Устройство для вычисления логарифмов чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F15/34 

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения лопарифмов чисел,. тфедста ленных в единичньос кодах, натфимер в ци фровых, интегрирующих машинах. Известно устройство, содержащее два сумматора, два регистра, блок памяти, устройство управления и логические схемы l . Однако это устройство требует большо го объема оборудования. Из известных устройств наиболее близ ким тю сущности к изобретению,является устройство, содерксацее два счетчика, триггер, причем вход первого счетчика соединен со входом устройства, логические элементы 2 . Недостатком известного устройства является низкая точность . TaJt, щж лХ/Х -2погрешность вычислений составляет 14%. Столь низкая точность снижает возможности применения устройства. Расход оборудования также остается тювышенным. Цещ. изобретения - повышение точности раЬоты устройства и упрощение его структуры. Поставленная дель достигается тем, что в устройство, содержащее два C4eiNчика и триггер, фичем вход первого счетчика соединен со входом устройства, дополнительно введены коммутатор, регистр, восемь элементов И-НЕ, пять ая&ментов И и один эпеменг ИЛИ, при этом вход коммутатора соединен со входом устройства, первая rpytma входов .коммутатора соединена с выходами первого счетчика, а вторая - с выходами регист ра, первый выход коммутатора соедиоен со входом тригГвра и первым входом первого элэмента И-НЁ, а второй - с первым входом второго эиемевта И-НЕ, выходы триггера и второго элемента И-НЕ подключены соответственно ко вторым входам первого элемента И-НЕ и второго элвмевта И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ 7 пбдКлючен к счетйому входу второго .счетчика, первый инверсный выход котороV го подключен к тюрвому входу третьего элемента И-НЕ, второй прямой выход к первым входам четвертого и пятого эяементов И-НЕ,, первым входам первого и второго элементов И, второй инверсный выход - к первому входу шестого элемента И-НЕ, третий прямой - Ко второму входу четвертого элемента И-НЕ, третий инверсный - ко вторым входам шестого элемента И-НЕ и первого элемента И и первому вхо;цг третьего элемента И, 4eivвертый прямой .- к первому входу седьмого элемента И-НЕ и второму входу второго Элемента И-НЕ, четверТ1лй инверсныйк третьему и перовому входам четвертых элементов И-НЕ и И соответс-шенно, тшты прямой - к третьему входу шестого мента И-НЕ и второму входу седьмого элемента И-НЕ, пятый инверсный - к четвертому входу четвертого элемента И-НЕ и вторым входам четвертого элемента И и nsrroro элемента И-НЕ, шестой инверсный - К третьему и четвертому; вхр дам четвертого и шестого элементов И-НЕи второму и третьему входам треть€ го и четвертого элементов И, седьмопрямой - к установочному входу регистра, седьмой инверсный - к четвертому входу седьмого элемента И-НЕ, выходы четвертого, седьмого, шестого к восьмо1х элементов И-IiE соединены соответст вешю со вторым, третьим, четвёртым и входами третьего элемента , выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими входами элеменов ИЛИ, выход которого соединёВ с первым входом восьмого элемента И-НЕ второй вход которого соединен с выходом пяТо.го элемента , второй вход, пятого элемента И соединен с выходом второго элемента И-НЕ, а выход являет с я выходом устройства, выход старшего разряда регистра соединен с управляющий входом регистра. На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства, где вход устройства 1, триггер 2, a eмeнты 3, 4 И-НЕ, первый счетчик 5, регистр 6, iKOM мутатор 7, второй счетчик 8, элементы 9-11 И-НЕ, опеълв-кггы 12-15 И, элемен IGH-ffi, элеме нт 17 ИЛИ, элементы .... 04 18,19 И-НЕ, элемент 20 И, выход 21 стройства. Устройство раротает след5то1цим обраом. Входная величина X может , находиться в пределах i - 1. Диапазон возможных 512 значений переменкой X разбинаеаСя на 9 зов 1-я зона 1 .- „1. , нижняя 512 256 Граница зоны 9-я зона i -1, нижняя граница зоны Кр -2 Выходная функция У 6п х формируется также в единичном коде, причем вес единичного рриратения ВпХ 2/. Вес единичного приращения аргумента используемого для вычислений в зонах, различный - в зоне 1 -ЛХ ..Вес единичного приращения в зоне 9 -Ь, -Вес единичного приращения функции .А во всех зонах одинаков и равен 2 J, При выполнении перечисленных требований для вычисления функций X достаточно построить вычислитель лишь для первой зода и использовать его во всех зонах, формируя лишь требуемый вес единичного приращения аргумента Начальное значение искомой фуикцин Аргумекг в виде тютока единичных п)риращений с весом U.X 2 поступает на вход 1 устройства, лишь тгосле того как X достигает Хр/) . Приращения Д X проходят на вход коммутирующего блока 7 и счетчика 5. Счетчик 5 работает как делитель частоты. На выходах первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого разрядов формируются тфиращенйя с весом 2 1-ЛД -43 0-12 o-tl n-fO 0-9 - /14 4irf , - - ответственно. Сформированные приращения также поступают на вход коммутатора 7. Коммутатор управляется регистром 6, Регистр 6 представляет собой регистр сдвига, вход которого соединен с инверсным выхо- дом старшего разряда. Если Состояние регистра 00000, ва выход коммутирующего блока проходит приращение . Если сЗэстояние регистра ОООО1, на выход проходит приращение Л К 2

