Устройство для преобразования двоичного кода в двоично-десятичный Советский патент 1977 года по МПК G06F5/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВОИЧНОГО КОДА В ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ той и не может преобразовывать числа с плавающей запятой. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач, заключаюшееся в возможности преобразования двоичного кода, представленного в форме с плаваюш.ей запятой, в двоично-десятичный . Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок местного управления, блок порядков и корректирующих коэффициентов, регистр множимого, регистр множителя, четвертый и пятый элемен ты И, причем первый выход блока местного управления соединен с первыми входами чет вертого и пятого элементов И, выходы кото рых подключены к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ соответственно, вто рой вход четвертого элемента И соединен с выходом последовательного сумматора, второй вход пятого элемента И соединен с вых дом регистра множимого, а третий - с выходом регистра множителя, вход которого соединен с первым выходом блока порядков и корректирующих коэффициентов, второй вы ход и вход которого подключены соответств но к второй выход11ой шине и первой входной шине, вторая входная шина соединена с входом регистра множимого, второй выход блока местного управления соединен с входом распределителя импульсов, вторым входом первого элемента И и третьим входом второго элемента И. Математическое обоснование работы уст ройства следующее. Любое число в нормальной форме записы вается следующим образом: Y2 У,-2 - в двоичной системе счисления, YJ V|g-IO - в десятичной системе счисления, где у,,, П1 - соответственно значения мантиссы и порядка числа у в двоичной системе счисления, У|д,р - соответственно значения мантисВ десятичной систе сы и порядка числа счисления. то У,,-|0 Так как Yj, а 1 куда получаем выражение, которое положено в основу работы устройства: 2т V V ч,- V k - V 0 2. а г - корректирующий коэффициент двоичаюй мшiтиccы; V. - скоректированная мантисса двоичного кода, умноженная на величину К в двоичном коде. Поправочный коэффициент является изменяющейся величиной и рассчитывается за ранее для заданного диапазона преобразуемых чисел. После коррекций мантисса У„ может быть преобразована в двоично-десятичный код с помощью известного алгоритма, как обычная правильная дробь, методом умно- J в двоичном коде. жения на На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. В состав устройства входят блок 1 местного управления, блок 2 порядков и корректирующих коэффициентов, распределитель 3импульсов, регистр 4 множимого, регистр 5 множителя, элемент И 6, элемент задержки 7, элемент ИЛИ 8, элемент И 9, последовательный сумматор 10, элемент И 11, элемент И 12, элемент И 13, элемент ИЛИ 14, регистр 15 произведения. Выход элемента И 13 и выход блока 2 порядков и корректирующих коэффициентов являются соответственно первым и вторым выходом схемы. Вход регистра 4 множимого и вход блока 2 порядков и коэффициентов является соответственно первым и вторым входом схемы. Выходы блока 1 местного управления соединены со входами элементов И6, 11, 9, и12и распределителя 3 импульсов, выходы которого соединены с другими входами элементов И 12 и 13. Выходы блока 2 порядков и корректирующих коэффициентов соединены с шиной вывода двоично-десятичного пор.вдка и входом регистра 5 множителя, выход которого совместно с выходом регистра 4 соединены со входами элемента И 6, выход последнего совместно с выходом элемента И 9 через элемент ИЛИ 8 соединен со входом последовательного сумматора 10, выход которого соединен со входами элементов И 11, 12, и 13. Выходы элементов И 11 и 12 через элемент ИЛИ 14 соединены со входом регистра 15 произведения, выход которого через элемент 7 задержки соединен с другим входом последовательного сумматора 10 и со входом элемента И 9. Входы блока 2 порядков и корректирующих коэффициентов и регистра 4множимого соединены с шинами ввода порядков и мантиссы двоичного кода соответственшо. Выход схемы И 13 соединен с шиной вывода двоично-десятичного кода мантиссы. