SU1566340A1 - Device for division of numbers with floating point - Google Patents

Device for division of numbers with floating point Download PDF

Info

Publication number
SU1566340A1
SU1566340A1 SU884467617A SU4467617A SU1566340A1 SU 1566340 A1 SU1566340 A1 SU 1566340A1 SU 884467617 A SU884467617 A SU 884467617A SU 4467617 A SU4467617 A SU 4467617A SU 1566340 A1 SU1566340 A1 SU 1566340A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
mantissa
inputs
counter
Prior art date
Application number
SU884467617A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Селезнев
Original Assignee
Институт Полупроводников Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Полупроводников Ан Усср filed Critical Институт Полупроводников Ан Усср
Priority to SU884467617A priority Critical patent/SU1566340A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1566340A1 publication Critical patent/SU1566340A1/en

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах и системах управлени , в которых примен етс  поразр дна  передача операндов. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет делени  ненормализованных исходных операндов и повышени  достоверности вычисл емых результатов. Устройство выполн ет операцию делени  как с нормализованными, так и с ненормализованными числами в форме с плавающей зап той, мантиссы которых формируютс  вне устройства, например в преобразовател х поразр дного уравновешивани , и поступают последовательно старшими разр дами вперед на входы устройства, чем обеспечиваетс  достижение поставленной цели. Изобретение также позвол ет совмещать во времени процессы поразр дного ввода и вычислени  частного, вследствие чего значительно экономитс  врем  на получение результата операции делени  чисел. Устройство содержит блок делени , сумматор пор дков, два дешифратора, триггер, регистр управлени , элемент ИЛИ, счетчик нормализации, сумматор нормализации, блок сравнени , регистр пор дка частного, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два регистра мантиссы делимого, два коммутатора, распределитель импульсов, триггер делимого, триггер делител , счетчик разр дов мантиссы, счетчик и элемент И , которые соединены между собой соответствующим образом. 1 ил.The invention relates to computing and can be used in digital computers and control systems that use bitwise transmission of operands. The purpose of the invention is to expand the functionality of the device by dividing the unnormalized source operands and increasing the reliability of the calculated results. The device performs a division operation with both normalized and non-normalized floating-point numbers, the mantissa of which are formed outside the device, for example, incremental balance equipments, and are passed successively higher bits ahead of the device inputs, which ensures achievement of the set goals The invention also makes it possible to combine in time the processes of the bit input and the calculation of the quotient, as a result of which the time for obtaining the result of the division of numbers is saved. The device contains a division block, an adder of orders, two decoders, a trigger, a control register, an OR element, a normalization counter, a normalization adder, a comparison block, a private order register, two EXCLUSIVE OR elements, two divisible mantissa registers, two switches, a pulse distributor, the trigger of the dividend, the trigger of the divider, the counter of the bits of the mantissa, the counter and the element AND, which are interconnected in an appropriate way. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к вычислитель- 1ной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах дл  делени  чисел в форме с плавающей зап той.The invention relates to computing technique and can be used in digital computers for dividing floating-point numbers.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет делени  ненормализованных исходных операндов и повышение достоверности вычисл емых результатов.The purpose of the invention is to expand the functionality of the device by dividing the unnormalized source operands and increasing the reliability of the calculated results.

На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  делени  чисел в форме с плавающей зап той.The drawing shows a block diagram of a device for dividing floating-point numbers.

Устройство содержит входы 1 и 2 мантиссы делимого, элемент ИСКЛЮЧАЮ- ИЛИ 3, первый регистр 4 мантиссы делимого, первый комм гатор 5, второй регистр Ь мантиссы лепимого, второй коммутатор 7, - ЧРМГНТ ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, РХОДЫ ° и 10 мантиссыThe device contains the inputs 1 and 2 of the divisible mantissa, the EXCLUSIVE-OR element 3, the first register 4 of the divisible mantissa, the first commutator 5, the second register b of the letima mantissa, the second switch 7, the PRMGNT EXCLUSIVE OR 8, the ROKES ° and the 10 mantissa

елител , триггер 11 делимого, тригер 12 делител , распределитель 13 мпульсов, вход 14 синхронизации, лок 15 делени , первый дешифратор 16, риггер 17, регистр 18 управлени , ходы 19 и 20 мантиссы частного, элеент ИЛИ 21, блок 22 сравнени , выход 23 сигнала конца операции, регистр 24 ор дка частного, сумматор 25 норма- изации, счетчик 26 нормализации, элемент И 27, выходы 28-28ппор дка частного, сумматор 29 пор дков, вхоы 30-ЗО и пор дков делимого и делител  соответственно, счетчик ,, 32 разр дов мантиссы, второй дешифратор 33 и счетчик 34.solitel, trigger 11, dividend, trigger 12 divider, distributor 13 mpuls, synchronization input 14, lock 15 division, first decoder 16, rigger 17, control register 18, moves 19 and 20 of the mantissa of the private, element 21, comparison block 22, output 23 signal of the end of the operation, register 24 or d of private, adder 25 of normalization, counter 26 of normalization, element 27, outputs 28-28pp dv of private, adder 29 times, inputs 30-ZO and orders of divisible and divisor, respectively, counter, , 32 bits of mantissa, second decoder 33 and counter 34.

