Устройство для вычисления логарифмов Советский патент 1988 года по МПК G06F7/556 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в специальных вычислительных устройствах и устройствах автоматики.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства для вычисления логарифмов 16-разрядного числа.

Устройство содержит регистры 1 сдвига, вход 2 тактовой частоты, формирователь 3 импульса по спаду, реверсивный счетчик 4, элемент НЕ 5, элементы И-НЕ 6-9, элементы НЕ 10, 1, элементы И-НЕ 12-16, вход 17 запуска, вход 18 задания режима устройства, входы-выходы 19-29.

Сущность вычисления антилогарифма состоит в дополнении к мантиссе логарифма со стороны ее старшего разряда логической единицы и последующем анализе величины характеристики логарифма.

сдвига 1 не появится единица, которая за-претит прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 9 на вычитающий вход реверсивного счетчика 4 и на входы синхронизации регистров 1 сдвига. Одновременно на выходе эле.мента И-НЕ 12 формируется положительный перепад, сигнали- зирующир о том, что вычисление логарифма закончено. Этот перепад возникает за счет появления уровня «О на входе элемента И-НЕ 12. Характеристика логарифма имеется на выходах реверсивного счетчика 4, а мантисса - на выходах, регистра 1 сдвига. Например, требуется вычислить логарифм числа 257;о. Его двоичная запись имеет вид 257 - 00000001000000012.

Под воздействием импульса запуска в реверсивный счетчик 4 записывается ин10

15

формация ления

15,„ 11

Ig. Процесс вычис- логарифма заканчивается, как соответствующей этой мантиссе. Величина 20 только старшая текущая единица логар.чф- характеристики определяет, сколько раз на-муемого числа сдвинется на место старсдвига 1 не появится единица, которая за-претит прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 9 на вычитающий вход реверсивного счетчика 4 и на входы синхронизации регистров 1 сдвига. Одновременно на выходе эле.мента И-НЕ 12 формируется положительный перепад, сигнали- зирующир о том, что вычисление логарифма закончено. Этот перепад возникает за счет появления уровня «О на входе элемента И-НЕ 12. Характеристика логарифма имеется на выходах реверсивного счетчика 4, а мантисса - на выходах, регистра 1 сдвига. Например, требуется вычислить логарифм числа 257;о. Его двоичная запись имеет вид 257 - 00000001000000012.

Под воздействием импульса запуска в реверсивный счетчик 4 записывается ин0

5

формация ления

15,„ 11

Ig. Процесс вычис- логарифма заканчивается, как 0 только старшая текущая единица логар.чф- муемого числа сдвинется на место стар

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах и устройствах автоV матики. Изобретение позволяет снизить аппаратурные затраты на устройство для вычисления логарифмов при одновременно;,: повышении точности вычисления антилогарифмов, которое осуществляется сдвигом исходной мантиссы с добавлением к ней логической единицей со стороны старшего разряда в сторону младших разрядов с одновременным анализом на реверсивнол счетчике характеристики логарифма,соответ- ствующей рассматриваемой мантиссе. Устройство содержит регистры сдвига 1 вход 2 тактовой частоты ц , формирователь импульса 3 по спаду, реверсивный счетчик 4, элемент НЕ 5, элементы И-НЕ 6-9, элементы НЕ 10, И, элементы И-НЕ 12-16, вход запуска 17, вход 18 задания режима устройства. 1 ил. to .С . со 4 . ГО со

до сдвинуть в сторону младших разрядов дополненную мантиссу. Сдвинутая в сторону младших разрядов дополненная мантисса является искомым антилогарифмом.

Устройство для вычисления логарифмов работает следующим образом.

Для осуществления логарифмирования на входе 18 выбора режима устройства

25

должен быть уровень

приходом отшего разряда регистра I сдвига. Для этого информацию надо сдвинуть в сторону старщих разрядов для данного случая семь раз. За это вре.мя информация реверсивного счетчика у.меньшается на семь и равна 15io-7io 8io 10002.

Таким образом, двоичный логарифм числа равен 1000,000000010000000. Семь нулей мантиссы правее единицы сформирорицательного импульса запуска с входа 17 .,,-, вались в результате семикратного сдвига .... .....ч вправо нулевой информации на входе сдвига вправо регистра сдвига.

