SU752332A1 - Устройство дл вычислени функции - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено, например в специализированных вычислительных блоках для вы- j числения функции -Jx² + у².

Известны устройства для вычисления функции 4х^г + у*¹ содержащие ре- Ю гистры операндов, сумматоры, счетчики, коммутаторы, логические элементы (1 ] .

Недостатками известных устройств являются значительные аппаратурные 1$ затраты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычисления функции 4 х² + у?, содержащее регистр jq первого операнда, счетчик второго операнда, первый счетчик порядка, блок управления [2].

Недостатками устройства также являются большие аппаратурные эатра- 25 ты.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве? для вычисле2 ния функции 4 х² + у²', содержащее регистр первого операнда, счетчик второго операнда, первый счетчик порядка, блок управления, введены второй счетчик порядка и дешифратор, входы которого подключены к разрядным выходам первого счетчика порядка, а выходы - к разрядным входам счетчика второго операнда, выход переполнения которого подключен ко входу первого счетчика порядка, установочные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами и входами второго счетчика . порядка, выход и вход знакового разряда которого подключен к первому управляющему входу и выходу блока управления, подключенного также ко входу первого счетчика порядка, разрядные входы регистра первого операнда соединена с соответствующими выходами счетчика второго операнда, выход нулевого разряда которого и выход первого разряда регистра первого операнда соединены с соответствующими входами блока управления, второйуправляющий выход которого подключен ко входам регистра первого операнда и счетчика второ3 .го операнда, установочные входы которого подключены к выходам регистра первого операнда,

На чертеже представлена блок-схема устройства..

Устройство содержит регистр 1 первого операнда, первый 2 и второй счетчики порядка, счетчик 4 второго операнда, дешифратор 5, блок 6 управления. Выходы счетчика 2 подключены ко входам дешифратора 5, каждый i-ый выход которого(i=0,1,2,...

,.,η—1 первыми будем считать старшие разряды) связан со счетным входом i-ro разряда счетчика 4,выход нулевого разряда которого соединен со счетным входом младшего разряда счетчика 2, выходы счетчика 2 со сдвигом на один разряд влево соединены с установочными входами счетчика 3, выходы которого со сдвигом на один разряд влево соединены с установочными входами счетчика 2. Выходы регистра 1 соединены с установочными входами счетчика 4, выходы которого со сдвигом на п-разрядов вправо соединены со входами регистра 1. Кроме того, устройство содержит блок 6 управления, связанный с выходами нулевого и первого разрядов счетчика 4 и регистра 1, выходом знакового разряда счетчика

3, с управляющими входами счетчиков

4, 2, 3 и регистра 1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в счетчиках 4, 2, 3 и регистре 1 записаны нули. В первом цикле вычисления блок 6 управления подключает к управляющему входу счетчика 4 входную шину, по которой в устройство поступают импульсы в количестве, равном х. По каждому управляющему сигналу производится прибавление единицы в i-ый разряд счетчика 4, где i-oe число, поступающее на входы дешифратора 5 со счетчика 2. Когда в счетчике в нулевом разряде образуется единица, то последующие счетные сигналы, поступающие на вход этого разряда, не изменяя состояния последнего, проходят на вход младшего разряда счетчика 2 и счетчика 3. Цикл заканчивается по сигналу от источника информации об окончании передачи кода х.. В результате выполнения первого цикла на счетчике получаем мантиссу ш_х, а на счетчике 2 -порядок числа ρ_λ, записанного в форме с плавающей запятой. (Цифра, стоящая в i-ом разряде счетчика 4 имеет вес 2*¹ ) . Во втором цикле по сигналу блока 6 управления осуществляется передача содержимого счетчика 4 в регистр 1 (со сдвигом на η разрядов вправо) и одновременно с этим - передача содержимого· регистра 1 в счетчик 4, а счетчик Т устанавливается в состояние - п.