Регистры 4,6.и 18 выполнены сдвига- Лщими, разр дность которых равна га 1 (m-разр дность мантисс) . -The registers 4, 6, and 18 are made of shifts, which are equal to ha 1 (m-mantiss). -

Блок 15 делени  можно построить, например, с помощью регистров делимого и делител , блока суммировани , регистра частного, триггера, дешифратора и элемента ИЛИ. Этот извест- 25 ный блок предназначен дл  делени  последовательно поступающих, начина  со старших разр дов, мантисс операндов , представленных в избыточной двоичной системе.счислени  с цифрами 1,0 и -1. В каждом цикле вычислений (где ,2,3...) такой блок при последовательном поступлении на его входы разр дов мантисс операндов с весом формирует на своих выходах разр ды мантиссы частного с весом 35 , т.е. разр ды мантиссы частного вычисл ютс  с запаздыванием на три цикла. При этом обеспечиваетс  совмещение во времени процессов поразр дного ввода мантисс операндов и их обработки.The division block 15 can be constructed, for example, using the dividend and divisor registers, the summation block, the private register, the trigger, the decoder and the OR element. This known block is intended to divide successively incoming, starting with the higher bits, mantis operands represented in the redundant binary system. Numerals with numbers 1.0 and -1. In each cycle of computations (where, 2,3 ...) such a block, when successively arriving at its inputs, of the mantis bits of operands with a weight, forms at its outputs the bits of the mantissa of a quotient with a weight of 35, i.e. bits of the mantissa of the quotient are computed with a delay of three cycles. In this case, it is ensured that the processes of random input of mantis operands and their processing are combined in time.

Цифры избыточной двоичной системы, с помощью которых представл ютс  раз р ды мантисс исходных операндов и частного, изображены кодом канонической двоичной системы. Так, цифре -1 соответствует наличие сигнала логической единицы на входах 1 или 9 или на выходе 19.. Цифре 1 соответствует 50 наличие сигнала логической единицы на входах 2 или 10 или на выходе 20. Цифре 0 соответствует либо отсутствие сигнала логической единицы на входах 1 и 2 или 9 и 10, а также на выходах 55 19 и 20, либо наличие такого сигнала на каждом входе и выходе перечисленных пар. Другими словами, цифра ОThe digits of the redundant binary system, by which the mantis series of the source operands and the quotient are represented, are represented by the code of the canonical binary system. Thus, the number -1 corresponds to the presence of a signal of a logical unit at inputs 1 or 9 or at output 19 .. To figure 1 corresponds to 50 the presence of a signal of a logical unit at inputs 2 or 10 or at output 20. Number 0 corresponds to either the absence of a signal of a logical unit at inputs 1 and 2 or 9 and 10, as well as at the outputs of 55 19 and 20, or the presence of such a signal at each input and output of the listed pairs. In other words, the number O

30thirty

, ,

5 5 5 5

50 55 50 55

00

может быть представлена двоичным кодом 00 либо 11 .can be represented by the binary code 00 or 11.

Дешифратор 16 служит дл  распознавани  первого значащего разр да мантиссы частного.The decoder 16 serves to recognize the first significant bit of the mantissa quotient.

Блок 22 сравнени  представл ет собой стандартную схему сравнени  чисел, рыполн ющую сравнение вычисл емого значени  пор дка частного с величиной минимального пор дка, при котором формируемое частное можно считать равным нулю. Величина такого минимального пор дка заранее известна и равна -2Ь 1 (где п -1 - разр дность пор дка без учета знакового разр да). Дл  представлени  пор дков операндов и частного используетс  каноническа  двоична  система счислени . Значени  пор дков представл ютс  со знаком с помощью дополнительного кода.Comparison unit 22 is a standard number comparison scheme that completes the comparison of the calculated value of the private order with the minimum order at which the generated quotient can be considered equal to zero. The magnitude of such a minimum order is known in advance and is equal to -2L 1 (where n -1 is the order of magnitude without taking into account the sign bit). The canonical binary number system is used to represent the order of operands and quotients. The order values are represented with a sign with an additional code.

В качестве сумматоров 25 и 29 могут быть использованы стандартные п - разр дные двоичные сумматоры комбинационного типа. Оба сумматора служат дл  выполнени  операции вычитани  с учетом знаков слагаемых. Сумматор 29 вычисл ет разность пор дков делимого и делител . Дл  этого у сумматора 29 все п входов второго слагаемого, подключенных к входам 31.,- 31 „пор дка делител ,  вл ютс  инвертирующими, а на вход переноса младшего разр да этого сумматора подаетс  сигнал логической единицы. Сумматор 25 определ ет разность между числом на выходе сумматора 29 и содержимым счетчика 26. Дл  этого все п входов первого слагаемого сумматора 25 также  вл ютс  инвертирующими (они подключены к выходам счетчика 26).As adders 25 and 29, standard p - bit binary combiners of the combination type can be used. Both adders serve to perform the subtraction operation, taking into account the signs of the terms. The adder 29 calculates the difference between the orders of the dividend and the divisor. For this, with the adder 29 all the n inputs of the second term connected to the inputs 31., - 31 "of the order of the divider, are inverting, and the signal of the logical unit is fed to the transfer input of the least significant bit of this adder. The adder 25 determines the difference between the number at the output of the adder 29 and the contents of the counter 26. For this, all n inputs of the first term of the adder 25 are also inverting (they are connected to the outputs of the counter 26).

Счетчик 26 нормализации - это стандартный п - разр дный реверсивный двоичный счетчик, исходное состо ние которого -4 в обратном коде.Normalization counter 26 is a standard n - bit reversible binary counter, the initial state of which is -4 in the return code.

