SU1624445A1 - Устройство дл вычислени степной функции - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных ЭВМ, а также при разработке вычислительных устройств, вход щих в состав больших интегральных схем. Цель изобретени  - расширение области изменени  аргумента дл  целочисленных (как положительных , так и отрицательных) степеней при одновременном сокращении объема пам ти. Устройство содержит входной регистр 1, бпок 2 выбора режима счетчика, блок 3 управлени , блок 4 пам ти, блок 5 формировани  знака функции, реверсивный счетчик 6, элемент ИЛИ 7, выходной регистр 8, гер 9 знака результата, вычитающие счетчики 10 и 11 с соответствующими св з ми. Элементы устройства могут быть реализованы на основе стандартных микросхем. 4 ил. о

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных IBM, а также при разработке вычислительных устройств, изготовл емых в составе больших интегральных сгем.

Цель изобретени  - расширение области изменени  аргумента дн  целочисленных (как положительных, так и отрицательных) степеней при одновременном сокращении объема пам ти.

На фиг. 1 представлена Лч-икцио- нальна  схема предлагаемо о устройства дл  вычислени  степенной функции} на фиг. 2 - вариант реализации устройства управлени ; на Лиг. i - вариант

реализации блока выбора режима счетчика; на фиг. 4 - то же, блока формировани  знака функции.

Устройство содержит (фиг.1) входной регистр 1, блок выбора режима счетчика, блок 3 управлени , блок 4 пам ти (ПЗУ) , блок 5 сформировани  знака функции, реверсивный счетчик 6, элемент ИЛИ 7, втоднон регистр 8, триггер 9 знака результата, первый 10 и второй 11 вычитающие счетчики, входы 12 и 13 соответственно модул  и знака аргумента устрппсгы1, входы 14 и 15 соответственно моду IR и знака показател  , гг.-ип 16 Пуск, синхровход 17, 18 чнаЕ 4

05

ю

ел

ка результата, выход 19 модул  результата и выход 70 конца операции. Элементы устройства могут быть реализованы на основе стандартных микро- , схем.

Блок 3 управлени  (фиг.2) содержит элементы И 21-23, элементы ИЛИ 24 и 25, элементы НЕ 26, счетчик 27, дешифратор 28, триггер 29, блок 2 вы- ю бора режима счетчика содержит элементы И 30,, -30, элемент НЕ 31.

Устройство управлени  работает следующим образом.

Счетчик 27 имеет п ть состо ний, с 15 помощью дешифратора 28 каждому состо нию поставлен в соответствие по номерам выход устройства управлени . В исходном состо нии содержимое счетчика равно нулю и оно не дешифрирует- 20 с . Из состо ни  в состо ние счетчик переводитс  синхроимпульсами, поступающими на второй вход устройства управлени . Сменой состо ний счетчика управл ет триггер 29 и элемент И 21. 25 Синхроимпульсы поступают также на первый разрешающий вход дешифратора через цепочку элементов НЕ, котора  обеспечивает зацер ку импульса на врем  окончани  переходных процессов в 0 счетчике .Устройство управлени  начинает работу с момента прихода на его первый вход импульса начала работы Пуск, этот сигнал устанавливает триггер 29 в единичное состо ние.Первый синхроимпульс установит счетчик в первое состо ние. Этот же импульс поступит на разрешающий вход дешиЛ- ратора и на его первом выходе,так же как и на первом выходе устройства .Q управлени , по витс  импульс.

Второй синхроимпульс переводит счетчик во второе состо ние. Если при этом на третьем входе устройства управлени  установлен уровень дс логической единицы, т.е. старший разр д входного регистра находитс  в единичном состо нии, то элемент И 23 по второму входу будет заперт и на втором выходе устройства управле- ,Q ни  импульс будет отсутствовать, а третий синхроимпульс переведет счетчик в третье состо ние. В противном случае элемент И 23 будет открыт и первый же импульс с его выхода установит триггер 9 в нулевое состо ние . Это приводит к тому, что второе состо ние счетчика не будет измен тьс  следующими синхроимпульсами до тех

