Устройство для масштабирования чисел в модулярной арифметике Советский патент 1990 года по МПК G06F7/72 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для выполнения масштабирования (округления) над числами с модулярной арифметике.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На чертеже представлена схема устройства для масштабирования чисел в модулярной арифметике.

Устройство содержит группу информа ционных входов 1-1 - 1-п устройства (п - количество модулей), блок 2 хранения констант для вычисления ранга, блок 3 хранения констант для вычисления поправки, группу блоков - 4 П хранения констант масштабирования, выход 5 правильности масштабирования устройств а, блок 6 сумматоров ранга, блок 7 сумматоров поправки, группу блоков - 8-п, модульных сумматоров масштабирования, схему 9 сравнения с константой, группу регистров 10-1 - 10(п+1), блок 11 хранения констант ранга, сумматор 12 поправки, первую группу модульных сумматоров 13-1 - 13-п, вторую труп-, пу модульных сумматоров 14-1 - 14«п, группу информационных выходов 15-1 - 15«-п устройства, с первого по третий тактовые входы 16-18 устройства.

Блоки 2-4 хранения соответствующих констант состоят из п запоминающих узлов каждый. Блок 11 хранения констант ранга содержит п+1 запоми- tнающих узлов. Константы для вычисления ранга имеют разрядность 2jlog n 5ит, константы поправки - log2n 5ит, разрядность констант масштабиро- нания равна разрядности соответствую- цих модулей Г бит (,n). Влоки 6-8 выполнены по пирамидальной схеме и имеют разрядность соответственно 3 logtn,2 logtn и logЈp, бит. Регистры 10 служат для хранения промежуточных результатов поправки и масштабирования. Схема 9 сравнения с: константой реализует логическую функцию И-НЕ.

Сумматор 12 поправки служит для сложения поправки с дробной частью константы ранга и дает окончательное значение поправки. Первая группа модульных сумматоров предназначена для модульного сложения промежуточного результата масштабирования и целой части константы ранга по соответствующим модулям. Вторая группа модуль

ных сумматоров служит для коррекции результата масштабирования путем модульного сложения его с целой частью поправки и дает на выходе промасшта- бированное число.

Устройство реализует KD-модель модулярной арифметики, в которой соответствующие константы определяются по формулам:

константы для вычисления ранга,

|m.K.+i2i.ljP; 11 Ј I

константы для вычисления поправки

20

M/n4 d«+2if-)/P,. Г

I KP; j

константы ранга

1а2 ±1

и

К 2К I i константы масштабирования

, , }NM М-1 d ( Г 2К

Wm.,.

КР.

Р. , , ,n,

5

0

, гДе ;

Р

п

Р,К

:

остатки исходного числа; основания системы; число оснований;

диапазон системы, га,

;

масштабный коэффициент; ранг числа; целая часть; дробная часть; точностный параметр.

Устройство работает следующим образом.

Код числа в остатках, которое необходимо промасштабировать, по входам 1 группы поступает на адресные входы блоков 2-4 хранения констант. Константы, считанные из блоков 2-4 хранения констант по сигналу входа 16, суммируются соответственно в блоках 6 и 7 сумматоров и блоках 8 модульных сумматоров. При этом в блоке 6 сумматоров на выходах старших Jlog п разрядов формируется значение ранга входного числа, сигналы выходов следующих J разрядов анализируются в схеме 9, выход котоD15

рой является выходом 5 устройства, младшие logzn разрядов не используются. Логическая 1м на выходе схемы 9 означает правильность ранга (масштабирования) .

Промежуточные значения поправки и промасштабированного числа, полученные соответственно в блоках 7 и 8, фиксируются по сигналу входа 17 в регистрах 10. Код ранга поступает на адресные входы блока 11 хранения констант ранга, константы из которого по сигналу входа 18 считываются в сумматор 12 поправки и модульные сумматоры 13 первой группы, где суммируются соответственно с промежуточными результатами поправки и масштабирования. На выходах старших разрядов сумматора 12 поправки образуется окончательное значение поправки, которое поступает во вторую группу модульных сумматоров 14, а выходы младших J logj пГ- разрядов не используются. С выходов модульных сумматоров 13 первой группы результат масштабирования поступает на вход второй группы модульных сумматоров 14, где осуществляется коррекция путем модульного сложения с поправкой. С выходов модульных сумматоров 14 второй группы промасштабированное число поступает на выходы 15 группы устройства.

Положительный эффект изобретения состоит в формировании признака правильности масштабирования.

I

Формула изобретения

Устройство для масштабирования чисел в модулярной арифметике, содержащее группу блоков хранения констант масштабирования, блок сумматоров ранга, блок сумматоров поправки, группу блоков модульных сумматоров масштабирования, схему сравнения с константой, группу регистров, сумматор поправки, первую и вторую группы модульных сумматоров, причем группа информационных входов устройства соединена с адресными входами блоков хранения констант масштабирования группы, выходы которых соединены с входами слагаемых соответствующих блоков мо- дульных сумматоров масштабирования группы, выходы регистров группы сое6056

динены с входами первых слагаемых соответственно сумматора поправки и модульных сумматоров первой группы, выходы модульных сумматоров второй группы являются соответствующими информационными выходами группы устройства,, первый тактовый вход которого соединен с входами разрешения чтения

0 блоков хранения констант масштабирования группы, второй тактовый вход устройства соединен с входами разрет шения записи регистров группы, о т- личающееся тем, что, с це5 лью повышения быстродействия, оно содержит блок хранения констант для вычисления ранга, блок хранения констант для вычисления поправки и блок хранения констант ранга, причем труп0 па информационных входов устройства соединена с адресными входами блока хранения констант для вычисления ранга и блока хранения констант для вычисления поправки, входы разрешения

5 чтения которых соединены с первым тактовым входом устройства, выходы блока хранения констант для вычисления ранга соединены с входами соответствующих слагаемых блока суммато0 ров ранга, выходы групп разрядов которого соединены соответственно с адресным входом блока хранения констант ранга и с входом схемы сравнения с константой, выход которой является выходом правильности масштаби- рования устройства, третий тактовый вход которого соединен с входом разрешения чтения блока хранения констант ранга, выходы которого соединены с входами вторых слагаемых сот- ответственно сумматора поправки и модульных сумматоров первой группы, выход сумматора поправки соединен с входами первых слагаемых модульных сумматоров второй группы, входы вторых слагаемых которых соединены с выходами соответствующих модульных сумматоров первой группы, выходы блока хранения констант для вычисления поправки соединены с входами соответствующих слагаемых блока сумматоров поправки, выход которого и выходы блоков модульных сумматоров масштабирования группы соединены с информационными входами регистров группы

0

5

0

5

соответственно.

Изобретение относится к области вычислительной техники, позволяет повысить быстродействие устройства масштабирования чисел, представленных в модулярной форме, и обеспечивает возможность масштабирования на произвольное фиксированное число. Устройство содержит блок 2 хранения констант для вычисления ранга, блок 3 хранения констант для вычисления поправки, группу блоков 4 хранения констант масштабирования, блок 6 сумматоров ранга, блок 7 сумматоров поправки, группу блоков 8 модульных сумматоров масштабирования, схему 9 сранения с константой, группу регистров 10, блок 11 хранения констант ранга, сумматор 12 поправки, группы модульных сумматоров 13 и 14 с соответствующими связями. 1 ил.