Устройство для формирования позиционных характеристик непозиционного кода Советский патент 1982 года по МПК G06F5/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих цифровых вычислительных устройствах, работающих в непозиционных системах счисления, для вьшолнения немодуЛьных операций.

Известно устройство для формирования позиционных признаков непозиционноЕО кода, содержащее входной регистр, блок хранения констант, двоичный сумматор, блок последовательно соединенных двоичных сумматоров, выходной двоичный сумматор, сумматор ранга, выходной регистр, схему переноса, соединенные соответствующими связями 1,

Недостаток устройства - низкое быстродействие.

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является устройство для формирования позиционных признаков непозиционного кода, содержащее блок хранения констант для преобразования кода, входы которого соединены с выходами входного регистра, а выходы - с входами групп сумматоров констант, выходы сумматоров констант обеих групп соединены с входами сумматора ранга

числа, выход которого соединен с входом регистра источного ранга, выход cyj iMaTopa старших разрядов второй группы сумматоров констант

.5 соединен с входом выходного регистра, регистр сдвига, регистр промежуточного результата, соединенный с выходом выходного регистра, сумматор коррекции, блок выработки перено10сов из старших разрядов в схему анализа содержимого старших разрядов, а также блок хранения констант сдвига, входы которого соединены с выходами -входного регистра, а вы15ходы - с входами-регистра сдвига, и анализатор суммы старших разрядов, вход которого соединен с выходом сумматора старших разрядов вто-рой группы сумматоров констант, вы20ходы регистра сдвига соединены с соответствующими входами входного регистра, выходы регистров источного ранга и промежуточного результата соединены с входами сумматора кор25рекции, входы блока выработки пере.носа из старших разрядов соединены с выходами сумматора коррекции и регистра промежуточного результата, выходы сумматора коррекции и блока

30 выработки переноса из старших разрядов соединены с входами выходного регистра и схемы .анализа содержимог старших разрядов 2.

Недостатком устройства является невысокое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для формировани позиционных характеристик непоэиционего кода, содержащее входной регистр, состоящий из (п+1) подрегистров по основаниям системы остаточных классов (СОК)., входы которых являются входами устройства, группу из. (п-2) блоков хранения констант преобразования непозиционного .кода в промежуточный позиционными, группу из (п-2) сумматоров по модулю Рк (k - 2,3...,п), регистр поправки знка и регистр знака, выходы которыхявляются соответственно выходом поправки знака и выходом.знака устройства, выходы i-ых подрегистров (i 1,2,.,.,п-2) входного регистра подключены к входам i-ых блоков -гру пы хранения констант преобразования непозиционного кода в промежуточный позиционный/- содержит группу из (п-1) схем сравнения с константой, группу из (п-2) элементов И, элемен ИЛИ, выход которого подключен ко входу регистра поправки знака и к первому входу регистра знака, а входы - подключены к выходам соответствующих элементов И группы, первый вход первого элемента И подключён к выходу первой схемы сравнения с константой группы, а j-ый вход ( J .2,3,...,п-2) подключен к первому, выходу j-ой схемы сравнения с константой группы, первый и второй входы J-го элемента И группы подключены соответственно ко второму и третьему выходу j-ой схемы сравнения с константой группы, i-ый вход ( е 3,4,...,п-J) Р-го элемента И группы подключен к первому выходу (-fj-2)-pa схемы сравнения с константгрй группы, выход переноса i-ro. сумматора по модулю Рк подключен к первому входу i-ой схемы сравнения с константой группы модульный выход j-ro сумматора по модулю Рк подключен к второму входу г-ой (.г 1,2, ...,п-3) схемы сравнения с конста«той группы, второй вход (п-2)-ой схемы сравнения с константой группы подключен к выход п-го подрегистра входного регистра, вход (п-1)-ой схемы сравнения с константой группы подключение выходу (п+1)-го подрегистра входного .регистра, первый выход (п-Д)-ой схемы сравнения с константой группы подключён к второму входу регистра знака, а второй выход является сигнальным выходом устройства, i-ый

выход первого блока группы хранения констант преобразования, непозицибн,ного кода в промежуточный позиционный код подключен к первому входу i-ro сумматора по модулю Рк группы,

i-ый выход j-го блока хранения констант преобразования непозиционнрго кода в промежуточный позиционный (j 2,3,..., п-2, i 1,2,..., n-j) подключен к j-му входу (i + J-. 2)-го

сумматора по модулю Рк группы, (п-1)-ый вход (п-2)-го сумматора по модулю Рк группы подклк)чен к выходу (n-l)-ro подрегистра входного регистра.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство Содержит входной регистр 1, состоящий из подрегистров по основаниям СОК, группа блок хранения констант 2 преобразования непозиционного кода в промежуточный позиционный, группа сумматоров по модулю Рк 3, группа схем сравнения с константой 4, группа элементов И 5, элемент ИЛИ 6, регистр поправки знака 7, регистр знака 8.

