Устройство для масштабирования чисел в остаточной системе счисления Советский патент 1985 года по МПК G06F7/49 

счетчика подключен к вторым входам суьв аторов коррекции, выход J-ro

из которых соединен

с входом j-го выходного регистра.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАСШТАБИРОВАНИЯ ЧИСЕЛ В ОСТАТОЧНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ,содержащее входной регистр, выходной регистр, k блоков хранения констант (k - число модулей системы счисления) , V блоков суммирования вычетов по модулям и блок суммирования вычетов по вспомогательному модулю, причем входы входного регистра и выходы выходного регистра являются соответственно входом остаточного кода и выходом устройства, выход i-ro входного регистра, где ,...

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействующих вычислительных устройствах, реализующих различные немодульныё операции, такие как масштабирование, умножение, деление над числами, представленными в непозиционном коде.

Операция масштабирования представляет собой деление числа на некоторый постоянный масштаб, поэтому для ее вьтолнения можно использовать устройства для деления целых чисел.

Известно устройство для масштабирования, содержащее входной и выходной регистры, блок выбора элементарного делителя, блок вычисления итерации, блок конца итерации, блок конца деления, сумматор, блоки умножения и вычитания, блок анализа произведения, блок режима работы сумматора и шины позиционных признаков делимого и делителя, соединенные соответствуюпдими связями Cl .

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для масштабирования чисел в остаточной системе счисления, содержащее входной и выходной регистры, блоки хранения констант по основаниям рабочего и дополнительного, диапазонов, входы которых поДключены к выходам входного регистра, сумматоры констант по основаниям рабочего и дополнительного диапазонов, выходы которых соединены со входами выходного регистра, блоки вычисления неточных рангов по основаниям рабочего и дополнительного диапазонов и блок коррекции округления по основаниям рабочего диапазона, причем входы каждого сумматора констант по основаниям рабочего диапазона соединены с выходами блока хранения констант по соответствующему основанию рабочего диапазона и основаниям дополнительного диапазона, блока вычисления неточного ранга по основаниям дополнительного диапазона и блока коррекции округления, входы

каждого сумматора констант по основаниям дополнительного диапазона соединены с выходами блоков хранения констант по соответствующему основанию дополнительного диапазона

и основаниям рабочего диапазона и блока вычисления неточного ранга числа по основаниям рабочего диапазона, входы блоков вычисления неточных рангов по основаниям рабочего и

5 дополнительных диапазонов соединены с выходами блоков хранения констант по основаниям рабочего и дополнительного диапазонов соответственно, входы блока коррекции округления по

0 основаниям рабочего диапазона соединены с выходами блоков вычисления неточных рангов числа и всех блоков хранения констант 2.

Однако известное устройство характеризуется недостаточно высоким

быстродействием, неприспособленностью для работы в конвейерном режиме и невозможностью использования более чем одного масштаба.

Цель изобретения - расширение области применения путем использования набора различных масштабов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для масштабирования чисел в остаточной системе счисления, содержащее входной регистр, выходной регистр, 1 блойов хранения констант (1, - число модулей системы счисления),k блоков

