SU924705A1 - Device for taking logarithms of binary numbers - Google Patents

Device for taking logarithms of binary numbers Download PDF

Info

Publication number
SU924705A1
SU924705A1 SU802983669A SU2983669A SU924705A1 SU 924705 A1 SU924705 A1 SU 924705A1 SU 802983669 A SU802983669 A SU 802983669A SU 2983669 A SU2983669 A SU 2983669A SU 924705 A1 SU924705 A1 SU 924705A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
inputs
register
input
switch
Prior art date
Application number
SU802983669A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Флоренсов
Виктор Ильич Потапов
Михаил Юрьевич Плотников
Original Assignee
Омский политехнический институт
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 Омский политехнический институт filed Critical Омский политехнический институт
Priority to SU802983669A priority Critical patent/SU924705A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU924705A1 publication Critical patent/SU924705A1/en

Links

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть исполь зовано в качестве цифрового генератора значений логарифмической функции . Известно устройство, содержащее регистры числа и результата, блок делени , схему сравнени , накопител сдвиговый регистр и блок управлени  1 . Недостатком данного устройства  вл етс  низкое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  логарифглирювани  дво ичных чисел, которое содержит регис старших разр дов аргумента, соединенный с адресными входами двух бло ков пам ти и регистр младших разр  дов аргумента, выход которого через сдвисЬтель, первый коммутатор и .сум матор подключен к выходному регистру 12. Недостатком известного устройства  вл етс  большой объем посто нной пам ти, требуемой дл  хранени  таблиц коэффициентов что существен но сужает область применени  подобных устройств и позвол ет использовать их лишь в малоразр дных ЦВМ ( не более 12 - 16 разр дов). Дл  аргумента длиной 24 двоичных разр да объем таблиц составл ет 119.2 . бит., что не позвол ет примен ть данное устройство в качестве узла универсальных ЭВМ. Цель изобретени  - сокращение аппаратных затрат. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее регистры старших и младших разр дов, два блока пам ти, первый сдвигатель, первый коммутатор, сумматор и выходной регистр, вход которого соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого коммутатора, первый вход которого через первый сдвигатель соединен с выходом регистра младших разр дов, выход регистра старших разр дов соединен с входами блоков пам ти, содержит второй и третий сдвигатели, второй, третий и четвертый коммута- : торы, блок делени , блок синхронизации и два буферных регистра, входы которых соединены с выходом сумматора , выходы первого и второго буферных регистров соединены соответственно с первыми входами второго и третьего коммутаторов, выходы которых соединены с первым и вторым вх дами блока делени , выход которого соединен с первым входом четвертого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, втор входы второго, третьего и четвертого коммутаторов соединены соответст венно с выходами второго сдвигател  первого блока пам ти и регистра млад ших разр дов, выход которого соедине с первыми входами второго л третьего сдвигателей, вторые входы которых соединены с выходом регистра старших разр дов, выходы второго сдвига тел  и второго блока пам ти подклю чены соответственно к второму и третьему входам первого коммутатора выходы блока синхронизации соединены соответственно с управл ющими входами регистров старших и младших разр дов, буферных регистров и коммутаторов . Вычисление натурального логарифм от нормализованного аргумента X (1/2 v X 1) производитс  в предлагаемом устройстве на основе еледующих соотношений L пХ cir U(x) , где. u(,x)enX(j4 - Здесь Хд - опорна  часть аргумента, представленна  k старшими разр дами аргумента, а дх - приращение аргумента , представленное n-k-двоичными разр дами, где п - общее количество разр дов требуемого дл  представлени  аргумента X. Значени  Еп XgU-l , завис щие только от опорной части аргумента, вычисл ютс  предварительно и занос тс  в таблицы, реализованные на блоках посто нной пам ти. Значение параметра k дл  получени  верными всех п двоичных разр до результата необходимо при этом вз ть из выражени  k Г(п - 1)/ST. Расчеты, проведенные при , показывают , что потребуетс  хранить лишь 32 константы длиной 24 разр да Таким образом, дл  рассмотренного устройства по сравнению с устройством-прототипом получаетс  йыигрыш в объеме блоков пам ти более чем в 300 раз. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блоки 1 и 2 , регистр 3 старших разр дов , коммутатор 4, блок 5 деле ни , коммутатор 6, сумматор 7, коммутатор 8, выходной регистр 9 результата , регистры 10 и 11 буферные, коммутатор 12, регистр 13 младших разр дов (аргумента), сдвигатели 14 - 16, блок 17 синхронизации. Сдвигатели 15 и 1ё реализуют операции 4Xo+iXr +ЛХ соответственно, которые заключаютс  в добавлении между старшими и младшими разр дами аргумента соответствующего числа нулей (двух и одного). Устройство дл  логарифмировани  двоичных чисел работает следующим образом. В первом такте по сигналу с блока синхронизации 17 адрес XQ, передаваемый с выхода регистра старших разр дов аргумента 3,поступает на входы блоков пам ти 1 и 2, на выходах этих блоков пам ти по вл ютс  соответственно значени  - 2 Х и пХр, а на выходах сдвигателей 15 и 16 - соответственно значени  4X(j+ + ЛХ и 2X0 +ДХ. Значени  2Х с выхода первого блока 1 пам ти через коммутатор 4 по сигналу с блока 17 поступает на вход делимого блока 5 делени , значение 2Х Q +л X с выхода сдвигател  16 через коммутатор 12 по сигналу с блока 17, поступает на вход делител  блока 5 делени , на выходе которого образуетс  промежуточный результат Pjf -2Xg/ /(2Х о + дХ) . Одновременно с этим значение ДХ с выхода регистра младших разр дов аргумента 13 через коммутатор б по сигналу с блока 17 поступает на второй вход сумматора 7,на первый вход которого поступает значение 24Х, образованное на выходе сдвигател  14, передаваемое через коммутатор 8, по сигналу с блока 17. Результат, равный ЗдХ запоминаетс  в буферном регистре 10. Во втором такте по управл ющим сигналам с блока синхронизации 17 происходит сложение промежуточного результата Р, поступающего на сумматор 7 через коммутатор 6, и значени  4Хо + дХ, поступающего с выхода сдвигател  15 через коммутатор 8 на вход сумматора 7. Промежуточный результат- Р/2 4Х0 + лХ + Р/1 запоминаетс  на втором буферном регистре. В третьем такте значени  ЗдХ с выхода буферного регистра 10 через коммутатор 4. поступает на вход делимого блока 5 делени , промежуточный результат Р с выхода буферного регистра 11 через коммутатор 12 поступает на вход делител  блока 5 делени . Промежуточный результат Р 5 ЗДХ/Р(2 с выхода блока 5 делени  через коммутатор б передаетс  на вход сумматора 7. На другой вход последнего поступает значение с выхода второго блока 2 пам ти, передаваемое на сумматор 7 через коммутатор 8. Результат Р ВпХо+ Pj с выхода сумматора 7 поступает на вход регистра результата 9.. . Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает положительныйThe invention relates to computing and can be used as a digital generator of logarithmic function values. A device is known comprising number and result registers, a dividing unit, a comparison circuit, an accumulator shift register and a control unit 1. The disadvantage of this device is low speed. The closest in technical essence to the present invention is a device for logarifliruvaniya binary numbers, which contains the registration of the higher bits of the argument connected to the address inputs of two memory blocks and the register of the lower bits of the argument, the output of which is through the driver, the first switch and the .sum the device is connected to the output register 12. A disadvantage of the known device is the large amount of permanent memory required for storing the coefficient tables, which significantly reduces the scope of application of such devices. tv and allows to use them only in malorazr dnyh digital computer (not more than 12 - 16 bits). For an argument of length 24 binary bits, the volume of the tables is 119.2. bit., which prevents the use of this device as a node of a universal computer. The purpose of the invention is to reduce hardware costs. The goal is achieved in that the device containing the registers of the high and low bits, two memory blocks, the first shifter, the first switch, the adder and the output register, the input of which is connected to the output of the adder, the first input of which is connected to the output of the first switch, the input of which through the first shifter is connected to the output of the register of the least significant bits, the output of the register of the most significant bits is connected to the inputs of the memory blocks, contains the second and third shifters, the second, third and fourth switches: tori, dividing unit, synchronization lock and two buffer registers, the inputs of which are connected to the output of the adder, the outputs of the first and second buffer registers are connected respectively to the first inputs