пор, пока на третьем входе устройства управлени  не по витс  уровень логической единицы. В течение времени , когда счетчик будет находитьс  во втором состо нии, устройство управлени  на втором выходе будет вырабатывать серию импульсов. Уровень логической единицы на третьем входе устройства управлени  установит триггер 24 в единичное состо ние, а очередной синхроимпульс переведет счетчик п третье состо ние и на третьем выходе дешифратора и третьем выходе устройства управлени  по витс  импульс. Этот же импульс поступает на первый вход элемента И 22, если на втором входе этого элемента присутствует уровень логической единицы, когда содержимое первого счетчика равно нулю, на выходе элемента ИЛИ 24 и на п том выходе устройства управлени  вырабатываетс  сигнал конца операции. Этот сигнал устанавливаетс  в нулевое состо ние триггер 29 и счетчик 27. Если это не происходит, го очере шой синхроимпульс переведет счетчик в четвертое состо ние. Первый же импучьс с четвертого выхода устройств управлени  установит триггер в нуп°в,е состо ние, это приведет к тому, то ртвертое состо ние счетчика не буд  г измен тьс  с поДУЮЩИМИ синхроимпульсами до тех пор, пока на четвертом входе vcтройства управлени  не по витс  уровень погической единицы, когда содержимое первого счетчика станет равным нулю. В течение времени, когда счетчик будет находитьс  в четвертом состо нии, устройство управлени  будет вырабатывать серию ИМПУЛЬСОВ на че вертом выходе . Уровень логической единицы на четвертом входе устройства управлени  установит триггер в единичное состо ние, а очередной синхроимпульс переведет счетчик в п тое состо ние. На п том выходе устройства управлени  по витс  сигнал конца операции.

Принцип работы бтока выбора режима счетчика (фиг. 3s состоит в том, что на перрмй вход поступает импульс, а на второй вход - знак покачатеп  степени функции. Гели на втором входе устанавливаетс  уроне нь логической единицы С (X 0) , то импульсы с первого вхола поступают нт второй выход, а на первом выходе по вп етс  тп-раз- рчдный двоичный код чист  Р, которык задаетс  н  i ерш , ментов И 1-m сомните i nvMueit pai JT ы- коч, Есчи и, втором iwpjre усьмачпи- - вар i   уровень (V 0), то имттьоы г шрного т-ота поступаю нл третий  и- од, а цс) пер- вгм выходе на псе-- разр;д)х vriah,B- ынаегс  уровень noi in f i KOI о нуд . На выходе бпоьа 5 Ьоп тфовали  ira- va функции (фи .) }сганавчива т   уровень логической t нпч цы, есчи аргумент Функции отрицапглььни и нечетный показатель сюит ни.

Предлагаемое устройство гн шоч - ei вычисл ть степенную Лунышю

-ГМ

-J v х, где х - по ЮЧГИГРПЬНМО и от- рпдатечьные доистви гелып,. чи п.

(X,-4 ПОЛО ЧИТСПЬИЫ Ч ОТрИП ii I

целые т 1сла . Yi i ронс р о I пег i i i от вычислени , ьспоп у« , i. воисп-а с гсп HI ( « мчипп: и ч не- иие аргумоша п fx , м HI i и мечопию функции в &. ) i . Гиг ioraieir HU, если лред ia/пм f мчго i г наличном ви ic HI че uopoit tint им i i н NJ пнтг рвгле, т т ч t i i iu i i IK , i - пин сдвига api vNi1 i и 1лч ичного значени i Лункции, нп (молмо мчш ieHHfc I CKOHOl О 1Я if h lii ( Hbll II i Hi orpai нченнон о1мт ii и SM. IK ipi мента. При этом nun им ы п i tr. носгь вычис сни  leneniioi HI пич на всей области г i i rip IK чих IIP будет прев; niLiT ь омкчн п но i i ip i нес И ее тг.бтичи г ri ч i IB lennri

Табличное т сл i ни.1 iriuniion функции нл ич i ( ia i примере fbvHKiuin

1 ( М( I РИ I Н 1 (

Г)Ь , а см но( HI р

I I IIU I HI,Я 1Г ( I }

/ .9 Ь лог; . i,u

ч i i 1

на ГО Г) IIIH i I Н Д Я

1 a i i прет п i i i t TH )М 1

I 1(J M

Л- - ,

2Ь6 н i f iru ин i i

,HH.