суммирования вычетов по модулям и

блок суммирования вычетов по вспомогательному модулю, причем входы входного и выходы выходного регистров являются соответственно входом 5 остаточного кода и выходом устройства, выход i-ro входного регистра, где 1 1, ..., (), соединен с первым входом го блока хранения кон3стант, -и выход i-го блока хране яия констант соединен с i-м входом блока суммирования по .j-му модулю (} 1,...1), ()-й выход 1-го блока хранения констант соединен с -м входом блока суммирования вычетбв по вспомогательному модулю, введены элемент задержки, дополнительный блок суммирования, две группы вспомогательных регистров, сумматоры по модулям системы-счисления, схему сравнения, реверсивный счетчик и V сумматоров коррекции, причем вход номера масштаба устройства соединен с входом элемента задержки, вькод j -го входного регистра соединен с J-M входом дополнительного блока сум мирования, выход которого соединен с первым входом блока хранения констант, вторые входы i-ro и k-ro блоков хранения констант соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента задержки, р-и выход блока хранения констант (Р 1,2, .. . ,k-t-1) соединен с входом р-го вспомогательного регистра первой группы, первый и второй входы сумматора по j-му модулю соединены соответственно с выходом блока суммирования вычетов по j-му модулю и выходом j-ro вспомогательного регистра первой группы, выход сумматора по -му модулю через j-й вспомогательный регистр второй группы соединен с первым входом j-ro сумматора коррекции, выходы числа переполнений и результата блока суммирования вьтетов по вспомогательному модулю соединены соответственно с ин формационным входом реверсивного счетчика и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с вькодом (1 + 1)-го вспомогательного регистра первой группы, инкрементный и декрементный счетные входы реверсивного счетчика соединены соответственно с первым и вторым выходами схемы сравнения, выход реверсивного счетчика подключен к вторым входам всех сумматоров коррекции, выход )-го из которых соединен с входом .j-ro выходного регистра. На фиг,1 представлена структурная схема устройства для масштабиро вания чисел в остаточной системе счисления, на фиг,2 - структурная схема блока суммирования вычетов по вспомогательному модулю. 144Устройство для масштабирования чи сел в остаточной системе счисления содержит входы 1.1, 1.2,...,1Л остаточного кода вход 2 номера масштаба, входные регистры 3,1, 3,2,,.. 3,1с устройства, элемент 4 задержки, блоки 5,1, 5,2,,,.,51, хранения констант, дополнительный блок 6 суммирования, блоки 7.1, 7.2,..,,71 cy я ирования вычетов соответственно по мо, ,т остаточной систедулям т , т. мы счисления, блок 8 суммирования вычетов по вспомогательному модулю п (, ), вспомогательные регистры 9,1, 9,2,,,,,9, первой группы, сумматоры 10.1, 10,2,,.. 10,V, по модулям, схему 11 сравнения, вспомогательные регистры 12,1, 12.2,. 12,Т второй группы, реверсивный счетчик 13, сумматоры 14.1,14,2,,.., 141с коррекции, выходные регистры 15.1,15.2,,,.,15.1, выходы 16.1, 16.2,.. ., 16k устройства, Блок 8 суммирования вычетов по вспомогательному модулю imeeT конвейерную древовидную структуру и реализован на регистрах 17, сумматорах 18 по модулю м с формированием признака переполнения и узла 19 формирования числа переполнений. Блоки 7.1, 7.2,..,,71с суммирования вычетов имеют такую же структуру, как и блок 8, однако они не соержат схем формирования числа переолнений и реализуются на модульных умматорах без формирования признака ереполнения. Блок 6 предназначен для вычислеия Т тактов машинного интервалього индекса 1ц. (А) исходного целеого числа А по формуле .,(A|-E k.K/«, VU1 ,.,. о.|Л|т. , i, m .k-1 .,,., Пт.-, ., 5 Дополнительный блок 6 суммирова ния имеет структуру, аналогичную блоку 7,k суммирования вычетов. Элемент 4 задержки представляет собой цепочку из Т+1 последовател но соединенных -разрядных регистров (L - число используемых масштабов), вход первого из которы является входом номера масштаба ус ройства, а выходы первого и (Т+1)регистров - соответственно первым в.торьм выходами элемента задержки. Блок 5.1 хранения констант пред назначен для получения по входным личинам ве 0,1,..., L-1 и в. поступаюрщм соответственно на второ и первый входы блока, набора констант;,,--,,п,г,., а блок З.Ь хранения констант - для получения по входным величинам I и, (А) набора констант /, Д f ., ъ ,..Ч/е,1.(л) ,к-/ьм 11 ; L 5 Jjmj . Ч .,k-l| Vl -l1|. I5Jl.w, .-iU S - масштаб с номером f, 1 ( интервальный индекс числа А связь которого с1|.(А) опре деляется формул рй ,-/ если ( - 1ч-,(1-%,- Устройство для масштабирования сел в остаточной системе счисления работает следующим образом. Остаточныйкод (с(, числа -А, подлежащего масштабированию, через входы 1.1,1.2, ...,1 .k устройства принимается на входные регистры 3.1, 3.2,...,3.1, а номе t требуемого масштаба 5 через вход 46 устройства подается на элемент 4 задержки. После этого начинается первый такт работы устройства. Номер масштаба S с первого выхода элемента задержки 4 и цифра d кода числа А с выхода входного регистра устройства 3.1 поступают соответственно на первый и второй входы блока хранения констант 5.i и из его памяти считывается набор констант. Величины 0 j и п с j-ro и ()-ro выходов блока 5.i хранения констант поступают в блоки 7.j и 8 суммирования вычетов соответ ственно через i-e их входы. В ходе очередных Т тактов блок 7.j получитZv a блок 8 суммирования вычетов с помощью модульных сумматоров 18 и узла 19 формирования числа переполнений определяет величины На первом такте работы устройства остатки с выхода входных регистров 3.1, 3.2,...,3.k поступают также на соответствующие входы блока 6, который по истечении Т-го такта сформирует дополнительный кодТ(А) по модулю т интервального индекса (А) числа А. На (Т + 1)-м такте величина t и1 (А) с второго выхода элемента задержки 4 и выхода блока 6 подаются соответственно на первый и второй входы блока 5Д хранения констант и из его памяти считьгоается набор констант, р-я компонента которого передается во вспомогательньй регистр первой группы 9.р. На (Т+2)-м такте модульный сумматор 10.J, Складывая по модулю m:вычеты, сформированные на выходах блока 7.J суммирования и вспомогательного регистра 9.j, находит j-ю цифру , ||„ остаточного кода числа, которая с выхода сумматора 10.J передается во вспомогательный регистр 12.J второй группы.