of the second and third switches, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the dividing unit, the output of which is connected to the first input of the fourth switch whose output is connected to the second input of the adder, the second inputs of the second, third and fourth switches are connected respectively to the outputs of the second shifter of the first memory block and the small register The second bits of which are connected to the first inputs of the second liter of the third shifters, the second inputs of which are connected to the output of the register of the higher bits, the outputs of the second shift of the bodies and the second memory block are connected respectively to the second and third inputs of the first switch with the control inputs of the upper and lower order registers, buffer registers and switches. The calculation of the natural logarithm of the normalized argument X (1/2 v X 1) is performed in the proposed device based on the following relations L пХ cir U (x), where. u (, x) enX (j4 - Here Xd is the supporting part of the argument represented by the k bits of the argument, and dx is the increment of the argument represented by nk-binary bits, where n is the total number of bits required for representing the X argument. En XgU-l, which depend only on the reference part of the argument, are precomputed and entered in the tables implemented on the fixed memory blocks. The value of the parameter k to get all n binary bits before the result is taken from the expression k G (n - 1) / ST. Calculations carried out at, n It turns out that only 32 constants of 24 bits in length will need to be stored. Thus, for the considered device, as compared with the prototype device, a gain in the volume of memory blocks is more than 300 times. The drawing shows the block diagram of the proposed device. and 2, register 3 high bits, switch 4, block 5, fi, switch 6, adder 7, switch 8, output output register 9, registers 10 and 11 buffer, switch 12, register 13 low bits (argument), shifters 14 - 16, block 17 synchronization of The 15 and 1e shifters implement the 4Xo + iXr + LH operations, respectively, which consist in adding between the higher and lower order bits of the argument of the corresponding number of zeros (two and one). A device for logarithmic binary numbers works as follows. In the first clock cycle, the signal from the synchronization block 17 sends the address XQ from the output of the high-order register of argument 3 to the inputs of the memory blocks 1 and 2, the outputs of these memory blocks appear, respectively, 2 X and HRP, and at the outputs of the shifters 15 and 16, respectively, the values of 4X (j + + ЛХ and 2X0 + ДХ. The values of 2Х from the output of the first memory block 1 through the switch 4 by the signal from block 17 are fed to the input of the divisible division block 5, the value of 2x Q + l X from the output of the shifter 16 through the switch 12 on the signal from block 17, is fed to the input of the divider unit 5 d The output of which produces an intermediate result Pjf -2Xg / / (2X о + dX). Simultaneously, the value of DH from the output of the register of the lower bits of argument 13 through the switch b comes from the signal from block 17 to the second input of the adder 7, to the first the input of which receives the value 24X, formed at the output of the shifter 14, transmitted through the switch 8, according to a signal from block 17. A result equal to FZH is stored in the buffer register 10. In the second clock, the control result from the synchronization block 17 adds the intermediate result P, arriving at the adder 7 through the switch 6, and 4Xo + dX, coming from the output of the shifter 15 through the switch 8 to the input of the adder 7. The intermediate result - P / 2 4X0 + lX + P / 1 is stored in the second buffer register. In the third cycle, the value of the SSX from the output of the buffer register 10 through the switch 4. is fed to the input of the dividend block 5, the intermediate result P from the output of the buffer register 11 through the switch 12 is fed to the input of the divider of the division block 5. Intermediate result P 5 ZDH / P (2 from the output of dividing unit 5 through switch b is transmitted to the input of adder 7. To the other input of the latter, the value from the output of the second memory block 2 is transmitted to adder 7 through switch 8. Result P InPHO + Pj from the output of the adder 7 is fed to the input of the register result 9. .. Thus, the proposed device provides a positive