хч

- 2

Определим таг пачОт ни  Ах- 1

2

млкс у хми г Определим число  н .ч IP их ра р  юв S Типичного (ода apiyrenia ч in lepmif табличного up in влепив ().пь и (

1

их

8

В раосчит inn м ин7грва,е ч нн  api VMeniT с ina i м Д х ыг ислим все значени  функнин и занесем Р таблицу. Лч  рчг-смагриьтемого с исло

Пбпич i X 31Ь Ч1.НПИ ПУНКЦИИ 1ВЯО 256.

i Morpnv p вычислени  rbv кции д1нч чнои системы счислени . Ьо JMO/- ны i го и H TOse ва случа  .

3) j lOhiu ни уме1 н 1Ходнтс  в ин15

2Q

т i. ooi не i г 11 ЮР с. чна it-нил у у . /1 i BI. ex , Ј Г ( t ij спр  недливо х 2 л,., а Д|1  ссчч пет i i (их

- ,tffti,

зернении оч нкцип у - / , где К и

Л редые 4H j , ьчкиг, что 0 К t ( n-S) , а О- К ь С (С.

ft ,

, ). Тогда

«пело

0

via с |1-л 1ВОИЧНЫХ paj- р дов 7 1  пред( laiTiier л К равно гп , if. дл  пп ставн чи  ( - г

OHU1 И Про/ Т 1ПТРННЯ

io(j( . (чев ,I.HO р О, если

О , f С п и ч X н .

1

v - k И Р

-)

Вьпшслечис ф нкции в з i ом случае гвл ег сгчмуьччим . Вы- иопн етс  сдви ia вл во () ипи вправо ( на К разр дов . После iaKoio IBIII т значаиц-ге Q ра «р ды apivMemi попа глпт в интер- в п i пОлично о i тлени  ф нкции, 41 ) позвол ет подучи ib je таочичнс ui Celine у ( . Лл  no4V4ei nn искомого чучени  Лункппи, помученное таблич- 5 НОР значение уv cuensei СДВИНУТЬ на (Ј Ь разр д IB в i i награвпении, 4JO н aprvfitiii, ч л о ц в про- i ивгпто(ОЖ1 он, ест о( О .

им т j члно оi моiн , о го iаь о- 0 МУ тсоб Hinuir ii иге ч) ьнни (icvrie- i ) i / с абс ютнои ч,н ргппос i ьн, in i,iei im ai )цси л ,т ь t , HI   кот грьгч .-умс1кГ, a i (многим F.HOH

Ч14 i i ШМОС I ЬЮ , IIi,U I г II И СП j (.1

,(

-а

I 7 Я

С НИ Я

р

i умен i а чрн M. f j м -Л . 1 а, ь р юсм  i пьаеном i (, 13i раина нем jfi н.

Устройство вычислени  степенной функции работает следующим образом. На выходах 12 и 13, а также 14 и 15 устанавливаютс  двоичные коды мо- дул  и знака аргумента и показател  степени функции соответственно. Работа устройства начинаетс  с момента прихода импульса начала работы. Устройство управлени  на первом выходе вырабатывает импульс,который осуществл ет ввод аргумента функции во входной регистр, знака функции - в триггер знака результата, константы , формируемой блоком выбора ре- жима счетчика - в реверсивный счетчик , модул  показател  степени - в первый счетчик. Если после ввода аргумента старший разр д входного регистра окажетс  в нулевом состо нии, устройство управлени  начнет вырабатывать серию импульсов на втором выходе . На каждый импульс содержимое входного регистра сдвигаетс  влево на один разр д, а блок выбора режи- ма счетчика осуществл ет либо увеличение (& 0),либо уменьшение ( О/ «С 0) содержимого реверсивного счетчика на единицу. Как только после очередного сдвига старший разр д входно- го регистра окажетс  в единичном состо нии , устройство управлени  прекра- шает вырабатывать серию импульсов на втором выходе и вырабатывает импульс на третьем выходе. Если после ввода аргумента в старшем разр де входного регистра окажетс  единица, то устройство управлени  не вырабатывает серию импульсов на втором выходе, а формирует импульс на третьем выходе. Этот сигнал осуществл ет выборку из блока пам ти табличного значени  функции у, и занесение его в выходной регистр, а также перезапись содержимого реверсивного счетчика во второй. Сформи- рованный двоичный код, г старших разр дов которого расположены в первом счетчике, a m младщих - во втором, соответственно К, т.е. равен числу сдвигов вправо содержимого выходного регистра. Дл  их осуществлени  устройство управлени  после сигнала на третьем выходе начинает вырабатывать серию импульсов на четвертом выходе. На каждый импульс содержимое выходного регистра сдвигаетс  вправо на один разр д, а содержимое второго счетчика уменьшаетс  на единицу. Каждый К-й импульс обнул ет содержимое второго

