреализуютс  аналогично

515

блоку 7, отличие состоит лишь в том, что вычет набора поступает на заключительном (Т+1)-м такте во входной регистр последнего каскада.

Блок 4 вычислени  интервального индекса числа служит дл  определени  по входному модул рному коду (с, ,с(,.

,...,о(.) числа Лев машинного интервального индекса числа А по форму ле

-1

i(A)|r|-l«i -jiL/5ij

i( m, I

m,

m.

m,

(1)

где c/( |Alm,-через Ylr обозначаетс  наименьпшй неотрицательньй вычет, сравнимый с величиной Y по модулю:

, k-1 «(-т/™ 2, ..., k. Структурно блок 4 аналогичен блоку суммировани  вычетов по модулю m,.

Блок 5.2, (,2....,k) вьшолнен на основе посто нного запоминающего устройства, обладающего емкостью ,- Ро|гг.гИ: /слон, разр дность

которых составл ет (п+1) бит. В пам ть блока 5.1 по адресу ef + . 1

записьшаетс  набор констант

VI I 1 X /Ч I

./0/; ,1) , ci , ,..., (l

1-k-1).

Г

р, если X : Шд

l.

....,1.

Блок 9 пам ти поправок масштабировани  реализуетс  на основе, посто нно го запоминающего устройства, обладаю .,PC

щего емкостью 2 двухразр дных слов, в его пам ть по адресу X +

3 foo-, р с +2 - Y записываетс  пара двух- значных величин у ))

Г 1, если- W. ,+w

в 1 о, в остальных случа х.

С

U.

если V .,+w 0

в остальных случа х.

де

,(i) Г ,v-i I Ml k.i -cl-l m;fSvl o - -s -J .

(2)

a 1

.HI

-dl

«( I , . . . , / - цифры Р-ИЧНОГО

представлени  числа, которые определ ютс  следующим образом:

J 1 --H-J I k- Si j UP/ Sj

P

(3) / В пам ть блока 5.k по адресу X +

focf 1ТЦ,С

+2 - 1 записываетс  набор констант

(Ь)

U)

(),

v,(x,i) , с/7,.... ;

где

25

,( PlX-Mu -i S l ,

J

i

если X ; m,

лА

Х-Шо , если X тр

(4)

of , , 0 V h цифры Р-ИЧНОГО

представлени  числа, которые опреде- 35 л ютс  следующим образом:

I

р, если X : Шд

...,1.

45

где

W ,

W

Ш

Г 2IX+YlP+k-11- L

50.

55

Х,У е 0,1,...,Р-1) , через Х обоз- начаетс  ближайшее к X целое число.

Сумматор 10.1 (,2,...,п)  вл етс  сумматором по модулю Р с форми- рованием признака переполнени  и признака равенства суммы вычету (Р-1). Сумматор 10.1 может быть вьшолнен так-j как в известном устройстве и формирует набор величины г,П,-,Н,;

где

Z (X+YIP,

„ Г х+у . ,

П. -p-J, , о, если .

1, если

10

X С Jo,1....,k-2 , Y e U,1....,P-1}.

Блок 15 служит дл  формировани  по входным величина  П П, Н, П,,, Н f,, значений переносов ,- 15 в (1+1)-й разр д Р-ичного кода числа (,2п-1).

j4, nj.vn-., -H.v...vn,H,H,...

...Hj,

,3,..0,n-t.

Блок 15 может быть реализован так, как в известном устройстве.

Устройство работает следующим образом .

На первом такте работы устройства цифра о, ; модул рного кода числа Ае D с входа 2oi устройства посту- пает на первый адресный вход блока 5.1 пам ти дл  хранени  констант, на второй адресный вход которого с входа 1 устройства поступает номер 1 требуемого масштаба Sj. Из пам ти блока 5.1 считываетс  набор констант, компоненты которых определ ютс  соотношени ми (2) и (3). Величины и i. с первого и (j+1)-ro (,2, ...,п) выходов блока 5-. 1 поступают соответственно в блоки 7 и 8.j суммировани  вычетЬв через 1-е их входы.