Преобразователь i-ой цифры непозиционного кода 2,- (i 1,2,..., . п-2) представляет собой схему, выполненнуюна основе постоянного

запоминающего устройства емкостью P.J- слов по

п-1

eocf2Pj i

:

П--1

III если i : 1

двоичных разрядов каждое, где через Ох С обозначается наименьшее целое

0 число не меньшее X.

Схемы сравнения 4 осуществляют . проверку- выполнения некоторого условия на входные величины и вырабатывают ряд признаков, а именно: если

c через ПIJ и обозначить величины, поступающие соответственно на первый и вт.орой входы схемы 4к (,2/ . .. , п-2) то схема 4 на своем единственном выходе вьфаб тывает признак 82 по правилу

1, если П ,pj

(1)

Sa.

п(М,

.0, если Пг +5 РЬ а схема .4к (к 2,3,...,п-2) на первом, втором и третьем своих выходах вырабатывает соответственно признаки Hj, SK и н;;,, где .

Vo, если П, P,,-l

(2)

i, если П PK.I(

1, если П.,

Рд PI

K-f1

(3)

0-, если Пк +рТ PK+I- Hj - отрицание величины Н. Схема 4 по входной велюхине 1 вырабаты- 1 вает признаки 1, если О . , , если q f I , n, если .0, если I Д где Р , - дополнительное основание данной ПОЗИЦИОННО-МОДУЛЬНОЙ С,ИСТеМЫ счисления. vnon eTBonLmP. vc.nopMK,, счисления, удовлетворяющее условию; РП + 7/ 2 q + 1; q - фиксированное натуральное число. Устройство работает следующим образом. Введем обозначения: - .Р ; Р, система попарно взаимно простых основанийиспользуемой ядерно-модулярной системы счис1ления, причем. Р,, 7, 2 q + 1, где q .- фиксированное натуральное число -IXI - наименьший неотрицательный вычет, сравнимый с X по mod Р; - целая часть .действительного числа х; .r VPi i.rKxtP. -i-ая цифра нормированного модулярного кода числа |А1Р(К) в системе . с модулями ,Р2, ... ,Р|с (i , ...,к; к 0)... Пусть требуется определить знак числа Aef-q,PCn),c),P(.n), представленного в ядерно-модулярной системе счисления с основаниями Р.. ,Pj,. .. ,Pn+i./ а также поправку знака г(1А1Р(п)) числа |АГР(.. Число А в рассматриваемой системе счисления представляется в виде Л(,п-1 2,пИ- п-1,Пг15А -Ял ) - остаток от деления ядра t А ,рпчисла I А|Р(п)на Р, определяемый - формулой 5(1). L .У .-/p А -JV 117 Р, , аЗ;;-|з; п... где величина называемая ядерным интервальным индексом числа А, выбирается так, чтобы -. 5 р„„.,ы,„.,.я - о;Р) с) Известно, что поправку знака числа IА мржно определить как целое число г (1А|Р(п)), удовлетворяющее равенству ,...,с,.„.,(/А|Р%% Тогда из (6) и (7) имеем (5|,4т;() Отсюда, а также из того, что „fClAI P(nj) принимает лишь два зкачёг О или 1, вытекает: если п 7 2, т, „ -, ,, тСГ) л n ° « О следует А , О, а из 1, -1 следует А 0; если же2, то знаки чисел А и Т Гсовпапдают. . 1. Для определения знака числа . .Аё -q,P(n),(n) достаточно: . 1) Для всех к (к 2,3, .. .,п-1) вычислить индексы Г;Гчисла А при условии, что -1 2) Сфор,ировать признаки SK (к 2,3,...;п) и Нк. (,4,...) по правилам: 1, если , о, О, если Iд О, 1, если ,О, если (,4,... ,п) О, если -1 (k) ч 1, если 1 д -1 3) Найти натуральное число (А) (2 it (А) п) такое, что при всех к e(A)H,,a Не(д) О или е (А) . 2 и тогда S 8р(д), где S п. знак числа А, определяемый- как 1, если А о, О, если А 0. С целью получения расчетной формулы для из п. 1 положим в формулу (6) п к -f 1 и преобразуем ее следующим образом / |::ри-...к-. .PK.. -.кР. ( . . Ь .л-. ..(5.(рГ-;к.,)--к) d .p() (liiil : ,.,-«ibK-t P ll7Tl P -II л ,к1 p , /p(KHLp Vp ) b -p7-jj РК ЯЛ K4-|j KJ т.