Устройство для преобразования непозиционного кода в позиционный код Советский патент 1989 года по МПК H03M7/18 G06F7/72 

i

3 . 1510097 чисел в двоичную систему счисления, а также в системах цифровой обработки сигналов, включая позиционные, для масштабирования чисел вместе с преобразованием результата масштабирования в позиционный код. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет выполнения масштабирования. В устройство, содержащее 10 группу блоков 5.1-5.k хранения коне- - тант, группу блоков 8.1-8.П суммирования вычетов по модулю Р, группу сум-.

маторов 10.1-10.п по модулю Р, вспомогательный регистр 11, регистр 13 младшей цифры, группу счетчиков 14.1- 14.П-1 и блок 15 формирования переносов, введены элемент 3 задержки, блок 4 вычисления интервального индекса числа, регистр 6, блок 7 суммирования вычетов по модулю Р, блок. 9 памяти поправок масштабирования и реверсивный счетчик 12 с соответствующими связями. 1 ил..

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействующих вычислительных устройствах, функционирующих в модулярной системе счисления, для реализации различных немодульных операций, таких, как деление, умножение дробей, масштабирование, перевод чисел в двоичную систему счисления, а также в системах цифровой обработки сигналов, включая позиционные, для масштабирования чисел вместе с преобразованием результата масштабирования в позиционный код. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет выполнения масштабирования. В устройство, содержащее группу блоков 5.1-5.K хранения констант, группу блоков 8.1-8.N суммирования вычетов по модулю P, группу сумматоров 10.1-10.N по модулю P, вспомогательный регистр 11, регистр 13 младшей цифры, группу счетчиков 14.1-14.N-1 и блок 15 формирования переносов, введены элемент 3 задержки, блок 4 вычисления интервального индекса числа, регистр 6, блок 7 суммирования вычетов по модулю P, блок 9 памяти поправок масштабирования и реверсивный счетчик 12 с соответствующими связями. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействующих вычислительных устройствах, функционирующих в модулярной системе счис- ления для реализации различных немодульных операций, таких как деление, умножение дробей, масштабирование, перевод чисел в двоичнзпо систему счисления а также в системах цифровой обработки сигналов (цифровых фильтрах, процессорах БПФ и т.п.) включая позиционные, для масштабиро-

вания чисел вместе с преобразованием результата масштабирования в позици- (Онный код.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выполнения масштабирования.

На чертеже представлена схема устройства для преобразования непозиционого кода в позиционный код.

Устройство содержит вход 1 номера масштаба устройства, группу входов 2.1, 2.2, ..., 2.k модулярного кода устройства, элемент 3 задержки, блок 4 вычисления интервального индекса числа, группу 6JIOKOB 5.1, 5.2, ..., 5.k хранения констант, регистр. 6, блок 7 суммирования вычетов по модулю :Р, группу блоков 8.1, 8.2, ..., 8.п суммирования вычетов по модулю Р, бло 9 памяти поправок масштабирования, группу сумматоров 10,1,10.2, ..., 10.П по модулю Р, вспомогательный регистр 11, реверсивный счетчик 12, регистр 1.3 младшей цифры, группу Счетчиков 14.1, 14.2, ..., 14.П-1, блок 15 формирования переносов, группу выходов 16.1, 16.2, ..., 16,п.

Здесь и далее используются следующие обозначения: k - число оснований

модулярной системы счисления, п - количество цифр Р-ичного кода числа, Р - основание позиционной системы счисления ( 2+1, T logjk через ЗХtобозначается наименьшее число, не меньшее X), т,...,т основания модулярной системы счисления, являющиеся взаимно простыми числами, D -тМ 15.1,... ,niM( } диапазон моду i;

лярной системь счисления, М, П тл-,

вспомогательный модуль, выбирае- мьй из условий , m,2m,+k-2, n Jlogp mM.i/S,H С , 8„„„ т1п5д, S - набор масштабов, 1 е 0,1,... L-1 , L - число используемых масштабов ,

Элемент 3 задержки представляет собой цепочку из Т последовательно соединенных регистров разрядностью jlog,Lt бит, при этом вход первого и вьЕход последнего из регистров элемента 3 задержки являются соответственно входом и выходом элемента 3 задержки.