Счетчики 32 и 34 представл ют собой обычные двоичные суммирующие счетчики , коэффициенты счета которых соответственно равны m + 1.Counters 32 and 34 are conventional binary summation counters, the counting coefficients of which are respectively m + 1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед выполнением операции делени  счетчика 32 и 34, все триггеры и регистры устройства устанавливаютс  в нулевое состо ние, а блок 15 и счетчик 26 - в исходное (цепи установки не показаны). Установка очередных 1-х разр дов мантисс операндов на входах 1,2 и 9,10 устройства в каждомBefore performing the operation of dividing the counter 32 and 34, all the triggers and registers of the device are set to the zero state, and the block 15 and the counter 26 to the initial state (the setting circuits are not shown). Installing the next 1 bits of mantis operands at the inputs 1,2 and 9,10 of the device in each

515515

i-м цикле вычислений происходит под действием синхронизирующих сигна- лоп с входа 14, а именно по спадающему фронту этих сигналов. Кроме того, синхронизирующие сигналы своими спа- даклцими фронтами выполн ют как сдвиги на один разр д в регистрах 4,6 и 18, так и запуски распределител  13. При обработке нормализованных и не рав- ньгх нулю операндов с по влением синхронизирующих сигналов с входа 14 на выходы 1,2 и 9,10 поразр дно поступают соответственно коды разр дов мантисс делимого и делител , начина  со старших разр дов. Одновременно с поступлением на входы 1,2 и 9,10 первых старших разр дов (с несом ) мантисс операндов их пор дки подаютс  на входы 30,- 31,- 31. Сумматор 29 вычисл ет разность поступивших пор дков с учетом их знаков. Полученна  разность с вькодов сумматора 29 выдаетс  на входы второго слагаемого сумматора 25 дл  последующих преобразований в соответствии со значени ми разр дов мантиссы частного, которые в каждом i-м цикле вычислений формирует на своих выходах блок 1 Последний производит вычислени  в каждом i-м цикле под управлением трех сигналов от распределител  13, который в свою очередь, под действием каждого i-rc синхронизирующего сигнала на своем запускающем входе вырабатывает следующие друг за другом и неперекрывающиес  во времени три необходимых блока 15 управл ющих сигнала.The i-th cycle of computations occurs under the action of synchronized signaling from input 14, namely, on the falling edge of these signals. In addition, the synchronizing signals with their spacaclet fronts perform both shifts by one bit in registers 4,6 and 18, as well as launches of the distributor 13. When processing normalized and non-zero operands with the appearance of synchronizing signals from input 14 At outputs 1, 2 and 9, 10, the bits of the divisible and divisor mantis bits, respectively, start from the higher bits, respectively. Simultaneously with the arrival of the first most significant bits (with a load) at the inputs 1,2 and 9,10, the mantis operands of their order are fed to the inputs 30, - 31, - 31. The adder 29 calculates the difference between the received orders taking into account their signs. The resulting difference from the codes of the adder 29 is output to the inputs of the second term of the adder 25 for subsequent transformations in accordance with the values of the bits of the quotient mantissa, which in each i-th calculation cycle forms at its outputs block 1 The latter performs calculations in each i-th cycle under control of three signals from the distributor 13, which, in turn, under the action of each i-rc clock signal at its trigger input produces three successive and non-overlapping in time three x 15 unit actuating signal.

При поступлении на входы 1,2 и 9,10 двоичных кодов первых старших знача- щих разр дов мантисс операндов элементами 3 и 8 на своих выходах вырабатываютс  сигналы логических единиц, которые устанавливают в единичное состо ние триггеры 11 и 12. Дешифратор 33 анализирует состо ни  триггеров 11 и 12 по синхронизирующим сигналам с входа 14 устройства. Причем на первом выходе дешифратора 33 сигнал логической единицы возникает тогда, когда в единичном состо нии находитс  триггер 11. По вление сигнала логической единицы на втором выходе дешифратора 33 происходит в том случае, когда триггер 11 находитс  в нулевом состо нии , а состо ние триггера 12 при этом может быть произвольным.When the binary codes of the first most significant bits of the mantis operands elements 3 and 8 are received at the inputs 1,2 and 9,10, logic unit signals are generated at their outputs, which set the triggers 11 and 12 to a single state. The decoder 33 analyzes the state flip-flops 11 and 12 on the synchronization signals from the input 14 of the device. Moreover, at the first output of the decoder 33, the signal of the logical unit occurs when the trigger 11 is in the single state. The appearance of the signal of the logical unit at the second output of the decoder 33 occurs when the trigger 11 is in the zero state, and the trigger state 12 it can be arbitrary.

Если оба триггера 11 и 12 наход тс  в единичном состо нии, то формироваIf both triggers 11 and 12 are in a single state, then the

5five

00

33

Q 5 о Q 5 o

Q ,- Q, -

5five

00

5five

4 0« 4 0 "

нне сигналов логически едишш на выходах дешифратора 33 HI, происходит. Дл  случа  нирмализсг лнных мантисс состо ние счетчика 34 остаетс  нулевым после прихода червых старших разр дов мантисс операндов и не измен етс  п процессе вычислений. Коммутаторы 5 и 7, име  на своих управл ющих входах нулевой двоичный код, к споим вькодам через свои первые информационные входы подключают выходы первых разр дов регистров 4 и 6, С выходов коммутаторов- 5 и 7 двоичные коды разр дов мантиссы делимого, задержанные с помощью регистров 4 и 6 на один цикл вычислений по отношению к цвоич- ным кодам разр дов мантиссы п.-штел , подаютс  на входы депимо1о хтока 15. Задержка разр дов мантиссы делимого необходима дл  правильного функционировани  блока 15, поскольку дл  него необходимо, чтобы делимое было меньше делител .No signals are logically the same at the outputs of the 33 HI decoder, occurs. For the case of minimum mantis, the state of the counter 34 remains zero after the arrival of the higher order bits of the mantis operands and does not change during the calculation process. Switches 5 and 7, having a zero binary code on their control inputs, connect the outputs of the first bits of registers 4 and 6 to their codes through their first information inputs, 5 and 7 binary codes of the digits of the dividend, delayed by registers 4 and 6 for one cycle of computations with respect to the binary codes of the bits of the mantissa of the stubs are fed to the inputs of depot terminal 15. The delay of the digits of the divisible mantissa is necessary for the correct functioning of block 15, since for it it is necessary that the dividend be m less divider.