5 0 5 0 - о 5

5

счетчика, что вызывает по вление сигнала на его выходе окончани  счета на уменьшение. Этот сигнал уменьшает на единицу содержимое первого счетчика и осуществл ет перезапись содержимого реверсивно о счетчика во второй . Содержимое первого счетчика станет равным нулю, когда устройство управлени  выдаст серию импульсов на четвертом выходе. В этом врем  на выходе окончани  счета на уменьшение первого счетчика по витс  сигнал, который , поступа  п устройство управлени , прекратит выдачу импульсов на четвертом выходе и обеспечит выдачу сигнала конца операции на п том выходе устройства управлени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  вычислени  степенной функции, содержащее входной и выходной регистры, блок пам ти, блок управлени , отличающее- с   тем, что, с целью сн ти  ограничений на область изменени  аргумента дл  целочисленных (как положительных так и отрицательных) степеней при одновременном сокращении объема пам ти, в негр введены реверсивный счетчик,

   блок выбора режима счетчика, первый и второй вычитающие счетчики, блок формировани  знака функции, триггер знака результата, элемент ИЛИ, причем вход модул  аргумента устройства подключен к информационному входу входного регистра, а вход знака аргумента устройства - к первому информационному входу блока формировани  знака функции, второй информационный вход и выход которого соединены соответственно с входом модул  показател  степени устройства и информационным входом триггера знака результата, вход разрешени  записи которого, объединенный с одноименными входами входного регистра, первого вычитающего счетчика и реверсивного счетчика, соединен с первым выходом блока управлени , входы запуска и синхронизации которого подключены соответственно к входу Пуск и синхро- входу устройства, а его первый, втог рой и третий входы логических условий - соответственно к входу первого старшего разр да входного регистра, выходу первого вычитающего счетчика и выходу окончани  счета реверсивного

   - 1

   счетчика, информационный выход которого соединен с информационным входом второго вычитающего счегчика, вход разрешени  записи и выход, которого подключены соответственно к выходу и первому входу элемента ИЛИ, вход сдвига входного регистра и вход управлени  режимом блока выбора ре- жима счетчика соединены с вторым выходом блока управлени , третий выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, входу разрешени  выборки адреса блока пам ти и вхгду разрешени  записи выходного регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока пам ти, а лход сдвига вправо и вьгчитаюрцш вход нто- рого вычитающего счетчика соединены с четвертым выходом блока управлени  п тый выход которого  вл етс  выходом сигнала Конец оперлпни, первый второй и третий выходы блока выбора

   О

   0

   5

   0

   режима счетчика соединены с информационным входом, входом вычитани  и входом слежени  реверсивного счетчика соответственно, информационный вход блока выбора режима счетчика и вход старших разр дов адреса блока пам ти подключены к входу знака-показател  степени устройства, вход модул  показател  степени которого соединен с информационными входами первого вычитающего счетчика и блока пам ти, вхорч младших разр дов адреса последнего из которых подключены к выходам старших разр дов, кроме первого, входного регистра, вычитающий вход первого вычитающего счетчика соединен с выходом второго вычитающего счетчика, выходы выходного регистра и триггера знака результата  вл ютс  выходами модул  и знака результата соответственно.

   f

   29

   25

   Фиг. 2

   Г7.

   4

   30

   |4зад

   27

   28

   t

   Ы

   г-1

   |.

   ФигЛ