В третьем цикле аналогично первому на управляющий вход счетчика 4 поступает в число-импульсном коде операнд у. Если порядок числа у превосходит порядок числа х на величину S (S = {0,1,2,..,,nj ) , то в счетчике 4 S раз будет наблюдаться переполнение и следовательно в счетчик 2 и счетчик 3 прибавится по S единиц. Цикл заканчивается по сигналу от источника информации об окончании передачи кода у. в результате выполнения третьего цикла на счетчике 2 получаем порядок Р₃ = ⁼ .₽х ⁺ S' а на счетчике 4 мантиссу Шу числа у.

В четвертом цикле блок 6 управления выдает серию сигналов, по каждому из которых осуществляется сдвиг содержимого регистра 1 и прибавление единицы в счетчик 3. Цикл заканчивается по достижению счетчиком 3 состояния ''0'’. Если при этом в нулевом и первом разрядах регистра 1 записаны единицы или в нулевом разряде счетчика 4 записан ноль, то выполняется пятый цикл, в противном случае устройство переходит к выполнению шестого цикла.

Пятый цикл вычисления полностью аналогичен второму.

Е шестом цикле блок б управления вырабатывает серию сигналов, по каждому из которых осуществляется сдвиг содержимого регистра 1 и прибавление '¹1'' в счетчик 3. Цикл заканчивается, когда в нулевом разряде регистра 4 появится единица, т.е. когда выполняется нормализация мантиссы числа, записанного в регистре 1.

При этом в счетчике 3 получают код f =/(Р_х - ₽у)/·

В седьмом цикле осуществляется запись в счетчик 3 со сдвигом влево на один разряд содержимого счетчика 2 и запись в счетчик 2 со сдвигом влево на один разряд содержимого счетчика 3. Содержимое первого разряда счетчика 4 заносится в младший разряд счетчика 2 и счетчика 3, в нулевой и первый разряды счетчика 4 заносятся соответственно ’’О’’ и ''1*'. Если в первом разряде регистра 1 записана единица, то в регистре 1 выполняется сдвиг на> один разряд, в противном случае в нулевой и первый разряды этого регистра заносятся соответственно 0 и ’ ‘1’ '.

Седьмой цикл выполняется за один такт, т.е. все описанное выше пересылки и сдвиги выполняются одновременно, по одному и тому же сигналу блока б управления. В результате выполнения седьмого цикла в счетчике 4 и регистре 1 получаем (с некоторой погрешностью) мантиссы' квадратов операндов х и у, в счетчике 3 - порядок числа, мантисса;, которого находится на счетчике 4, а в счетчике 2 - разность порядков этих чисел.

В восьмом цикле блок 6 управления выдает серию сигналов, по каждому из которых осуществляется прибавление единицы в счетчик 2 и сдвиг содержимого регистра 1. При этом, если в нулевом разряде регистра 1 единица, то на управляющий вход счетчика 4 с выхода блока 6 управления проходит сигнал, обеспечивающий прибавление единицы к соответствующему разряду счетчика 1. Так происходит суммирование мантисс х⁴ и у², цикл заканчивается, когда в дешифратор 5 сигнал появляется на выходе с наибольшим номером.

В девятом цикле осуществляется передача кода счетчика 4 на регистр 1. При этом, если в нулевом разряде счетчика 4 была единица, то к содержимому счетчика 3 прибавляется ’4' ' и на нем получаем порядок числа х² + у?

В десятом цикле осуществляется серия сдвигов регистра 1. Цикл заканчивается при появлении ^г' 1¹ ' в нулевом разряде регистра. В результате, на регистре получаем нормализованную мантиссу числа х⁴ + у? Мантиссу числа 4 х² + у²’ получаем, считывая нулевой разряд с нулевого разряда регистра 1, первый разряд с младшего разряда счетчика 3, а j -й разряд мантиссы (j=2,3,4 ) - с (j-l)-ro разряда регистра 1. Порядок числа записан в остальных старших разрядах счетчика 3.

Если считать, что аппаратурные затраты на изготовление устройства пропорциональны количеству корпусов интегральных схем, то предлагаемое устройство позволяет уменьшить аппаратурные затраты посрав нению с известным более, чем в два раза.