Параллельно с этим величина у, сформированная на выходе числа пере полнений блока 8 суммирования вычетов, передается в реверсивный счетчик 13 через информационный его вход, а вьтеТы V и выхода результата блока 8 и выхо/а регистра .у подаются соответственно на первый и второй входы схемы сравнения 11, где вьфабатываются признаки д( + и- i (х

О,если

+ п.

t,l

V 4

1, в остальных случаях,

У.п.О,если

,1,в остальных случаях.

Величины tl и

Т с первого и второго выходов схемы сравнения 11 поступают соответственно на инкрементный и декрементный входы счетчика 13, в результате чего в нем формируется величина jp + f,, представляющая собой поправку Г.

На заключительном (Т+3)-м такте работы устройства величины . и Г с выходов регистра 12.j и счетчика 13 поступают соответственно на первый и второй входы сумматора коррекции 1A.J, который получает искомое значение +Г/1П; j-й цифры кода в остатках масштабирования А исходного числа А. Остаточный код

. ((2 jfltj, .., ,(Jtj) с выходов сумматоров коррекции 14.1, 14. 2,. . . 14.1 передается в выходные регистры 15.1, 15,2,..,,J5.V, а затем снимается с выходов 16.1,16.2,...,16.k устройства. На этом операция масштабирования числа заканчивается ,

Предлагаемое устройство для мас0штабирования чисел в остаточной системе счисления по сравнению с известным имеет более широкие функциональные возможности вследствие использования не одного, а целого на5бора положительных масштабов, единственным ограничением на выбор которых является принадлежность к диапазону системы с исления. Кроме того, результируемый в устройстве

0 алгоритм выполняется одинаково как для. положительных, так и для отрицательных чисел. Все это существенно расширяет область применения устройства. Благодаря конвейерной CTpyKtyре очередную операцию масштабирования можно начать уже по окончании первого такта предыдущей операции, что резко повьш1ает пропускную способность предлагаемого устройства по сравнению с известным.

Г J

Г

ч