на вход предварите;1ьнои установки реверсивного счетчика 4 в счетчик записывается информация 1111. При .этом на выходах элементов И-НЕ 8 и 16 присутствуют уровни «1, которые, поступая на входы управления записью-сдвигом регистра 1 сдвига, устанавливают его в режим параллельно ввода. Формирователь 3 выделяет спад импульса запуска, который через элемент И-НЕ 13 поступает на вход синхронизации регистра 1 сдвига, вызывая запись информации. Через интервал времени, рав- 40 пый длительности импульса запуска, на выходе элемента И-НЕ 8 находится уровень «О, а на выходе элемента И-НЕ 16 сохраняется уровень «1. Такая комбинация логических уровней на входах уцрав;1ения записью-сдвигом регистра 1 сдвига подготавливают регистр к сдвигу информации в сторону старщих разрядов. Если записанное в регистр I входное числе таково, что его старгиий разряд равен нулю, то

Для осуществления антилогарифмирования на входе 18 задания режима уст25 ройства. должен быть уровень «О. На .информационные входы регистра 1 сдвига подается значение мантиссы, а на входы предварительной установки реверсивного счетчика 4 - значение характеристики. С приходом отрицательного Импульса запуска на вход 17 устройства и на вход разрешения записи реверсивного счетчика 4 в счетчик записывается значение характеристики. При этом на выходах элементов И-НЕ 8 и 16 присутствуют «1, которые, поступая

.г на входы управления записью-сдвигом регистра 1 сдвига, устанавливают его в режим параллельного ввода. Формирователь 3 выделяет спад импульса запуска, который через З лемент И-НЕ 13 поступает на входы синхронизации регистра 1 сдвига, вызыэлемент И-НЕ 9 открывается, импульсы 0 запись значения мантиссы. Через интервал времени, равный длительности импульса запуска на выходе элемента И-НЕ 8 сохраняется уровень «1, а на выходе элемента И-НЕ 16 присутствует уровень «О. Такая комбинация логических уровней на вхотактовоИ частоты проходят с входа 2 устройства через элемент И-НЕ 9 на вы- читаюнщй вход реверсивного счетчика 4, а через элемент И-НЕ 13 на входы синхронизации регистра 1 сдвига. Информация,

записанная в реверсивный счетчик 4 им-55 дах управления записью-сдвигом регистра 1

пульсом запуска, с каждым тактовым им-сдвига подготавливает регистр к сдвигу

пульсом уменьшается на единицу до техзаписанной информации в направлении от

пор, пока в старшем разряде регистрастарщих разрядов к младши.ч.

5

шего разряда регистра I сдвига. Для этого информацию надо сдвинуть в сторону старщих разрядов для данного случая семь раз. За это вре.мя информация реверсивного счетчика у.меньшается на семь и равна 15io-7io 8io 10002.

Таким образом, двоичный логарифм числа равен 1000,000000010000000. Семь нулей мантиссы правее единицы сформиро0

Для осуществления антилогарифмирования на входе 18 задания режима уст5 ройства. должен быть уровень «О. На .информационные входы регистра 1 сдвига подается значение мантиссы, а на входы предварительной установки реверсивного счетчика 4 - значение характеристики. С приходом отрицательного Импульса запуска на вход 17 устройства и на вход разрешения записи реверсивного счетчика 4 в счетчик записывается значение характеристики. При этом на выходах элементов И-НЕ 8 и 16 присутствуют «1, которые, поступая

г на входы управления записью-сдвигом регистра 1 сдвига, устанавливают его в режим параллельного ввода. Формирователь 3 выделяет спад импульса запуска, который через З лемент И-НЕ 13 поступает на входы синхронизации регистра 1 сдвига, вызы0 запись значения мантиссы. Через интервал времени, равный длительности импульса запуска на выходе элемента И-НЕ 8 сохраняется уровень «1, а на выходе элемента И-НЕ 16 присутствует уровень «О. Такая комбинация логических уровней на вхоЕсли значение характеристики, записанной в реверсивный счетчик 4, не равно i5io llll2, на выходе элемента И-НЕ б присутствует уровень «1, который разрешает прохождение через элемент И-НЕ 14 импульсов тактовой частоты на суммирующий вход реверсивного счетчика 4, а через элемент И-НЕ 13 - на входы синхронизации регистра 1 сдвига. Информация, записанная в реверсивный счетчик 4, с

И-НЕ и формирователь импульса по спаду, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом регистра сдвига, вход разрешения записи которого соединен с выходом первого элемен- та И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ и входом суммирования реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, первый