Блок 7 суммирования вычетов осуществляет сложение за Т тактов наборов из k-1 вычетов по модулю Р вместе с формированием числа переполнений. Блок 7 имеет Т-каскадную конвейерную структуру.

Блоки 8.1, 8.2, ..., 8.П-1 суммирования вычетов имеют (Т+1)-каскадную конвейерную структуру и осуществляют сложение за (Т+1) -тактов наборов из k вычетов по модулю Р с формированием числа переполнений, а блок 8.п осуществляет сложение за (Т+1) тактов наборов из k вычетов по модулю Р без

формирования числа переполнений. Блоки 8.1, 8,2, .,., 8.П суммирования вычетовреализуются аналогично

515

блоку 7, отличие состоит лишь в том, что вычет набора поступает на заключительном (Т+1)-м такте во входной регистр последнего каскада.

Блок 4 вычисления интервального индекса числа служит для определения по входному модулярному коду (с, ,с(,.

,...,о(.) числа Лев машинного интервального индекса числа А по форму ле

-1

i(A)|r|-l«i -jiL/5ij

i( m, I

m,

m.

m,

(1)

где c/( |Alm,-через Ylr обозначается наименьпшй неотрицательньй вычет, сравнимый с величиной Y по модулю:

, k-1 «(-т/™ 2, ..., k. Структурно блок 4 аналогичен блоку суммирования вычетов по модулю m,.

Блок 5.2, (,2....,k) вьшолнен на основе постоянного запоминающего устройства, обладающего емкостью ,- Ро|гг.гИ: /слон, разрядность

которых составляет (п+1) бит. В память блока 5.1 по адресу ef + . 1

записьшается набор констант

VI I 1 X /Ч I

./0/; ,1) , ci , ,..., (l

1-k-1).

Г

р, если X : Шд

l.

....,1.

Блок 9 памяти поправок масштабирования реализуется на основе, постоянно го запоминающего устройства, обладаю .,PC

щего емкостью 2 двухразрядных слов, в его память по адресу X +

3 foo-, р с +2 - Y записывается пара двух- значных величин у ))

Г 1, если- W. ,+w

в 1 о, в остальных случаях.

С

U.

если V .,+w 0

в остальных случаях.

де

,(i) Г ,v-i I Ml k.i -cl-l m;fSvl o - -s -J .

(2)

a 1

.HI

-dl

«( I , . . . , / - цифры Р-ИЧНОГО

представления числа, которые определяются следующим образом:

J 1 --H-J I k- Si j UP/ Sj

P

(3) / В память блока 5.k по адресу X +

focf 1ТЦ,С

+2 - 1 записывается набор констант

(Ь)

U)

(),

v,(x,i) , с/7,.... ;

где

25

,( PlX-Mu -i S l ,

J

i

если X ; m,

лА

Х-Шо , если X тр

(4)

of , , 0 V h цифры Р-ИЧНОГО

представления числа, которые опреде- 35 ляются следующим образом:

I

р, если X : Шд

...,1.

45

где

W ,

W

Ш

Г 2IX+YlP+k-11- L

50.

55

Х,У е 0,1,...,Р-1) , через Х обоз- начается ближайшее к X целое число.

Сумматор 10.1 (,2,...,п) является сумматором по модулю Р с форми- рованием признака переполнения и признака равенства суммы вычету (Р-1). Сумматор 10.1 может быть вьшолнен так-j как в известном устройстве и формирует набор величины г,П,-,Н,;

где

Z (X+YIP,

„ Г х+у . ,

П. -p-J, , о, если .

1, если

10

X С Jo,1....,k-2 , Y e U,1....,P-1}.

Блок 15 служит для формирования по входным величиная П П, Н, П,,, Н f,, значений переносов ,- 15 в (1+1)-й разряд Р-ичного кода числа (,2п-1).

j4, nj.vn-., -H.v...vn,H,H,...