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии регистры 4 множимого, 5 множителя и 15 произведения сбрасываются в нулевое положение. По вводным Щ1шам в регистр 4 множимого и в блок 2 порядков и корректирующих коэффициентов заносится двоичный прямой код мантиссы и порядка преобразуемого числа соответственно. В блоке 2 порядков и корректирующих коэффициентов выбираются двоично-десятичный порядок числа, который поступает на входную шину, и корректирующий коэффициен который вносится в регистр 5 множителя. В блоке 1 местного управления вырабатывается сигнал умножения на корректирующий коэффициент, который открывает элементы И 6 и 11. В устройстве формируется схема умножения последовательного действия, состоящая из регистров 4 множимого и 5 множителя, эелементов И б, ИЛИ 8 последовательного сумматора 10, элементов И 11 и ИЛИ 14, регистров 15 произведения и элемента 7 задержки. Длина регистра 4 множимого равна (2,+1 разрядов, регистра 5 множителя - п. разрядов, регистра 15 произведения - () разрядов и элемента 7 задержки - 2 разряда. Сдвиг информации в регистрах 4 множимого и 15 произведения осуществляет ся от тактирующей серии импульсов; а регистра 5 множителя на один разряд в каждо цикле. Код регистра 4 множимого, задержа ный в каждом цикле на один разряд, в зави симости от СОСТ05ШИЯ ( О или 1) старщега разряда регистра 5 множителя, поступает через элементы И 11 и ИЛИ 14 в регистр 15 произведения. В следующем цикле сдвинутый на один разряд относительно предыдущего цикла код регистра 4 множимого так же в зависимости от нового состояния старщего разряда регистра 5 множителя поступает на вход сумматора 10, на другой вход которого пос тупает значение суммы предыдущего цикла. Полученная сумма вновь записывается в регистр 15 произведения Сигнал y шoжeния из блока 1 местного управления имеет длительность и циклов . За это время происходит умножение двоичной мантиссы, записанной в регистр 4 множимого, на поправочный коэффициент, записанный в регистр 5 множи а полученное значение произведения теля, v хранится в регистре 15 произведения В С П + 1) цикле в блоке 1 местного управления прекращается сигнал умножение и вырабатывается сигнал преобразование, по которому открываются управляющие входы элементов И 9 и 12. Полученное значение произведения V из регистра 15 произведения поступает на входы сумматора 10 двумя путями - через элемент 7 задержки и без задержки через элементы И 9 и ИЛИ 8 . Таким образом сумматором 1О производится сложение одного и того же числа, но со сдвигом одного относительно другого на два разряда, что эквивалентно умножению его на О,1О10. В результате на выходе сумматора получается первая тетрада числа в двоичнодесятичном коде, которая по сигналу распределителя 3 импульсов поступает через элемент И 13 на выходную щину. Остаток числа через элементы И 12 и ИЛИ 14 записывается в регистр 15 произведения, из которого он вновь поступает на входы сумматора 10 по тем же путям, что и у происходит выделение 2-й тетрады и нового остатка. Таким образом процесс продолжается до выделения требуемого количества тетрад. В современных вычислительных средствах все подготовительные операции (ввод, вывод, передача информации по каналам связи, преобразование информации и т. п.) вы- полняются с использованием арифметического устройства, что резко снижает общую производительность мащины при рещении основных задач. При преобразовании чисел с плавающей запятой програмк-шым способом время выполнения преобразования, занимаемое в арифметическом устройстве, еще более возрастает, так как необходимо выполнять длительные операции улшожения на поправочные коэффициенты. Предлагаемое устройство позволяет полностью освободить арифметическое устройство для производительной вычислительной работы, что приводит к существенной экономии машинного времени, которое можно оценить следующим образом. Если обрабатывается Ы чисел, то лчАш - N -т , ,--(h4-ELk)-t i время выполнения операции умноТ - время преобразования К двоичнодесятичных тетрад; Ti П - число двоичных разрядов мш тиссы преобразуемого числа; t - время одного цикла обращения сдвигающегх) регистра. где И - число двоично-десятичных тетрад. Таким образом, например, при f 11 24, k 7, N 100, TMAU. OS которые освобождаются в арифметическом устройстве для производительной работы. Кроме того, предлагаемое устройство оперирует с числами, представленными в форме с плавающей запятой, что существено расширяет диапазон решаемых задач .