Таким образом, по каждому i-му си (иронизирующему сигналу двоичный код с входоь 1 и 2 запоминаетс  в регистрах 4 и 6 и в следующем цикле с выходов первых разр дов этих регистров через коммутаторы 5 и 7 поступает на входы делимого блока 15. Последний на основгшш поступающих разр дов мантисс операндов формирует на своих выходах разр ды мантиссы частного с запаздыванием на три цикла вычислений . По каждому i-му синхронизирующему сигналу через выходы 19 и 20 выдсзютс  из устройства коды разр дов мантиссы частного, которое при этом анализируютс 1 дешифратором 16. Причем, если анализируемой цифрой мантиссы частного  вл етс  0, то дешифратор 16 на своем втором выходе по синхронизирующему сигналу с входа 14 формирует сигнал логической единицы. Этот сигнал поступает на первый вход элемента И 27, на втором и третьем входах которого в насто щее врем , т.е. после прихода первого старшего значащего разр да мантиссы делител  и до по влени  первого значащего разр да мантиссы частного на выходах блока 15, установлены разрешающие потенциалы логических единиц. Поэтому сигнал логической единицы с второго выхода дешифратора 16 через элемент И 27 поступает на суммирующий вход счетчика 26 и увеличивает его содержимое на единицу. При помпщи сумматора 25 определ етс  разность между числом (уменьшаемое) на выходе сумматора 29 и содержимом (вычитаемое ) счетчика 26. Таким образом, по каждому разр ду вычисл емой блоком 15 мантиссы частного, начина  с первого старшего разр да, равного нулю, осуществл етс  меньшение разности пор дков на ej иницу до по влени  пер- вого значащего разр да.Thus, for each i-th si (the ironing signal, the binary code with inputs 1 and 2 is stored in registers 4 and 6 and in the next cycle from the outputs of the first bits of these registers through switches 5 and 7 goes to the inputs of the dividend block 15. The last the basic incoming mantis bit of the operand generates the mantissa bit of the quotient at its outputs with a delay of three computation cycles. For each i-th clock signal, the mantissa bit bits of the device are output from the device 19 and 20 the encoder 16. Moreover, if the analyzed digit of the mantissa quotient is 0, then the decoder 16 at its second output generates a signal of the logical unit at the second output of the synchronization signal from input 14. At the second and third inputs of this element, At that time, that is, after the arrival of the first most significant bit of the mantissa of the divider and before the first significant bit of the mantissa of the quotient appeared at the outputs of block 15, the resolving potentials of logical units were established. Therefore, the signal of the logical unit from the second output of the decoder 16 through the element And 27 is supplied to the summing input of the counter 26 and increases its content by one. When the adder 25 is determined, the difference between the number (decremented) at the output of the adder 29 and the content (subtracted) of the counter 26. Thus, for each bit, the mantissa quotient calculated by the unit 15, starting with the first most significant bit, is equal to zero a decrease in the difference of orders by ej is equal to the appearance of the first significant bit.

При получении первого значащего разр да мантиссы частного, равного 1 или -1, дешифратор 16 по синхронизирующему сигналу выдает сигнал логи- ческой единицы на своем первом выходе устанавлива  таким образом триггер 17 в единичное состо ние. При этом по вившийс  логический нуль на нулевом выходе триггера 17 блокирует прохожде ние возможных последующих сигналов логической единицы через элемент 27 с второго выхода дешифратора 16 на суммирующий вход счетчика 26.When the first significant bit of the private mantissa is equal to 1 or -1, the decoder 16 sends a trigger signal 17 to the unit state on its first output using a synchronizing signal. At the same time, the emergence of a logical zero at the zero output of the trigger 17 blocks the passage of possible subsequent signals of the logical unit through the element 27 from the second output of the decoder 16 to the summing input of the counter 26.

Сигнал логической единицы с единич ного выхода триггера 17 устанавливает в состо ние единицы первый младший разр д регистра 18 управлени , а также- производит запись в регистр 24 значени  откорректированного на суммато- ре 25 пор дка частног . Вследствие этого на выходах 28-28пустанавливает- с  пор док еще вычисл емой, но уже нормализованной мантиссы частного. Под действием последующих синхронизирующих сигначов в регистре 18 про исходит сдвиг логической единицы от младших разр дов этого регистра к старшим. Это позвол ет вести отсчетThe signal of the logical unit from the unit output of the trigger 17 sets the first low-order bit of the control register 18 to the state of the unit, and also writes to the register 24 the values of the corrected 25 order-partial order. As a result, at outputs 28-28, it sets up, with the order still computed, but already normalized, the quotient mantissa. Under the action of the subsequent sync digits in register 18, the logical unit shifts from the lower bits of this register to the older ones. This allows a countdown.

числа выдаваемых разр дов нормализованной мантиссы частного. Вычислени  разр дов мантиссы частного устройством прекращаетс , когда единица в регистре 18 по вл етс  в его старшем (т +1) м разр де. При этом через выходы 19 и 20 выдано m разр дов нормализованной мантиссы частного. Признак окончани  операции делени  формируетс  с помощью сигнала логической единицы на выходе 23 устройства по сигналу логической единицы на первом входе элемента ИЛИ 21.the number of bits of the normalized mantissa issued by the quotient. The calculation of the bits of the mantissa of a quotient is stopped when the unit in register 18 appears in its highest (m + 1) m bit. At the same time, m bits of the normalized quotient mantissa are given out at outputs 19 and 20. The sign of the end of the division operation is formed using the signal of the logical unit at the output 23 of the device according to the signal of the logical unit at the first input of the element OR 21.