эффект - сокращение объема блоков пам ти.the effect is a reduction in the amount of memory blocks.

Формула лзобретени Formula of Invention

- Устройство дл  логарифмировани  двоичных чисел, содержащее регистры старших и младших разр дов, два блока пам ти, первый сдвигатель, первый коммутатор, сумматор и выходной регистр, вход которого соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого коммутатора , первый вход которого через первый сдвигатель соединен с выходом регистра младших разр дов, выход регистра старших разр дов соединен с входами блоков пам ти, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  аппаратных затрат, оно содержит второй и третий сдвигатели второй, третий и четвертый коммутаторы , блок делени  блок синхронизаци и два буферных регистра, входы которых соединены с выходом сумматора, выходы первого и второго буферных регистров соединены, соответственно с первыми входами второго и третьего коммутаторов, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока делени , выход которого соединен с первым входом четвертого коммутатора , выход которого соединен с вторым входом сумматора, вторые входы второго, третьего и четвертого коммутаторов соединены соответственно с выходами второго сдвигател , первого блока пам ти и регистра младших разр дов, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего сдвигателей, вторые входы которых соединены с выходом регистра старших разр дов, выходы второго сдвигател  и второго блока пам 1ги подключены соответственно к второму и третьему входам первого коммутатора , выходы блока синхронизации соединены соответственно с управл ющими входами регистров старших и младших разр дов, буферных регистров и коммутаторов .- A device for logarithmic binary numbers containing higher and lower order registers, two memory blocks, a first shifter, a first switch, an adder and an output register, the input of which is connected to the output of the adder, the first input of which is connected to the output of the first switch, the first input of which through the first shifter is connected to the output of the register of the lower bits, the output of the register of the higher bits is connected to the inputs of the memory blocks, characterized in that, in order to reduce hardware costs, it contains the second and third shifts The second, third and fourth switches, a block of synchronization dividing unit and two buffer registers, whose inputs are connected to the output of the adder, the outputs of the first and second buffer registers are connected, respectively, to the first inputs of the second and third switches, whose outputs are connected to the first and second inputs of the block division, the output of which is connected to the first input of the fourth switch, the output of which is connected to the second input of the adder, the second inputs of the second, third and fourth switches are connected respectively to the output The signals of the second shifter, the first memory block and the lower-order register, whose output is connected to the first inputs of the second and third shifters, the second inputs of which are connected to the output of the high-order register, the outputs of the second shifter and the second memory block 1g are connected respectively to the second and third the inputs of the first switch, the outputs of the synchronization block are connected respectively to the control inputs of the high and low bits, buffer registers and switches.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1.Авторское свидетельство СССР 590733, кл. G Об F 7/38, 1978.1. Authors certificate of the USSR 590733, cl. G About F 7/38, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР 593212, кл. G 06 F 7/38, 1978 (прототип). . .2. Authors certificate of the USSR 593212, cl. G 06 F 7/38, 1978 (prototype). . .

Claims (1)