е. получаем ..р,,.,.,,-.яГ- -Ч к-рГ-рк..М fe№b« -It & сравнивая (6) и (11), заключаем, -(К+-1) Р д - Рк+1 . - 11 к -г л 11. Для вычисления поправки.знак Т((п))достаточно знать, что если п-ое основание модульной системы счисления удовлетворяет неравенству Р„ 7, п-2, то поправка знака tdtl РСп где А - произвольное целое число . совпадает со знаком (э числа 8.E:P,,.,-d,,.,.p(r.(n), (,5) определяемый как . . Г1, если В / О , 1о, если В О . Из приведенных выше алгоритмов определения знака числа видно, что поправку ((А P.(.ni} можно сформировать в результате выполнения . пп. 1-3 из 1.;для этого достаточно заметить,что ё seo(A), где такое натуральное число, что для всех К{Ео(Л)К п)н,1, а HP(,(/ 0 и Ео(). . Нетрудно проверить, что для фор мирования d S ВоС ожно воспользоваться следующим нулевьм выражением . 5 5„.;,.н;.,45„.,.н;..Н„.,-..+ .Н4...Н„н |-V3H4-«n-i где н, -.отрицание Н ,4,. .. ,п- Рассмбтрим сначала, как в устрой стве определяется знак числа А. Код fct oi. 1°1,,п-1 А / числа А поступает на регистр, 1, Затем i-aя цифра (i 1,2, . .. ,.п-2) подается на вход .блока 2, в резуль тате ч.его из nocf оянной .памяти ПО адресу oli,ri-i считывается набор вели л,Рг , Г°.п-1-Рп-Л 1 J в случае i Г и набор величин °li,,m-Pu.|PiJ---.h,n-VViPi при 1 i п - 1, j -ая компонента ( j 1,2,...,, если i 1 и j 1,2 ,., , ,n-i, если i / 2) считанного набора чере.з j -ый выход блока 2 i передается на 1-ый вход сумматора Bj. ,В этом же такте работы устройстра ядерный индекс 1 числа А с /выхода подрегистра lf,+-i поступает На схему сравнения 4-п-1, которая, в соответствии с формулами (4) и ,(5) , формирует на первом своем выходе признак Sn, передаваемый через второй вход в знаковый регистр 8, а на втором выходе, являющемся выходом устройства, признак н. Если Нп : 1, то операция определения знака числа завершается - искомый знак сформирован в регистре 8;. если же Нр . 1, то процесс формирования знака числа А продолжается. В течение-последующих log2(n-l) тактов -работы устройства блоки 3 осуществляют суммирование вычетов, поданных на их входы. Заключительный этап процедуры определения знака числа А выполняют схемы сравнения 4, формирующие в соответствии с форм. (1-3) признаки SK (к 1,2,. .. ,п-2) , Нк и Hie (к 2,3,...,п-2), элементы-И 5 и ИЛИ 6, реализующие выражение 16. Формируемая на выходе элемента ИЛИ 6 поправка т{|А|Р(п)), совпадающая в рассматриваемом случае со знаком числа А, передается в регистр 7 и через первый вход в регистр 8. На этом операция заканчивается. Таким образом, введение в состав устройства группы схем сравнения с константой, группы элементов И, элемента ИЛИ и соответствующих связей позволяет поднять быстродействие устройства до 2 + 1од„ (п-1) модульных операций, что выше, чем у известного, более чем в два раза. Формула -изобретения Устройство для формирования позиционных характеристик непозиционного кода, содержащее входной регистр, состоящий из (п+1) подрегистров по основаниям системы остаточных классов (СОК), входы которых являются входами устройства, группу из (п-2) блоков хранения констант преобразования непоэиционного кода в промежуточный позиционный, группу из (п-2) сумматоров по модулю Рк (к 2,3,...,п), регистр поправки знака и регистр знака, выходы которых являются соответственно выходом поправки знака и выходом знака устройства, выходы i-ых подрегистров (i 1,2 , . . .,п-2) входного регистра