Устройство для вычисления логарифмов чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 

1

Предлагаемое устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения логарифмов чисел, представленных в единичных кодах, например, в цифровых интегрирующих машинах.

Известно устройство для вычисления логарифмов чисел, содержащее два сумматора, два регистра, постоянное запоминающее устройство, уйтройство управления и ряд логических схем l-J .

Однако это устройство требует большого количества оборудования, обусловленного использованием параллельных сумматоров, регистров сдвига, памяти.

Наиболее близким к изобретению является устройство для вычисления логарифмов чисел, представленных единичными кодами, содержащее счетчик, триггер, устройство перезаписи и множительный блок 2.

Главным недостатком его является :невозможность обработки отрицательных чисел.

Это устройство также требует большого количества оборудования и имеет чрезвычайно низкую точность вычислений, особенно вблизи нуля.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет выполнения функции для отрицательных приращений аргумента, упрощение и повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик и триггер введены одиннадцать элементов И к четыре элемента ИЛИ, первый

10 прямой выход счетчика соединен с первыми входами первого и второго элементов И и первым входом первого элемента ИЛИ, второй прямой выход счетчика - с первым входом третьего мента И, второй инверсный выход с первым входом четвертого элемента И, третий прямой выход - с первым и вторым входами соответственно пятого ,и третьего элементов И, пятый

20 инверсный выход - с первыми входами шестого и седьмого элементов И, четвертый прямой выход - со вторым входом шестого элемента И, четвертый инверсный выход - с первым и третьим

25 входами соответственно восьмого и третьего элементов И, пятый инверсный выход - со вторыми входами первого и пятого элементов И, шестой инверсный выход - со вторыми входами

30 седьмого и восьмого элементов И, седьмой прямой выход - со вторым и третьим входами четвертого и шестого элементов И, седьмой инверсный выход с первым входом девятого элементгч И, выходы третьего и пятого элементов И подключены ко второму и третьему входам первого элементаИЛИ, выходы четвертого и седьмого элементов И к первому rt второму входам второго элемента ИЛИ, выходы шестого и восьмого элементов И - к первому и второму входам третьего элемента ИЛИ, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ подключены соответственно ко второму входу девятого, второму входу второго и третьему входу первого элементов И, выходы первого, второго и девятого элементов И подключены через четвертый элемент ИЛИ к первому входу десятого элемента И и входу триггера, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента И, вторые входы десятого и одиннадцатого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам устройства и входам суммирования и вычитания счетчика, выходы десятого и одиннадцатого элементов И являются соответственно выходами положительного и отрицательного приращений функции устройства.

Функциональная схема устройства для вычисления логарифмов чисел представлена на чертеже.

Схема включает счетчик 1, элементы И 2-7, элементы ИЛИ .8-10, элементы И 11-13, элемент ИЛИ 14, триггер 15, элементы И 16 и 17, вход 18 положительных приращений, вход 19 отрицательных приращений, выход 20 положительных приращений, выход 21 отрицательных приращений, суммирующий вход 22 счетчика, вычитающий вход 23 счетчика.

Приращения входной величины X поступают на входы 18 и 19. Величина приращений д X .

Входная величина X может находиться в пределах 0,3-1. Система кодирования приращений - тернарная. Положительные приращения +ДХ поступают на вход 18, отрицательные - на вход 19. Счетчик 1 фиксирует значения аргумента X. К выходу счетчика подключено устройство, собранное на элементах И 2-7 и 11-13 на элементах ИЛИ 8-10 и 14. На выходе элемента ИЛИ 14 возникает единичный сигнал тогда, когда изменение аргумента таково, что должно быть выдано единичное приращение функции ДУ 2 , Алгоритм формирования приращения +лУ реализуется на элементах 15 (линия задержки на 1 шаг) и на элементах И 16 и 17. Выход элемента 16 является выходом 20 устройства, на котором формируются приращения +ДУ. Выход элемента 17 является выходом

21 устройства, на котором Лормируются приращения -йУ.

Проиллюстрируем сказанное конкретным примером.

Быстродействие описанного устройства определяется временем срабатывания счетчика. Одно приращение ДХ может быть отработано за 1 такт(0,31 мкс). Следовательно, быстродейст- .

вне предлагаемого устройства для вычисления логарифмов чиоел такое же, как и у наиболее быстродействующих аналогичных устройств.

Предлагаемое устройство окаэывается проще прототипа. Как и прототип, оно содержит счетчик и триггер. Кроме того, в его состав входят пятнадцать логических схем. В состав . прототипа входит еще один счетчик, множительный блок и блок перезаписи.

Для того чтобы отработка одного приращения была возможна за один такт, множительный блок должен содержать параллельный регистр множимого, параллельный накапливающий сумматор и

формирователь приращений логарифма. Поэтому счетчик, блок перезаписи и множительный блок по сложности значительно превосходят блок синхронизации и 15 логических схем предлагаемого устройства.

Формула изобретения

Устройство для вычисления логарифмов чисел, содержащее счетчик и триггер, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет вычисления функции для отрицательных приращений аргумента, в него введены одиннадцать элементов И и четыре элемента ИЛИ, при этом прямой выход счетчика соединен с первыми входами первого и второго элементов И и первым входом

5 первого элемента ИЛИ,второй прямой выход счетчика - с первым входом третьего элемента И, второй инверсный выход - с первым входом четвер- того элемента И, третий прямой выQ- ход - с первым и вторым входами соответственно пятого и третьего элементов И, третий инверсный выход первыми входами шестого и седьмого элементов и, четвертый прямой выход со вторым входом шестого элемента И, четвертый инверсный выход - с первым и третьим входами соответственно восьмого и третьего элементов И, пятый инверсный выход - со вторыми входами первого и пятого элементов И,

Q шестой инверсный выход - со вторыми входами седьмого и восьмого элементов И, седьмой прямой выход - со вторым и третьим входами соответственно четвертого и шестого элементов

5 И, седьмой инверсный выход - с первым входом девятого элемента И, выходы третьего и пятого элементов И подключены ко второму и третьему входам первого элемента ИЛИ, выходы четвертого и седьмого элементов И к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выходы шестого и восьмого элементов И - к первому и второму входам пятого элемента ИЛИ, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ подключены соответственно ко второму входу девятого, второму входу второго и третьему входу первого элементов И, выходы первого, второго и девятого элементов И подключены через четвертый элемент ИЛИ к первому входу десятого элемента Ни входу триггера, выход

которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента И, вторые входы десятого и одиннадцатого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам устройства и входам соответственно суммирования и вычитания счетчика, выходы десятого и одиннадцатого элементов И являются соответственно выходами положительного и отрицательного приращений функции устройства.

o

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 448459, кл.С 06 F 7/38, 1974.

2,Авторское свидетельство СССР

5 № 489113, кл.С Об F 15/34, 1976 (прототип).