Устройство для логарифмирования двоичных чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F7/38 

Изобретение относится к области . ровой вычислительной технгаси и может быть использовано при построении цифровых люгарифмирующях устройств и логарифмических преобразователей. Известно устройство даш тфвбпвжев кого логарифмирования двоичных чисел, содбржащее блок выделения зиачащего разряда, дешис датор характе1Я1стики, блок сдвига и бпок синхрониэапив i. Недостатком данного устройства явля ется низкое быстродействие и большой объем аппаратуры, свяэанвьтй с наличием блока синхронизация. Наиболее близким по технической сущноста и схемному решению является устройство для приближенного логарифмирования двоичных чисел, содержащее дешифратор характеристики и блок сдвига, выпол-ненный на коммутаторах, выходы дешифратора характеристики соединены с управляющими входами блока сдвига .2j . Кроме того, «Р устройство содержит блок определения лмера старшего зйачащего разряда и блок управления сдвигом. Недостатком известного устройства является относительно большой объем ис« пользованной аппаратуры. Целью изобретения является упрощ&ние устройства за счет сокращения объема оборудования. Это достигается тем, что в нем блок сдвига состоит из В групп коммутаторов по Я коммутаторов в каждой группе, где И - количество разрядов входного числа, коммутаторы j й группы () содержит по Kj информаюонных входов, причем tIKjaH выходы коммуторову -И группы Су - 1 т (В-1)5 соединены с первыми информационными входами одноименных коммутаторов (у-«-1)-й группы, выходы коммутаторов 6-й группы соединены с выходными шааемя мантиссы, одноименные входы управления коммутаторов i -и группы объединены и соединены с j -и группой выходов дешифратора характеристики,()-я группа выходов которотчэ соединена с выходными шинами характеристики, i KJ информационный вход уп -го коммутатора j -и группы - Л К. ,. 1 соединены с первы м -информационным axo дом Гт+ {(V-1) -го коммутато рй той же группы, первой информаяирн- ный вход 2-го коммутатора j -и труппы -Tr(-4r)(vo . соединен С входом в -} -и группе входов дешифратора; характеристики. На фиг. 1 приведена блок-схема пред лагаемого устройства, на фиг. 2, 3 примеры его реализации для погарифмирова.„ния 8-раэрядных чисел при использоваии коммутаторов различных типов. Предлагаемое устройство (фвг. 1) со держит дешифратор 1 характертстики, 8 групп коммутаторов 2, блок Сдвига 3 шины входного числа шинь характеристики 5, шины мантиссы ®п-1 Коммутаторы первой группы содержат К информационных входов, коммутаторы второй групгпз - К информационных входов и т.д., при этом ПК К rt Выходы коммутато ров первой группы боединеяы с первыми информационными входами одноименных коммутаторов второй группы, выходы коммутаторов второ группы Соединены с. первыми информацво яыми входами одтюименнь)Х коммутаторо третьей группы и т.д.В первой группе а-и информационный ВХОЙ 1-го, 2-го, 3-T4D... Ьа+Х. is --f--а-± го - - 41. , , . . . коммутаторов соединен с первым информационный входом 4 {о/-1) 2((уН)го,1а«-(, коммутаторов соответственно. Во второй группе (З-й информационный вход , 2-го, 3-го... .jo L, ,f-CVJ кЬМмутаторов соединен с первым янформ Ш10ННЫМ входом Hi-({V-О 7ir-20 2(()to, м«у.го, го коммутаторов соответственно, в 6-й гру пе -й информационный вход 1-го, 2-го, 3-го ...i П К. коммутаторов соединен с первым информационным входом x).л,., ПК. iz 24.) , 2.+f(-l)0 ПК.ПК. i-t 1 -го коммутаторов соответственно. На остальные информационные входы ком иутаторов подается логический О. Входы дешифратора характеристики соединены с первыми информационными входами 1-го, 2-го, 3-го... П (-(- )-го, коммутаторов первой группы; , 2-то, 3-го... коммутаторов второй группы, с первыми информационными входами 1-го, 2-го, гй-(-4:)го ПК. 1 . коммутаторов каждой J -и группы (при этом ). Соответствующие входы управления всех коммутаторов в каждой группе соединены между собой и с выходами дешифратора характеристики, Входное число подается через шины на первые информационные входы коммутаторов первой группы, причём 1,2, 3... и разряды входного числа подаются на шины 4, ,,.4) соответственно. В результате выполнения операции логарифмирования ва шипах вг)-, 6гч-2...6| появятся И г-1, п-,... 