каждым тактовым импульсом увеличивается Ю вход которого соединен с входом такто- на единицу до тех пор, пока счетчик невой частоты устройства и первым входом

установится в состояние Illl2 15io. Это состояние вызывает появление уровня «О

на выходе элемента И-НЕ б, который запревторого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входом задания режима устройства и первыми входами четвертого

щает прохождение тактовых импульсов че- j и пятого элементов И-НЕ, вторые входы рез элемент И-НЕ 14 на суммирующийкоторых соединены соответственно с выховход реверсивного счетчика 4 и на входы синхронизации регистра 1. Счет счетчика и сдвиг регистра прекращаются. Одновременно на выходе элемента И-НЕ 12 формируется положительный перепад, сигнализирую- 20 первого элемента НЕ, первым входом седь- плий о том, что вычисление антилогариф-мого элемента И-НЕ и вторым входом

третьего элемента И-НЕ, выход седьмого элемента И-НЕ соединен с первым Г)ходом восьмого элемента И-НЕ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом четвертого элемента И-НЕ и выходом старшего разряда регистра сдвига и входом запуска устройства, подключенного к первому входу идестого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом

ма закончено. Этот перепад возникает за счет появления уровня «О на входе элемента И-НЕ 12. Значение антилогарифма появляется на выходах регистра 1 ,г сдвига.

Например,требуетсявычислить

число, логарифм которого равен 1000,000000010000000. Под воздействием импульса запуска в реверсивный счетчик

дом окончания вычисления устройства, выход пятого элемента И-НЕ соединен с первым входом управления регистра сдвига, второй вход управления которого соединен

записывается характеристика 10002 8iQ, а в зо выходом шестого элемента И-НЕ, выходы

регистр 1 сдвига 10000000100000002. Процесс вычисления антилогарифма заканчивается, как только реверсивный счетчик 4 принимает состояние , т. е. до остановки на счетчик поступает семь имразрядов реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами девятого элемента И-НЕ, выход которого через третий элемент НЕ соединен с вторым входом седьмого элемента И-НЕ, третий вход третьепульсов тактовой частоты. Значит информа- -jr го элемента И-НЕ соединен с выходом ция, записанная в регистр 1 сдвига,девятого элемента И-НЕ, вы%од старшего

разряда регистра сдвига соединен через второй элемент НЕ с третьим входом второго элемента И-НН, вхтэд запуска устройства соединен с входом формирова- 40

сдвигается за это время семь раз и к моменту остановки сдвига принимает значение 0000000100000001 257,„ .

Формула изобретения

Устройство для вычисления логарифмов, содержащее регистр сдвига, реверсивный счетчик и два элемента НЕ, причем вход запуска устройства соединен с входом синхронизации реверсивного счетчика, вход задания режима устройства соединен с входом первого элемента НЕ, отличающееся тем, что, с целью упрощения, оно содержит третий элемент НЕ, девять элементов

45

теля импульса по спаду, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, информационный вход реверсивного счетч - ка соединен с входом логической единицы устройства и входом старшего разряда информационного входа регистра сдвига, выходы регистра сдвига и реверсивного счетчика соединены, с выходом функции устройства.

И-НЕ и формирователь импульса по спаду, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом регистра сдвига, вход разрешения записи которого соединен с выходом первого элемен- та И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ и входом суммирования реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, первый

первого элемента НЕ, первым входом седь- мого элемента И-НЕ и вторым входом

дом старшего разряда регистра сдвига и входом запуска устройства, подключенного к первому входу идестого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом

дом окончания вычисления устройства, выход пятого элемента И-НЕ соединен с первым входом управления регистра сдвига, второй вход управления которого соединен

выходом шестого элемента И-НЕ, выходы

разрядов реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами девятого элемента И-НЕ, выход которого через третий элемент НЕ соединен с вторым входом седьмого элемента И-НЕ, третий вход третье го элемента И-НЕ соединен с выходом девятого элемента И-НЕ, вы%од старшего

разряда регистра сдвига соединен через второй элемент НЕ с третьим входом второго элемента И-НН, вхтэд запуска устройства соединен с входом формирова- 0

5

теля импульса по спаду, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, информационный вход реверсивного счетч - ка соединен с входом логической единицы устройства и входом старшего разряда информационного входа регистра сдвига, выходы регистра сдвига и реверсивного счетчика соединены, с выходом функции устройства.