...Hj,

,3,..0,n-t.

Блок 15 может быть реализован так, как в известном устройстве.

Устройство работает следующим образом.

На первом такте работы устройства цифра о, ; модулярного кода числа Ае D с входа 2oi устройства посту- пает на первый адресный вход блока 5.1 памяти для хранения констант, на второй адресный вход которого с входа 1 устройства поступает номер 1 требуемого масштаба Sj. Из памяти блока 5.1 считывается набор констант, компоненты которых определяются соотношениями (2) и (3). Величины и i. с первого и (j+1)-ro (,2, ...,п) выходов блока 5-. 1 поступают соответственно в блоки 7 и 8.j суммирования вычетЬв через 1-е их входы.

Одновременно с этим на первом такт номер 1 масштаба S j с входа 1 устройства передается в элемент 3 задержки, а модулярньй код (с/,-... ,с() числа, подлежащего масштабированию, посту- пает в блок 4 вычисления интервального индекса числа, который, реализуя формулу (1), по истечении Т-го такта на своем выходе сформирует машинный интервальный индекс l(A) числа.

На (T+D-M такте работы устройства величины 1(А) и 1 выхода блока 4 и выхода элемента 3 задержки подаются соответственно на первый и второй адресные входы блока 5.k, из памяти которого считывается кабор констант У.ц(1(А),1) компоненты которого опре0

5

0

5

0 5 0

д

,

деляются соотношениями (4) и (5).

При этом величина о с первого выхода

блока 5.k передается в регистр 6, а

величина (j 1,2п) с (j + 1)го выхода блока 5.k поступает в регистр Т-ого каскада блока 8.j суммирования вычетов через k-й его вход. Одновременно с этим по истечении (Т+ +1)-го такта на выходах суммы и переполнения блока 7 будут сформированы соответственно величины Гд и q

На (Т+2)-м такте величина q с выхода переполнения, блока 7 передается в реверсный счетчик 12 через его ин- формационньш вход, а вычеты d е с выхода регистра 6 и г с выхода суммы блока 7 подаются соответственно на первый и второй адресные входы блока 9 памяти поправки масштабирования, на первом и втором выходах блока 9 вьфа- батываются признаки у и г , значение которых определяется соотношением (6). Величины f и р поступают соответственно на инкрементнь1Й и декрементный счетные входы реверсивного счетчика 12, в результате чего в нем формируется величина 4,,+ у, представляющая собой поправку Г. Кроме того, по. истечении (Т+2)-го такта на выходах суммы и переполнения блока 8 суумро- вания вычетов будут сформированы величины г ; и q ..

На (Т+3)-и такте величина Г с выхода реверсивного счетчика 12 поступает на вход сумматора 10.1, величина гу( j 1,2,... ,п) с выхода суммы блока 8. j поступает на вход сумматора 10. j а величина qj(,2,...,п-1) с выходд .переполнения блока 8.1 передается на первьй вход сумматора 10.1+1. Сумматор 10о1, складывая по модулю Р вычеты Г и г, находит значение а, первой (младшей) цифры Р-ичного кода числа А g, являющегося целочисленной оценкой дроби A/S(, а также формирует признак переполнения П.,. Величина а, выхода суммы сумматора 10.1 пересыпается в регистр 13«

Сумматор 10.j (,3,...n), скла- дьшая по модулю Р вычеты q .., и г;, находит неточное значение 3 j j-и цифры Р-ичного кода числа А, а также формирует признак переполнения П . и (признак равенства суммы а.- вычету

ЧР-1) - Н;.

Величины а

2

i

, а с выходов

10

15

20

30

суммы сумматоров 10.2, 10.3, ..., 10.п передаются соответственно в. счетчики 14.1, 14.2у ..., l4.n-1 через информационные их входы, а признаки П„ , П, H.J, .,,, П„., Н„,, запоминаются во вспомогательном регистре 1 1 .

На заключительном {Т+4)-м такте работы устройства признаки Н и П| с выхода регистра 11 подаются на вход блока 15,. который на 1-м своем вьпсоде формирует значение переноса f р в (1+1)-й разряд Р-ичного кода числа.