Если же в процессе одновременного вычислени  мантиссы частного, ее нормализации и соответствующей корректировки пор дка частного его значе- ние на выходах сумматора 25 становитс  равным значению минимально допустимого пор дка, то блок 22 сравIf, in the process of simultaneously calculating the mantissa of the quotient, its normalization and corresponding adjustment of the order of the quotient, its value at the outputs of the adder 25 becomes equal to the value of the minimum allowable order, then block 22 compares

,Q Q

,- ,,

25 25

3535

4040

4545

5050

нени  определ ет это и на его выходе устанавливаетс  сигнал логической единицы. Этот сигнал попадает на второй вход элемента ИЛИ 21 и, пройд  через этот элемент, по вл етс  на выходе 23 сигнала конца опт рации устройства , свидетельству  о Том, что очгфаци  закончена.it determines this and a signal of a logical unit is set at its output. This signal arrives at the second input of the element OR 21 and, after passing through this element, appears at the output 23 of the signal of the end of the device's opto tion, evidence that the ogfaci is finished.

Предлагаемое устройство позвол ет также выполн ть операцию делени  ненормализованных операндов и обраба- .ывать ситуации, когда одна либо обе мантиссы исходных операндов равны нч лю. Такие случаи могут возникать, например, при использовании предлагаемого устройства в контуре управлени  системой, работающей в реальном времени . В этих услови х работы на входы устройства, как правило, поступают ненормализованные либо даже нулевые операнды, формирующиес  в преобразовател х поразр дного уравновешивани , которые работают синхронно.The proposed device also makes it possible to perform the operation of dividing the non-normalized operands and to handle situations where one or both of the mantissa of the source operands are equal to nc. Such cases may occur, for example, when using the proposed device in a control loop of a system operating in real time. Under these operating conditions, the inputs of the device are usually received by unnormalized or even zero operands, which are formed in fractional balancing converters, which operate synchronously.

Работа устройства дл  ситуации нулевых мантисс выгл дит следующим образом; Если на входы 1,2 и 9,10 устройства начинают поступать разр ды мантисс, равные нулю, то по каждому i - му синхронизирующему сигналу с входа 14 депгифратор 33 на своем втором вьЬсоде выдает сигнал логической единицы, который увеличивает каждый раз содержимое счетчика 32 на единицу. Производ  отсчет (м + 1)-го сигнала, счетчик 32 формирует на своем выходе сигнала переполнени  логическую единицу. Такой сигнал, пройд  через элемент ИЛИ 21, по вл етс  на выходе 23 устройства, сигнализиру  об окончании операции. В этом случае, если мантисса делител  не равна нулю, то после по влени  на входах 9 и 10 первого значащего разр да элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 будет выдана логическа  единица на вход установки в единичное состо ние триггера 12, который при этом изменит свое состо ние на единичное. Однако дешифратор 33 после этого будет продолжать формирование сигналов логических единиц на своем втором выходе по синхронизирующим сигналам. В результате этого будет получен сигнал переполнени  счетчика 32,который приведет к выработке элементом ИЛИ 21 сигнала конца операции на выходе 23 ус- стройства.The operation of the device for the zero mantissa situation is as follows; If mantis bits equal to zero start entering the device inputs 1, 2, and 10, then for each i-th clock signal from input 14, the depigraphator 33 on its second video signal gives a logical unit, which increases the contents of the counter 32 each time. unit By counting the (m + 1) signal, counter 32 forms a logical unit at its output of the overflow signal. Such a signal, having passed through the OR element 21, appears at the output 23 of the device, signaling the end of the operation. In this case, if the mantissa of the divider is not zero, then after the appearance at inputs 9 and 10 of the first significant bit, an EXCLUSIVE OR 8 element will be given a logical unit at the input of the unit to a single state of the trigger 12, which will change its state to single However, the decoder 33 thereafter will continue to generate signals of logical units at its second output from the synchronization signals. As a result, an overflow signal will be received from the counter 32, which will lead to the element OR 21 generating a signal for the end of the operation at the output 23 of the device.

915915

Сигнал конца операции может быть получен раньше, если на выходах сумматора 25 в процессе ввода мантисс операндов образуетс  число, равное значению минимально допустимого по- р дка, что обнаруживаетс  блоком 22, который при сложившейс  ситуации на своем выходе устанавливает сигнал логической единицы, вызывающей ление аналогичного сигнала на выходе 23. Така  ситуаци  может возникнуть, поскольку после установки в единичное состо ние триггера 12 на суммирующий вход счетчика 26 начинают про- ходить сигналы логических единиц через элемент И 27 от второго выхода дешифратора 16, увеличива  содержимое счетчика 26. При этом значение числа на выходах сумматора 25 уменьшает- с .The end of operation signal can be received earlier if the outputs of the adder 25 in the process of inputting the mantis operands produce a number equal to the minimum allowable order, which is detected by the block 22, which in the event of a situation at its output sets a logical unit signal that causes a similar signal at the output 23. Such a situation may arise since, after the trigger 12 is set to one, the logic input of the counter 26 begins to pass the signals of logical units through the AND 27 element from the second output of the decoder 16, increasing the contents of the counter 26. The value of the number at the outputs of the adder 25 decreases- c.