Формула .изобретенияClaim - Устройство для логарифмирования двоичных чисел, содержащее регистры старших и младших разрядов, два блока памяти, первый сдвигатель, первый коммутатор, сумматор и выходной регистр, вход которого соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого коммутатора, первый вход которого через первый сдвигатель соединен с выходом регистра младших разрядов, выход регистра старших разрядов соединен с входами блоков памяти, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратных затрат, оно содержит второй и третий сдвигатёли, 20 второй, третий и четвертый коммутаторы, блок деления блок синхронизации и два буферных регистра, входы которых соединены с выходом сумматора, выходы первого и второго буферных регистров соединены, соответственно с первыми входами второго и третьего коммутаторов, выходы которых сое to динены с первым и вторым входами блока деления, выход которого соединен с первым входом четвертого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, вторые входы второго, третьего и четвертого коммутаторов соединены соответственно с выходами второго сдвигателя, первого блока памяти и регистра младших разрядов, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего сдвигателей, вторые входы которых соединены с выходом регистра старших разрядов, выходы второго сдвигателя и второго блока памяти подключены соответственно к второму и третьему входам первого коммутатора, выходы блока синхронизации соединены соответственно с управляющими входами регистров старших и младших разрядов, буферных регистров и коммутаторов .- A device for the logarithm of binary numbers, containing high and low order registers, two memory blocks, the first shifter, the first switch, the adder and the output register, the input of which is connected to the output of the adder, the first input of which is connected to the output of the first switch, the first input of which is through the first the shifter is connected to the output of the register of the least significant bits, the output of the register of the highest bits is connected to the inputs of the memory blocks, characterized in that, in order to reduce hardware costs, it contains a second and third shift whether 20, second, third and fourth switches, a division unit, a synchronization unit and two buffer registers, the inputs of which are connected to the output of the adder, the outputs of the first and second buffer registers are connected, respectively, with the first inputs of the second and third switches, whose outputs are connected to the first and the second inputs of the division unit, the output of which is connected to the first input of the fourth switch, the output of which is connected to the second input of the adder, the second inputs of the second, third and fourth switches are connected respectively to the output the second shifter, the first memory block and the low-order register, the output of which is connected to the first inputs of the second and third shifters, the second inputs of which are connected to the output of the high-order register, the outputs of the second shifter and the second memory block are connected respectively to the second and third inputs of the first switch, the outputs of the synchronization unit are connected respectively to the control inputs of the registers of the upper and lower digits, buffer registers and switches.
SU802983669A 1980-07-30 1980-07-30 Device for taking logarithms of binary numbers SU924705A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802983669A SU924705A1 (en) 1980-07-30 1980-07-30 Device for taking logarithms of binary numbers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802983669A SU924705A1 (en) 1980-07-30 1980-07-30 Device for taking logarithms of binary numbers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU924705A1 true SU924705A1 (en) 1982-04-30

Family

ID=20918379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802983669A SU924705A1 (en) 1980-07-30 1980-07-30 Device for taking logarithms of binary numbers

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU924705A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0078101B1 (en) Sum-of-products multiplier
US3978326A (en) Digital polynomial function generator
US3636334A (en) Parallel adder with distributed control to add a plurality of binary numbers
SU924705A1 (en) Device for taking logarithms of binary numbers
US5400271A (en) Apparatus for and method of calculating sum of products
JPH08221256A (en) Multiplier and product-sum arithmetic unit
JPS5841532B2 (en) Sekiwa Keisan Cairo
JPS5595148A (en) Binary arithmetic circuit
SU392494A1 (en) I ALL-UNION | j; rn -: - fVi | O.TF) inHMFnMMAvtorsRaditelKievsk expedition of the Ukrainian scientific research geological instituteSHSJiHOTEKA
RU2097828C1 (en) Programmable digital filter
KR970005175A (en) Multiplication / Division Sharing Handler Structure Based on Pipeline Structure
SU1361545A1 (en) Division device
SU1059572A1 (en) Device for taking logarithms of binary numbers
SU881741A1 (en) Digital logarithmic converter
SU750467A1 (en) Digital function generator
JPH0234053B2 (en)
SU593212A1 (en) Digital device for logarithmation of binary numbers
SU634286A1 (en) Analogue-digital filter
RU2057364C1 (en) Programming digital filter
SU788106A1 (en) Squarer
SU1401456A1 (en) Digital device for computing the logarithm of a number
SU957209A1 (en) Device for extracting square root
SU1104510A1 (en) Digital device for calculating sine-cosine dependences
SU363119A1 (en) REGISTER OF SHIFT
SU1238064A1 (en) Device for extracting square root