Величина П с первого выхода вспомогательного регистра 11 и величины Dj , f n выходов блока 14 поступают соответственно на счетные входы счетчиков 14.1, 14.2, ...,. I4.n-1o После коррекции содержимого счетчика 14.1 в нем будет получена (1+1)-я цифра а,-, Р-ичного позиционного кода числа А0. Искомые значения цифр а, а, ..., а снимаются соот- 25 ветственно с выходов 16.1, 16.2, ..., 16.п устройства и на этом операция масштабирования числа с переводом результата в Р-ичный код заканчивается.

Благодаря конвейерной структуре предлагаемого устройства выполнение в нем новой операции масштабирования может быть начато уже на втором так- те текущей операции. Таким образом,

входные данные могут поступать еже- тактно.о Формулаиз обретения

Устройство для преобразования непозиционного кода в позиционный код, содержащее группу из k блоков хранения констант (k - число модулей системы счисления, группу из ц блоков суммирования вьиетов по модулю Р (п - количество цифр Р-ичного хода числа), группу из п сумматоров по модулю Р, вспомогательный регистр, регистр младшей цифры, группу из п-1 счетчиков и блок формирования переносов, причем группа входов модулярного кода устройства соединена с первыми адресными входами соответствующих блоков (хранения констант, кроме старшего группы, j-й выход (.f 2,3,...,п+1) 1-го блока хранения констант группы (,2,...,k) подклю- чен к 1-му входу (j-l)-ro блока суммирования вычетов по модулю Р группы, выход суммы (j-l)-ro блока суммирования вычетов по модулю Р груп35

40

45

50

0

5

0

0

5

5

0

5

0

пы соединен с входом первого слагаемого (j-l)-ro сумматора по модулю Р группы, йход второго слагаемого М-го сумматора по модулю Р группы соединен с выходом переполнения (М-1)-го блока суммирования вычетов по мoдyJ ю Р группы (,3,.,.,п), выход суммы первогб сумматора по модулю Р группы соединен с входом регистра младшей цифры, выход суммы М-го сумматора по модулю Р группы соединен с информационным входом (М-1)-го счетчика, выход признака переполнения первого сумматора по модулю Р группы, выходы признака переполнения и признака равенства суммы (Р-1) 1-го сумматора по модулю Р группы (,3,...,п-1) соединены соответственно с входами разрядов вспомогательного регистра, выход первого разряда которого соединен со счетным входом первого счетчика группы, выходы разрядов, кроме первого, вспомогательного регистра соединены соответственно с входами блока формирования переносов, выходы которого соединены соответственно со счетными входами счетчиков группы, кроме первого-, выходы регистра младшей цифры и выходы счетчиков группы являются группой выходов устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выполнения масштабирования, оно содержит элемент задержки, блок вычисления интервального индекса числа, регистр, блок суммирования вычетов по модулю Р, блок памяти поправок масштабирования и реверсивный счетчик, причем вход номера масштаба устройства соединен с входом элемента задержки и с вторыми адресными входами блоков хранения констант, кроме старшего, группы, группа входов модулярного кода устройства соединена с соответствующими входами блока вычисления интервального индекса числа, выход которого и выход элемента задержки соединены соответственно с первым и вто рым адресными входами старшего блока хранения констант группы, вход регист- ра соединен с первым выходом k-ro блока хранения констант группы, пер- вьй выход S-ro блока хранения конс- ,тант группы соединен с S-м входом блока суммирования вычетов по модулю Р (, 2, ..., k-1), выход регистра и выход суммы блока суммирования выП151009712

четов по модулю Р соединены соответст-ционный вход которого соединен с вывенно с первым и вторым адреснымиходом переполнения блока су14трования

входами блока памяти поправок масшта-вычетов по модулю Р, выход реверсивбирования, первый и второй выходы ко- -ного счетчика соединен с входом втоторого подключены соответственно к ин-рого слагаемого первого сумматора по

крементному и декрементному счетныммодулю Р группы, входам реверсивного счетчика, информа