Если мантисса делител  равна нулю, а мантисса делимого ненулева , то с приходом первого значащего разр да мантиссы делимого на выходы 1 и 2 устройства происходит установка в единичное состо ние триггера 11 логической единицей с выхода элемента 3 Теперь счетные сигналы логических единиц начинают поступать на счетный вход счетчика 34 и вычитающий вход счетчика 26 от первого выхода дешифратора 33. Отсчитав m + 1 счетных сигналов , счетчик 34 формирует сигнал переполнени  на одноименном выходе в виде логической единицы, котора , пройд  через элемент ИЛИ 21, возчи- кает на выходе 23 устройства.If the divisor mantissa is zero, and the divisible mantissa is nonzero, then with the arrival of the first significant bit of the divisible mantissa into outputs 1 and 2, the device is set to one trigger state 11 by a logical one from the output of element 3 Now the counting signals of logical units begin to arrive at the counting input the counter 34 and the subtracting input of the counter 26 from the first output of the decoder 33. By counting m + 1 counting signals, the counter 34 generates an overflow signal on the same output as a logical unit that, having passed through t OR 21, arises at the output 23 of the device.

При делении ненулевых ненормализованных мантисс исходных операндов ус- тройство работает следующим образом.When dividing nonzero unnormalized mantis of the source operands, the device works as follows.

При одновременном по влении первых значащих разр дов мантисс делимого и делител  работа устройства аналогична делению нормализованных мантисс . Если первым значащий разр д в процессе поразр дного ввода возникает на входах 1 и 2 разр дов мантиссы делимого устройства, то это определ ет элемент 3, на своем выходе форми- ру  логическую единицу.With the simultaneous appearance of the first significant bits of the mantissas of the dividend and divider, the operation of the device is similar to the division of the normalized mantissas. If the first significant bit in the process of the bit input occurs at the inputs 1 and 2 of the digits of the divisible device, then this determines element 3, and a logical unit is formed at its output.

Этот сигнал устанавливает триггер 11 в единичное состо ние. После этого и до момента по влени  на выходах 9 и 10 первого значащего разр да мантиссы делител  по каждому синхронизирующему сигналу с входа 14 дешифратором 33 на его первом выходе вырабатываетс  сигнал логической единицы.This signal sets trigger 11 to one state. After that, and until the appearance of the first significant bit of the mantissa divider at the outputs 9 and 10, each synchronizing signal from input 14 by the decoder 33 produces a logical unit signal at its first output.

. Q ,5 20 . Q, 5 20

5 -JQ 5-jq

JQ Jq

0 0

5five

5five

,010, 010

Указанный сигнал поступает па тычитающий вход счетчика 26, уменьпшч его содержимое на единицу, i на счетный вход счетчика 34, увеличива  его содержимое на единицу Уменьшение содержимого счетчик1- 26 приводит к росту значени  числа на выходе сумматора 25, где происходит формирование пор дка вычисл емого частного. Таким образом достигаетс  совмепеннр во времени процесса поразр дного чво- да ненормализованных мантисс и процесса коррекции пор дка частного по нулевым разр дам мантиссы делител  до прихода на входы 9,10 первого значащего разр да мантиссы дегштел .The specified signal enters the reading input of counter 26, decreasing its contents by one, i to the counting input of counter 34, increasing its contents by one. Decreasing the contents of counter 1-26 leads to an increase in the number at the output of adder 25, where the order of calculated private . In this way, a joint process is achieved in the time of the process of the random branch of the unnormalized mantissas and the process of correcting the order of the quotient on the zero bits of the mantissa divider before the first significant bit of the mantissa of the hextelles comes to inputs 9.10.

Двоичные коды разр дов манпк-сы делимого с входов 1 и 2 последовательно разр д за разр дом по каждому синхронизирующему сигналу ввод тс  в сдвигающие регистры 4 и 6. До момента поступлени  первого значащего разр да мантиссы.делител  на входы 9 и 10 с помощью счетчика 34 и коммутаторов 5 и 7 осуществл етс  слежение за движением кодов разр дов делимого в регистрах 4 и 6. С приходом первого значащего разр да мантиссы делител  на входы 9 и 10 триггера 12 по сигналу логической единицы с выхода элемента 8 переходит в единичное ос- то ние, после чего дешифратор 33 лре- кращает форм фовать на своем первом выходе сигналы логических единиц. Содержимое счетчика 34 задает информа- ционный вход коммутаторов л и 7, обеспечива  таким образом поступление разр дов мантиссы делимого на входы делимого блока 15 с задержкой на одьн цикл по отношению к разр дам мантиссы делител , которые подаютс  на входы делител  блока 15.Така  задержка необходима дл  правильной работы блока 15, поскольку при этом достигаетс  условие превышени  мантиссы делител  над мантиссой делимого. Дальнейший процесс вычислени  частного аналогичен работе устройства при делении нормализованных операндов.The binary codes for the bits of the dividend from inputs 1 and 2 are sequentially by bit after discharge for each synchronization signal are entered into shift registers 4 and 6. Until the first significant digit of the mantissa separator at inputs 9 and 10 is received, using a counter 34 and switches 5 and 7, the movement of the codes of the divisible bits in registers 4 and 6 is monitored. With the arrival of the first significant bit of the mantissa, the divider on the inputs 9 and 10 of the trigger 12 by the signal of the logical unit from the output of the element 8 goes to the unit after that the encoder 33 terminates the forms at its first output signals of logical units. The content of the counter 34 sets the information input of the switches L and 7, thus providing the input of the divisible mantissa bits to the inputs of the divisible block 15 with a one-cycle delay in relation to the divider mantissa bits that are fed to the divider 15 block inputs. So the delay is necessary for correct operation of the block 15, since in this case the condition of exceeding the mantissa of the divider over the mantissa of the dividend is reached. The further process of calculating the quotient is similar to the operation of the device when dividing normalized operands.