1 разряды мантис. сы, соответственно. В первом варианте реализации устройства (см. фиг. 2) блок сдвига содержит три группы коммутаторов по 8 коммутаторов в каждой. Все коммутаторы содержат по дба информационных входа. Разряды входного кода поступают на первые информационные входы коммутаторов первой группы соответственно, четыре старших разряда входного двоичного числа поступают на входы дешифратора характеристики. Если старшим значащим ( разрядом входного числа является одян; из этих.четырех разрядов, то на входы управления коммутаторов первой группы с первого выхода дешифратора характеристики поступит сигнал логической 1, который разрешит прохождение на выход коммутаторов первой группы; информаци поступающей на первые информационные входы, то есть на выходах коммутаторов появится входное двоичное чиспо, Бзпй же ни один из четырех старших разрядов не имеет едшшчного значения, то на входы управления коммутаторов первой группы с первого выхода дешифратора характеристики поступит сигнал логического О, который разрешит прохождение на выход коммутаторов первой группы информации, поступающей на вторые информационные входы, то есть на выходах коммутаторов появится выходной код, представляющий собой входное двоичное число, сдвинутое на четыре разряда в сторону старших. Выходной код коммутаторов первой группы поступает на первые информационные входы коммутаторов второй группы, сигналы с выходов первого и второго ком мутаторов первой группы поступают на вход дешифратора характеристики. Бели единичное значение выходного Кода перво группы коммутаторов является восьмой или седьмой , то на входы управления ком К утаторов второй группы со второго выхода дешифратора характеристик поступи сигнал логической 1, который разрешит прохождение на выходы коммутаторов вто рой группы информации, поступающей на первые информаиионные входы, же ни восьмой или седьмой разряды не имею единичного значения, то на входы управле ния коммутаторов второй группы, со второго выхода дешифратора характеристики сигнал логического О, который разрешит прохождекие на выход коммутаторов второй группы .информации, поступающей на вторые информационные входь, то есть на выходах коммутаторов появится выходной код первой группы коммутаторов, сдвинутый на два разряда в сторону старших. Выходной код второй группы коммутаторов поступает на первые информационные входы коммутаторов тре1ъе группы, а сигнал с выхода первого коммутатора второй группы поступает на вход дешифратора характеристики. Если старшим разрядом выходного кода второй группы коммутаторов, имеющим единичное значение является восьмой, то на входы управления коммутаторов третьей группы с третьего выхода дешифратора характеристики поступит сигнал логической 1, разрешающий прохождение на выходы коммутаторов информации, поступающей на первые информагоюнные входы. 7 606 То есть на выходах коммутаторов появится выходной код второй группы комI мутаторов. Бели же восьмой разряд не является старшим значащим разрядом, то на входы управления коммутаторов третьей группы третьего выхода дешифратора характеристики поступит сигнал логического О, который разрешит прохождение на выход коммутаторов информации, поступающей на вторые информационные входы. То есть на выходах ком утаторов третьей группы появится выходной код второй группы коммутаторов, сдвинутый на один разряд в сторону старших. Работа устройства поясняется на, следующих примерах: Пример, 01010111 - входное число 01010111 - выходной код 1группы 01010111 - выходной код 2группы 1 1 О 10101110-выходной код 3 группы харшстеристика мантисса П р и м е р 2. 00001101 - входное число 11010ООО - выходной код 1 группы 11010000 - выходной код 2группы 1. 1 11О100ОО.- выходной код 3группы арактеристика мантисса П р и м е р 3 00000011 - выходное число 00110000 - выходной код 1группы 11000000 - выходной код 2группы 0111000ООО - выходной код 3 группы арактеристика мантисса Во втором варианте реализации устойства (см, фиг. 3) блок сдвига содерит две группы коммутаторов. Все. комутаторы первой группы содержат два нформационных входа, а все коммутатоы второй группы - четыре информационых входа, Устройстгво работает следующим обраом. Работа первой группы коммутаторов налогична работе первой группы коммуаторов первого варианта реализации устойства. Выходной код первой группы оммутаторов подается на первьге инфор 77 мационные входы коммутаторов второй группы . Сигнапы с выходов первых четырех коммутаторов первой группы поступают на дешифратор характеристики. Если старшим значащим разрядом выходного кода первой группы коммутаторов .