If

t f

V

r

9 9

r

9 f

Приращения uX, д .,,, формируемые на выходах счетчика 5 имеют длительность в 2, 4, 8, .„ раз большую, чем входные стандартные tipJapamemiH, Для тотго , чтобы их дальнейшая обработк оказалась возможной,их необходимо укоротить до стандартной длины. Для этой цели служит триггер 2 и эле.1ент 3 И-НЕ В элемейзге 4 форХ.гаруется дизъюнк ция приращений с весом 2, управляемы Коммутатором. В результате на выходе элемента 4 И-НЕ формируется Т1риращени с требуемым весом и стандартной длительности. Эти тфирадения поступают на вход счетчика 8, фиксируют значение зоны, в которой находиться аргумеот, счет чик 8 фиюзируёт значение аргумента внут ри зоны. К выходам счетчика подключено устройство, собранное на элементах 9, 10 11, 16, 18, 19 И-НЕ;элементах 12 и 13 14, 15 И и элементе 19 ИЛИ. На выходе элемента, 19 И-НЕ возникает единичный сигнал тогда, когда изменение аргумента таково, что должно быть выдано единичное приращение функции . Так как приращение ЛХ g , в общем случае может иметь произвольную скважекность, длительность сигнала на выходе элемента 19 И-НЕ может щ,евыш&ть стандартную. Для того, чтобы длительность Т1риращения была стандартной, выхо элемента 19 И-НЕ с помощью элемента 20 И управляется приршхением ЛХ . Счетчик 8 заполняется по мере поступления приращений Л)С . При достижений границы очередной старшей зоны 8 переполняется и сбрасывается в ноль. Сигнал переполнения поступает на шину сдвига регистра бив нем формируется номер очередной зоны. Погрешность вычислений во всем диапазоне аргумента не превышает ,78 Таким образом, предлагаемое устрой.ство имеет максимально возможное быст родейстйие, малый расход оборудования. высокую точность вычислений во всем диапазоне изменения аргумента, в том числе вблизи нуля. Вычисление логарифма возможно в непосредствен1юй близости к нулю. Формула изобретения Устройство для вычисления логарифмов чисел, содержащее два счетчика и , тфичем вход первого счетчика соединен eg, взюдом устройств)а, отличающееся тем, что, с целью гговышения точности вычислений, оно содержит коммутатор, регистр, восесь аиементов И-НЕ, пять элементов И и элемент ИЛИ, причем вход коммутатора соединен со входом устройства, первая группа входов коммутатора соединена с выходами первого счетчика, а вторая - с выходами регистра, первый выход коммутатора соединен со входом триггера и первым входом первого элемента И-НЕ, а второй с первым входом второго эиемента И-НЕ, выходы триггера и первого элемента И-НЕ подключены соответственно ко вторым входам первого и второго элемента И-НЕ, выход последнего из которых подключен К счетному входу, второго счетчика, первый инверсный выход которого подключен к первому входу третьегх элемента И-НЕ, второй прямой выход - к первым входам четвертого и пятого элементов И-НЕ, первым входам первого и второго элементов И, второй инверсный выход - к первому входу шестого элемента И-НЕ, третий прямой - ко второму входу четвертого элемента И-НЕ, третий инверсный - ко вторым входам шестого элемента И-НЕ и первого элемента И и первому входу третьего элемента И, четвертый прямой - первому входу седьмого элемента И-НЕ и второму входу второго элемента И-НЕ, четвертый инверсный к третьему и первому входам

четвертых зетементов И-НЕ и соответст венно, тштый тфямой - К третьему входу шестого Элемента И-НЕ и второму входу седьмого элемента И-НЕ, тагаий инверсный - к четвертому входу четвертого элементе И-ЛЕ и вторым входам четвертого элемента И и тытого аяемента И-НЕ, шестой инверсный - К третьему и четвертому входам четвертого и шестотх эпвментов H.4iE и второму и третьему входам третьего и четвертого эж-ментов И, седьмой прямой - установочному входу регистра, седьмой иньерсный - к. четвертому входу седьмого эоюмента ИЛЕ, выходы 4ieTBepToro, седьмого, шестого и восьмого элементов И-НЕ соёдЕшены cooi .ветстгвешя) coi вторым, третьим, четве{ тым и тгатым входами третьего элемента И-НН, выход которого сощишн с, первым

8

входом седьмого алемеилга И, выходы первого, второго, третьего и четвертого ягга ментов И соединены с соответствующими .входами элементов ИЛИ, выход которого 5 соединен с первым входом восьмопэ аиемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом tratoro элемента И-НЕ, зторой вход пятого aneMeirra И соединен с выходом второго апвмента И-НЕ, а выход 10 удаляется выходом устройства, выход старшего разряда регистра соединен с управлякяцнм выходом регастра.

Источнини информации, принятые во внимание тфи Э1аспертизе 15 1, Авторское свидетельство СССР Ь 448459, кл. а 06 F 7/38, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР М 489113, кл. G Об F 15/34, 1976 (прототип).