В том случае, когда первый значащий разр д поступает на входы 9 i 10 разр дов мантиссы делител  устройства , происходит установка в единичное состо ние триггера 12 сигналом логической единицы с выхода элемента Я. После этого на суммирующий вход счетчика 26 по каждому синхронизирующему сигналу начинают поступать сигн.1И15In the case when the first significant bit arrives at the inputs 9 and 10 bits of the mantissa of the device divider, the one-state trigger 12 is set to a logical unit signal from the output of the element I. After that, the summing input of the counter 26 for each clock signal begins to arrive sign.1I15

лы логических единиц с второго выхода дешифратора 16 через элемент И 27, на третий вход которого подан разрешающий сигнал логической единицы с выхода триггера 12. Така  коррекци  пор дка вычисл емого частного происходит до тех пор, пока на выходах блока 15 не по витс  двоичный код первого значащего разр да мантиссы частного. При получении первого значащего разр да мантиссы частного, равного 1 или -1, дешифратор 16 по синхронизирующему сигналу выдает сигнал логической единицы на своем пер- вом выходе, устанавлива  триггер 17 в единичное состо ние.Пор док частного с выходов сумматора 25 запоминаетс  в регистре 24 по сигналу логической единицы с единичного выхо- да триггера 17. Далее, как и при обработке нормализованных мантисс исходных операндов, осуществл етс  вычисление и поразр дна  выдача через выходы 19 и 2(1 остальных разр дов мантиссы частного.logical units from the second output of the decoder 16 through the element And 27, the third input of which is fed to the resolving signal of the logical unit from the output of the trigger 12. Such a correction of the order of the calculated quotient occurs until the binary code of the first meaningful mantissa private. When the first significant bit of the mantissa of a private equal to 1 or -1 is received, the decoder 16 sends a signal of a logical unit at its first output to the trigger output 17 in a single state. The order of the private output from the outputs of the adder 25 is stored in register 24 according to the signal of the logical unit from the unit output of the trigger 17. Next, as in the processing of the normalized mantissa of the source operands, the calculation is performed and the bit is issued through the outputs 19 and 2 (1 of the remaining bits of the private mantissa.

При делении устройством как нормализованных , так и ненормализованных исходных операндов, дл  представлени  мантисс которых используетс  избыточна  двоична  система счислени  с цифрами 1,0 и -1 (цифры системы счислени  меньше ее основани ), мантисса частного также представл етс  в избыточной двоичной системе. Поэтому знаком мантиссы частного  вл етс  знак первого старшего значащего разр да, так как он обладает набольшим весом Т и в отличие от други разр дов мантиссы частного сохран ет ее знак.When the device divides both normalized and unnormalized source operands, for which the mantissa is represented using the redundant binary number system with the numbers 1.0 and -1 (the numeral system is less than its base), the mantissa quotient is also represented in the redundant binary system. Therefore, the sign of the mantissa of a private is the sign of the first most significant digit, since it has the greatest weight T and, unlike other bits of the mantissa of the private, retains its sign.