Одновременно с этим на первом такт номер 1 масштаба S j с входа 1 устройства передаетс  в элемент 3 задержки, а модул рньй код (с/,-... ,с() числа, подлежащего масштабированию, посту- пает в блок 4 вычислени  интервального индекса числа, который, реализу  формулу (1), по истечении Т-го такта на своем выходе сформирует машинный интервальный индекс l(A) числа.

На (T+D-M такте работы устройства величины 1(А) и 1 выхода блока 4 и выхода элемента 3 задержки подаютс  соответственно на первый и второй адресные входы блока 5.k, из пам ти которого считываетс  кабор констант У.ц(1(А),1) компоненты которого опре0

5

0

5

0 5 0

д

,

дел ютс  соотношени ми (4) и (5).

При этом величина о с первого выхода

блока 5.k передаетс  в регистр 6, а

величина (j 1,2п) с (j + 1)го выхода блока 5.k поступает в регистр Т-ого каскада блока 8.j суммировани  вычетов через k-й его вход. Одновременно с этим по истечении (Т+ +1)-го такта на выходах суммы и переполнени  блока 7 будут сформированы соответственно величины Гд и q

На (Т+2)-м такте величина q с выхода переполнени , блока 7 передаетс  в реверсный счетчик 12 через его ин- формационньш вход, а вычеты d е с выхода регистра 6 и г с выхода суммы блока 7 подаютс  соответственно на первый и второй адресные входы блока 9 пам ти поправки масштабировани , на первом и втором выходах блока 9 вьфа- батываютс  признаки у и г , значение которых определ етс  соотношением (6). Величины f и р поступают соответственно на инкрементнь1Й и декрементный счетные входы реверсивного счетчика 12, в результате чего в нем формируетс  величина 4,,+ у, представл юща  собой поправку Г. Кроме того, по. истечении (Т+2)-го такта на выходах суммы и переполнени  блока 8 суумро- вани  вычетов будут сформированы величины г ; и q ..

На (Т+3)-и такте величина Г с выхода реверсивного счетчика 12 поступает на вход сумматора 10.1, величина гу( j 1,2,... ,п) с выхода суммы блока 8. j поступает на вход сумматора 10. j а величина qj(,2,...,п-1) с выходд .переполнени  блока 8.1 передаетс  на первьй вход сумматора 10.1+1. Сумматор 10о1, складыва  по модулю Р вычеты Г и г, находит значение а, первой (младшей) цифры Р-ичного кода числа А g,  вл ющегос  целочисленной оценкой дроби A/S(, а также формирует признак переполнени  П.,. Величина а, выхода суммы сумматора 10.1 пересыпаетс  в регистр 13«

Сумматор 10.j (,3,...n), скла- дьша  по модулю Р вычеты q .., и г;, находит неточное значение 3 j j-и цифры Р-ичного кода числа А, а также формирует признак переполнени  П . и (признак равенства суммы а.- вычету

ЧР-1) - Н;.

Величины а

2

i

, а с выходов

10

15

20

30

суммы сумматоров 10.2, 10.3, ..., 10.п передаютс  соответственно в. счетчики 14.1, 14.2у ..., l4.n-1 через информационные их входы, а признаки П„ , П, H.J, .,,, П„., Н„,, запоминаютс  во вспомогательном регистре 1 1 .

На заключительном {Т+4)-м такте работы устройства признаки Н и П| с выхода регистра 11 подаютс  на вход блока 15,. который на 1-м своем вьпсоде формирует значение переноса f р в (1+1)-й разр д Р-ичного кода числа.