Claims (2)

1. , го операнда, установочные входы ко торого подключены к выходам регист первого операнда, На чертеже представлена блок-сх ма устройства.. Устройство содержит регистр 1 первого операнда, первый 2 и второ 3счетчики пор дка, счетчик 4 второго операнда, дешифратор 5, блок управлени . Выходы счетчика 2 подключены ко входам дешифратора 5, к дый i-ый выход которого(,1,2,.. ,. ..гП-1 первыми будем считать стар шие разр ды) св зан со счетным входом i-ro разр да счетчика 4,выход нулевого разр да которого соединен со счетным входом младшего разр да счетчика 2, выходы счетчика 2 со сдвигом на один разр д влево соединены с установочными входами счетчика 3, выходы которого со сдви гом на один разр д влево соединены с установочными входами счетчика 2 Выходы регистра 1 соединены с установочными входами счетчика 4, выходы которого со сдвигом на п-разр дов вправо соединены со входами регистра 1. Кроме того, устройство содержит блок б управлени , св занный с выходами нулевого и первого разр дов счетчика 4 и регистра 1, выходом знакового разр да счетчика 3,с управл ющими входами счетчиков 4,2, 3 и регистра 1, Устройство работает следуквдим об разом. В исходном состо нии в счетчиках 4, 2, 3 и регистре 1 записаны нули В первом цикле вычислени  блок 6 управлени  подключает к управл ющем входу счетчика 4 входную шину, по которой в устройство поступают импульсы в количестве, равном х. По каждому управл ющему сигналу производитс  прибавление единицы в i-ый разр д счетчика 4, где i-oe число, поступающее на входы дешифратора 5 со счетчика 2. Когда в счетчике 4в нулевом разр де образуетс  еди ница, то последукадие счетные сигналы , поступающие на вход этого раз р да, не измен   состо ни  последнего , проход т на вход младшего разр да счетчика 2 и счетчика 3, Цикл заканчиваетс  по сигналу от источника информации об окончании передачи кода х.. В результате выполнени  первого цикла на счетчике 4 получаем мантиссу Шх f а на счетчике 2 -пор док числа Р;(, записанного в форме с плавающей зап той. (Цифра, сто ща  в 1-ом разр де счет чика 4 имеет вес 2 ) . Во втором цикле по сигналу блока 6 Управлени осуадестйл етс  передача содержимого счетчика; 4 в регистр 1 (со сдвигом на п разр дов вправо) и однЪвремен :но с этим - передача содержимого регистра 1 в счетчик 4, а счетчик Т устанавливаетс  в состо ние - п. В третьем цикле аналогично первому на управл ющий вход счетчика 4 поступает в число-импульсном коде операнд у. Если пор док числа у превосходит пор док числа х на величину S (S {0,1,2,...,п}), то в счетчике 4 S раз будет наблкщатьс  переполнение и следовательно в счетчик 2 и счетчик 3 прибавитс  по S единиц. Цикл заканчиваетс  по сигналу от источника информации об окончании передачи кода у. в результате выполнени  третьего цикла на счетчике 2 получаем пор док Ру .Р + S, а на счетчике 4 мантиссу Шу числа у. В четвертом цикле блок 6 управлени  выдает серию сигналов, по каждому из которых осуществл етс  сдвиг содержимого регистра 1 и прибавление единицы в счетчик 3. Цикл заканчиваетс  по достижению счетчиком 3 состо ни  О. Если при этом в нулевом и первом разр дах регистра 1 записаны единицы или в нулевом разр де счетчика 4 записан ноль, то выполн етс  п тый цикл, в противном случае устройство переходит к выполнению шестого цикла. П тый цикл вычислени  полностью аналогичен второму, Е шестом цикле блок б управлени  вырабатывает серию сигналов, по каждому из которых осуществл етс  сдвиг содержимого регистра 1 и прибавление Ч в счетчик 3. Цикл заканчиваетс , когда в нулевом разр де регистра 4 по витс  единица, т.