Предлагаемое устройство позвол ет выполн ть операцию делени  в тех случа х , когда исходные операнды нормализованы , исходные операнды ненор- мализованы, один либо оба исходных операнда равны нулю.The proposed device allows the division operation to be performed in cases where the source operands are normalized, the source operands are not normalized, and one or both source operands are zero.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  делени  чисел в форме с плавающей зап той, содержащее блок делени , сумматор пор дков, первый дешифратор, триггер, регистр управлени , элемент ИЛИ, счетчик нормализации , сумматор нормализации, блок сравнени , регистр пор дка частного и первый регистр мантиссы делиA device for dividing floating-point numbers containing a division block, an adder of orders, a first decoder, a trigger, a control register, an OR element, a normalization counter, a normalization adder, a comparison block, a private register and the first register mantissa г 0 5 g 0 5 0 о 0 o 5 five 5five 00 . . О12O12 мого, причем входы пор дков делимого и делител  устройства соединены с первой и второй группами входов сумматора пор дков соответственно, выходы счетчика нормализации соединены с первыми информационными входами сумматора нормализации, выходы которого соединены с информационными входами блока сравнени  и регистра пор дка частного, выходы которого  вл ютс  выходами пор дка частного yci- ройства, первый и второй входы мантиссы делител  устройства соединены с первым и вторым входами делител  соответственно блока делени , выходы которого соединены с выходами мантиссы частного устройства и входами первого дешифратора, первый выход которого соединен с входом установки   1 триггера, пр мой выход которого соединен с входом разрешени  записи регистра пор дка частного и входом установки в Г1 младшего разр да регистра управлени , выход старшего разр да которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , выходы сумматора пор дков соединены с вторыми информационными входами сумматора нормализации, вход синхронизации устройства соединен с управл ющим входом первого дешифратора и входом разрешени  сдвига регистра управлени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет делени  ненормализованных исходных операндов и повышени  достоверности вычисл емых результатов, в него введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй регистр мантиссы делимого, два коммутатора , распределитель импульсов, второй дешифратор, триггеры делимого и делител , счетчик разр дов мантиссы , счетчик и элемент И, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика нормализации, вычитающий вход которого соединен с первым входом второго дешифратора и счетным входом счетчика, информационные выходы ко- . торого соединены с управл ющими входами первого и второго коммутаторов, выходы которых соединены с первым и вторым входами делимого блока делени , первый вход мантиссы делимого устройства соединен с входом последовательного ввода первого регистра мантиссы делимого и первым входом первого элеIn this case, the inputs of the orders of the dividend and the device divider are connected to the first and second groups of inputs of the adder of the orders, respectively, the outputs of the normalization counter are connected to the first information inputs of the adder of normalization, the outputs of which are connected to the information inputs of the comparison unit and the private order register, the outputs of which are The outputs are of the order of the private device, the first and second inputs of the mantissa of the device divider are connected to the first and second inputs of the divider, respectively, of the dividing unit, the outputs of which are It is connected to the mantissa outputs of the private device and the inputs of the first decoder, the first output of which is connected to the installation input 1 of the flip-flop, the direct output which is connected to the recording resolution enable input of the private order register and the installation input in G1 of the lower bit of the control register, the output of the senior discharge which is connected to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the output of the comparison unit, the outputs of the adder are connected to the second information inputs of the normalization adder, the synchronization input The device is connected to the control input of the first decoder and the shift register enable input of the control register, characterized in that, in order to expand the functionality of the device by dividing the unnormalized source operands and increasing the reliability of the calculated results, two EXCLUSIVE OR elements are introduced into it, the second mantissa register a split, two switches, a pulse distributor, a second decoder, triggers of the dividend and a divider, a counter of the digits of the mantissa, a counter and an element AND whose output connects It is not connected with the summing input of the normalization counter, the subtracting input of which is connected to the first input of the second decoder and the counting input of the counter, the information outputs ko-. second, are connected to the control inputs of the first and second switches, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the divisible division unit; the first input of the mantissa of the dividend device is connected to the input of the serial input of the first register of the divisible mantissa and the first input of the first ele 131S131S мента ИСКЛЮЧАМИКК ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом мантиссы делимого устройства и входом последовательного ппода второго регистра мантиссы делимого, выходы раз- р дов первого и второго регистров мантиссы делимого соединены г информационными входами первого и второго коммутаторов соответственно, первый и второй входы мантиссы делител  соединены с первым и вторым входами второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в 1 триггера делител , инверсный выход которого соединен с первыми входами элемента И и второго дешифратора, второй вход которого соединен с выходом триггера делимого, вход установки в 1 которого соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй выход второго дешифратора соединен со счетным входомEXCLUSIVE ORD, whose second input is connected to the second input of the divisible device mantissa and the serial input of the second register of the divisible mantissa, the outputs of the first and second divisor registers of the dividend are connected by the information inputs of the first and second switches, respectively, the first and second inputs of the divisor divisor connected to the first and second inputs of the second element EXCLUSIVE OR, the output of which is connected to the installation input in 1 trigger of the divider, the inverse output of which is connected to the first input The waters of the element And the second decoder, the second input of which is connected to the output of the trigger of the dividend, the installation input in 1 of which is connected to the output of the first element EXCLUSIVE OR, the second output of the second decoder is connected to the counting input 00 5five .О14.O14 счетчики разр дов мантиссы, выход переполнени  котброго соединен с тр гъ- iw входом элемента ИЛИ, четвертый вход которого соединен с выходом переполнени  счетчика, выход элемента ИЛИ соединен с выходом сигнала конца операции устройства, второй выход первого дешифратора соединен с вторым входом элемента И, первый выход распределител  импульсов соединен с входом разрешени  приема делител  блока делени , вход разрешени  приема делимого блока делени  соединен с вторым выходом распределител  импульсов , третий выход которого соединен с входом выделени  частного блока делени , вход синхронизации устройства соединен с входами разрешени  сдвига первого и второго регистров мантиссы делимого, управл ющим входом второго дешифратора и запускающим входом распределител  импульсов.counters of the mantissa bits, the overflow output is connected to the input channel of the OR element, the fourth input of which is connected to the overflow output of the counter, the output of the OR element is connected to the output signal of the device operation’s end, the second output of the first And, the first the output of the pulse distributor is connected to the input of the reception of the splitter splitter, the input of the resolution of the reception of the divisible division block is connected to the second output of the pulse distributor, the third output of which is connected to separating the private Odom dividing unit, the synchronization device input coupled to the shift enable input of the first and second registers of the mantissa of the dividend, the control input of the second decoder and an input trigger pulse distributor. & c
SU884467617A 1988-07-29 1988-07-29 Device for division of numbers with floating point SU1566340A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884467617A SU1566340A1 (en) 1988-07-29 1988-07-29 Device for division of numbers with floating point

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884467617A SU1566340A1 (en) 1988-07-29 1988-07-29 Device for division of numbers with floating point

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1566340A1 true SU1566340A1 (en) 1990-05-23

Family

ID=21392766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884467617A SU1566340A1 (en) 1988-07-29 1988-07-29 Device for division of numbers with floating point

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1566340A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Г,- 662938, кл. С 06 F 7/52, 1.976. Авторское свидетельство СССР Р 1012241, кл. G 06 F 7/38, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4774686A (en) Serial digital signal processing circuitry
SU1566340A1 (en) Device for division of numbers with floating point
US3571582A (en) Serial bcd adder/subtracter utilizing interlaced data
SU1656525A1 (en) Arithmetic unit
SU1012241A1 (en) Number division device
SU959070A1 (en) Device for floating point number adding and substracting
SU928344A1 (en) Device for division
SU1156067A1 (en) Device for calculating value of log z with base 2
SU1660173A1 (en) Counter with checking
SU1357947A1 (en) Device for division
RU2069009C1 (en) Adding device
SU1287151A1 (en) Device for calculating absolute value of complex number
SU1517026A1 (en) Dividing device
SU1376082A1 (en) Multiplication and division device
SU1757106A2 (en) Decoder from residual notation code to binary code
SU1427361A1 (en) Multiplication device
SU1128252A1 (en) Device for computing values of trigonometric functions
SU1262477A1 (en) Device for calculating inverse value
SU598070A1 (en) Function computing arrangement
SU1547071A1 (en) Code converter
SU1341633A1 (en) Serial adder
SU1591193A1 (en) Converter of adaptive delta-modulated signal
SU1580353A1 (en) Device for division
US4141077A (en) Method for dividing two numbers and device for effecting same
SU913373A1 (en) Multipier of repetition frequency of periodic pulses