Величина П с первого выхода вспомогательного регистра 11 и величины Dj , f n выходов блока 14 поступают соответственно на счетные входы счетчиков 14.1, 14.2, ...,. I4.n-1o После коррекции содержимого счетчика 14.1 в нем будет получена (1+1)-  цифра а,-, Р-ичного позиционного кода числа А0. Искомые значени  цифр а, а, ..., а снимаютс  соот- 25 ветственно с выходов 16.1, 16.2, ..., 16.п устройства и на этом операци  масштабировани  числа с переводом результата в Р-ичный код заканчиваетс .

Благодар  конвейерной структуре предлагаемого устройства выполнение в нем новой операции масштабировани  может быть начато уже на втором так- те текущей операции. Таким образом,

Claims (1)

1. входные данные могут поступать еже- тактно.о Формулаиз обретени 

   Устройство дл  преобразовани  непозиционного кода в позиционный код, содержащее группу из k блоков хранени  констант (k - число модулей системы счислени , группу из ц блоков суммировани  вьиетов по модулю Р (п - количество цифр Р-ичного хода числа), группу из п сумматоров по модулю Р, вспомогательный регистр, регистр младшей цифры, группу из п-1 счетчиков и блок формировани  переносов, причем группа входов модул рного кода устройства соединена с первыми адресными входами соответствующих блоков (хранени  констант, кроме старшего группы, j-й выход (.f 2,3,...,п+1) 1-го блока хранени  констант группы (,2,...,k) подклю- чен к 1-му входу (j-l)-ro блока суммировани  вычетов по модулю Р группы , выход суммы (j-l)-ro блока суммировани  вычетов по модулю Р груп35

   40

   45

   50

   0

   5

   0

   0

   5

   5

   0

   5

   0

   пы соединен с входом первого слагаемого (j-l)-ro сумматора по модулю Р группы, йход второго слагаемого М-го сумматора по модулю Р группы соединен с выходом переполнени  (М-1)-го блока суммировани  вычетов по мoдyJ ю Р группы (,3,.,.,п), выход суммы первогб сумматора по модулю Р группы соединен с входом регистра младшей цифры, выход суммы М-го сумматора по модулю Р группы соединен с информационным входом (М-1)-го счетчика, выход признака переполнени  первого сумматора по модулю Р группы, выходы признака переполнени  и признака равенства суммы (Р-1) 1-го сумматора по модулю Р группы (,3,...,п-1) соединены соответственно с входами разр дов вспомогательного регистра, выход первого разр да которого соединен со счетным входом первого счетчика группы, выходы разр дов, кроме первого, вспомогательного регистра соединены соответственно с входами блока формировани  переносов, выходы которого соединены соответственно со счетными входами счетчиков группы, кроме первого-, выходы регистра младшей цифры и выходы счетчиков группы  вл ютс  группой выходов устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет выполнени  масштабировани , оно содержит элемент задержки , блок вычислени  интервального индекса числа, регистр, блок суммировани  вычетов по модулю Р, блок пам ти поправок масштабировани  и реверсивный счетчик, причем вход номера масштаба устройства соединен с входом элемента задержки и с вторыми адресными входами блоков хранени  констант, кроме старшего, группы, группа входов модул рного кода устройства соединена с соответствующими входами блока вычислени  интервального индекса числа, выход которого и выход элемента задержки соединены соответственно с первым и вто рым адресными входами старшего блока хранени  констант группы, вход регист- ра соединен с первым выходом k-ro блока хранени  констант группы, пер- вьй выход S-ro блока хранени  конс- ,тант группы соединен с S-м входом блока суммировани  вычетов по модулю Р (, 2, ..., k-1), выход регистра и выход суммы блока суммировани  выП151009712

   четов по модулю Р соединены соответст-ционный вход которого соединен с вывенно с первым и вторым адреснымиходом переполнени  блока су14тровани 

   входами блока пам ти поправок масшта-вычетов по модулю Р, выход реверсивбировани , первый и второй выходы ко- -ного счетчика соединен с входом втоторого подключены соответственно к ин-рого слагаемого первого сумматора по

   крементному и декрементному счетныммодулю Р группы, входам реверсивного счетчика, информа