е. когда выполн етс  нормализаци  мантиссы числа, записанного в регистре 1. При этом в счетчике 3 получают код f /(РХ - Ру)/В седьмом цикле осуществл етс  запись в счетчик 3 со сдвигом влево на один разр д содержимого счетчика 2 и запись в счетчик 2 со сдвигом влево на один разр д содержимого счетчика 3. Содержимое первого разр да счетчика 4 заноситс  в младший разр д счетчика 2 и счетчи-ка 3, в нулевой и первый разр ды счетчика 4 занос тс  соответственно Если в перБом разр де регистра 1 записана единица, то в регистре 1 выполн етс  сдвиг Hai один разр д, в противном случае в нулевой и первый разрады этого регистра занос тс  соответственно О и 1. Седьмой цикл выполн етс  за один такт, т.е. все описанное выше пересылки и сдвиги выполн ютс  одновременно , по одному и тому же сигналу блока 6 управлени . В результате выполнени  седьмого цикла в .счетчике 4 и регистре 1 получаем ( с некоторой погрешностью) мантиссы квадратов операндов х и у, в счетчике 3 - пор док числа, мантисса;, которого находитс  на счетчике 4, а в счетчике 2 - разность пор дков этих чисел. В восьмом цикле блок 6 управлен выдает серию сигналов, по каждому которых осуществл етс  прибавление единицы в счетчик 2 и сдвиг содержимого регистра 1. При этом, если в нулевом разр де регистра 1 едини ца, то на управл ющий вход счетчик 4 с выхода блока б управлени  прох дит сигнал, обеспечивающий прибавл ние единицы к соответствующему раз р ду счетчика 1. Tak происходит су мирован1 е мантисс х и у2, цикл заканчиваетс , когда в дешифратор сигнал по вл етс  на выходе с наибольшим номером. В дев том цикле осуществл етс  передача кода счетчика 4 на регист 1. При этом, если в нулевом разр д счетчика 4 была единица, то к содержимому счетчика 3 прибавл етс  1 и на нем получаем пор док числа X + у В дес том цикле осуществл етс  сери  сдвигов регистра 1. Цикл заканчиваетс  при по влении jl в нулевом разр де регистра. В резу тате, на регистре получаем нормали зованную мантиссу числа х + у Мантиссу числа х + у2 получаем, считыва  нулевой разр д с нулевого разр да регистра 1, первый разр д с младшего разр да счетчика 3, а j -и разр д мантиссы (,3,4 ) (j-l)-ro разр да регистра 1. Пор д числа записан в остальных старших разр дах с.четчика 3. Если считать, что аппаратурные затраты на изготовление устройства пропорциональны количеству корпусов интегральных схем, то предлагаемое устройство позвол ет уменьшить аппаратурные затраты по сравнению с известным более, чем в два раза. Формула изобретени  Устройство дл  вычислени  функции -ух + у2, ссдержащее регистр первого операнда, счетчик второго операнда,- первый счетчик пор дка, блок управлени , отличаю щее с   тем, что, с целью сокращени  аппаратурных затрат, в него введены второй счетчик пор дка и дешифратор, входы которого подключены к разр дным выходам первого счетчика пор дка, а выходы - к разр дным входам счетчика второго операнда, выход переполнени  которого подключен ко входу первого счетчика пор дка, установочные входы и выходы которого соединены соответственно с ыходами и входами второго счетчика пор дка, выход и вход знакового разр да которого подключен к первому управл ющему входу и выходу блока управлени , подключенного также ко входу первого счетчика пор дка, разр дные входы регистра первого операнда соединены с соответствующими выходами счетчина второго операнда, выход нулевого разр да которого и выход первого разр да регистра первого операнда соединены с соответствующими входами блока управлени ,,второй управл ющий выход которого подключен ко входам регистра первого операнда и счетчика второго операнда, установочные входы которого подключены к выходам первого операнда. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 404082, кл. G Об F 7/38, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке №2393765, 03.08.76 (прототип ) . .