является восьмой, то с выхода дешифратора характеристики на первый вход управления коммутаторов второй группы поступит сигнал логической 1, разрешающий прохождение на выходы коммутаторов информации, поступающей на первые информационные входы, то есть на выходах коммутаторов второй группы появится выходной код первой грутпш коммутаторов. Бели старшим значащим разрядом выходного кода первой группы коммутаторо является седьмой или шестой, то с выхода дешифратора характеристики соответст венно на второй или третий вход управле ния коммутаторов второй группы поступает сигнал логической 1, разрешающий прохождение йа выходы .коммутаторов ин формации, поступающей на вторые или трет внформационные входы соответственно. При этом на выходах коммутаторов . второй группы появится выходной код пе вой группы коммутаторов сдвинутый на два или три разряда в сторону старших соответственно. Бели ни оди1а из трех старш)ях разрядов не является старшим значащим разрядом выходюго кода первой группы коммутаторов, то с выхода дешифратора характеристики на четвер)гый вход управлениякоммутаторов вто рой группы поступит сигнал 1, разрешающий прохождение На выходы коммутаторов информации, поступающей йа четвертые информационные входь. То есть на вь1Ходах коммутаторов второй группы появится выходной код первой группы коммутаторов, сдвинутьтй на четыре разряда в сторону старших. При этом в дегш|4раторе характеристи ки формируется код старшего значащего разряда. Если старший значащий разряд выходного кода первой группы коммутаторов восьмой, то код 11, еспи седьмой то 10к еспи шестой - то О1, если ни во сьмой, ни седьмой, ни шестой, то 00. Работа устройства пбясняется на сле дующих примерах. Пример. 01О10111 - входное число 01010111 - выходной код1 груп 1 1 О 10101110 - выходной код 2 группы характеристика мантисса 0 П р и м е р 2. 00001101 - входное чисио 11010000 - выходной код 1группы 011 11010000- выходной код 2группы характеристика мантисса П р и м е р 3. 0000.0011 - входное число 00110000 - выходной код 1 группы 001 110000ОО- выходной код 2 группы характеристика мантисса. Применение предлагаемого изобретения позволяет уменьшить объем оборудОвария устрюйств логарифмирования за счет, упрощения конструкции коммутаторов. Пряименение предлагаемого устройства, кроме этого позволяет более гибко использовать преимущества различных типов коммутаторов выпускаемых промышленностью. В связи с тем, что в предлагаемом уст.. ройстве определяется не старший значащий разряд всего двоичного числа, а наличие старшего значащего разряда в нескольких определенных разрядах, уменьшается объем оборудования дешифратора характеристики. Так например, применение предлагаемого устройства для логарифмирования 16 разрядных двоичных чисел позволит сократить объем оборудования устройств логарифмирования более, чем в два раза по сравнению с известными устройствами. Формула изобретения Устройство для логарифмирования двоичных чисел, содержащее дешифратор характеристики а блок сдвига, выходы дешифратора характеристики соединены с управляюищми входами блока сдвига, отличающееся тем, что, с целью упрощеийя устройства за счет сокращения объема оборудования, в нем блок сдвига состоит из групп коммутаторов по vi коммутаторов в каждой группе, где ri -количество разрядов входнотчэ числа, коммутаt4 pbij -и группы { 1т2 ) содержат по К информационных входов, причем ПК П выходы коммутаторов V-й группы V if соединены с первыми ипформационными входами одноименных коммутаторов (V+l)-fi группы, выходы коммуТагоров Р -и группы соединены с выходными шинами мантиссы, устройства одно именные входы управления коммутаторов -J -и группы объединены и соединены с, j -и группой вызюдов дешю})ратора ха : рактеристики устройства,(2 + 1)-я группа выходов которого соединена с выходнь1ми шинами характеристики устройства, О, -и ( i KJ), информационный вход п -го комму raTopaj -и группьт . .-.j rtilv-n ,,соединвй с первым in I/ информационным входом{М1+( 7 0 i-l--ГО коммутатора той же группы, первый информационный вход Р-го коммутатора j -и группы (Ч) (КоН) соединен с г -м входом в j -и группе входов дешифратора хфакте ристики. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе i-TEEEThans on rnstr umentcjtionana Measur eiiiv22Nl3,(97d р204. 2. Вопросы радиоэпектроники, серия общетехническая, вып. 13, 1975.

j-f}-и группа

t-я группа

Фиг.

I

I ... . . V VV - /I

/-Я z/PiWff/-Л e jymff J-я г/7 /7/7о

./

«s

s

i-f группа

2-fl группа