Устройство для умножения чисел в модулярной системе счисления с плавающей запятой

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействуюших арифметических устройствах с плаваюшей запятой, функционирующих в модулярном коде. Целью изобретения является сок1эащение аппаратурных затрат. Поставленная цель достигается тем, что устройство для умножения чисел в модулярной системе счисления с плаваюо1ей запятой, содержащее . вычитатель 9 порядка произведения, элементы 10, 18 задержки, схему II сравнения с константой, блок 12 модульных умножителей, блок 13 масштабирования чисел, блок. 14 вычисления интервального индекса числа, блок 15 суммирования вычетов, сумматор 16 порядков и вспомогательный регистр 17, имеет новую организацию связей. 1 ил. а (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

<ю < G 06 F 7/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н A BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4084779/24-24 (22) 09.07.86 (46) 23.07.88. Бюл. У 27 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н.Севченко (72) А.А.Коляда и М.Ю.Селянинов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1149254, кл. G 06 F 7/72, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1368878, кл. G 06 F 7/72, . 02.07.86. (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЧИСЕЛ

В МОДУЛЯРНОЙ СИСТЕМЕ СЧИСЛЕНИЯ С ПЛАВА10ЩЕЙ ЗАПЯТОЙ (57) Изобр тение относится к вычислительной технике и предназначено

I.БКы 14И741 А1 для использования в быстродействующих арифметических устройствах с плавающей запятой, функционируюших в модулярном коде. Целью изобретения является сокрашение аппаратурных затрат. Поставленная цель достигает-. ся тем, что устройство для умножения чисел в модулярной системе счисления с плавающей запятой, содержашее.вычитатель 9 порядка произведения, элементы 10, 18 задержки, схему 11 сравнения с константой, блок 12 модульных умножителей, блок 13 масштабирования чисел, блок 14 вычисления интервального индекса числа, блок

15 суммирования вычетов, сумматор 16 порядков и вспомогательный регистр

17, имеет новую организацию связей.

1 ил.

1411741

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в арифметических устройствах с плавающей запятой, функционирующих в модулярной системе счисления.

Цель изобретения — сокращение an" паратурных затрат.

На чертеже представлена структурная схема устройства для умножения (, чисел в модулярной системе счисления

1 с плавающей зайятой.

Устройство содержит тактовый вход 1 устройства, выход 2 мантиссы

1 результата устройства, вход 3 ман-. ! тиссы первого операнда устройства, вход 4 мантиссы второго операнда устройства, вход 5 порядка первого операнда устройства, вход 6 порядка второго операнда устройства, выход 7 порядка результата устройства, выход 8 признака переполнения устрой- . ства, вычитатель 9 порядка произведения, первый элемент 10 задержки, ( схему 11 сравнения с константой, ( блок 12 модульных умножителей, блок

13 масштабирования чисел, блок 14 вычисления интервального индекса числа, блок 15 суммирования вычетов сумматора 16 порядков, вспомогательный регистр 17, второй элемент 18 задержки..

Блок 13 масштабирования чисел, используемый в устройстве, рассчитан на два масштаба, которым присваиваются номера "О" и "1". При этом первый масштаб S выбирается равным (М/S, а второй масштаб S„=* М, где

М = рМ Е 1, S — основание характерис1-1 тики; M = .П m ; р — фиксированное

1=1 натуральное число, выбираемое из условия щ 1 1, 2р + 1 — 2.

Блок 13 масштабирования чисел является блоком конвейерного типа, быстродействие которого составляет

Т = Т + 3 тактов при пропускной способности одна операция за .такя Т "=;/log К(» K - число оснований модулярной системы счисления.

Блок 14 вычисления интервального индекса числа служит для определения за Т » тактов по входному модулярному коду числа А интервального индекса I (А) числа А, Т 1=)1о 1С»

2 с 1 С К и имеет Т»-каскадную конвейерную структуру.

Блок 15 суммирования вычетов осуществляет сложение эа ТЕ тактов 1-! вычетов по модулю m 1 с формированием числа переполнений. Блок 15 сум мирования вычетов имеет Те-каскадную конвейерную структуру и формирует л на выходе величину 11 числа перееполнений.

Элемент 18 задержки представляет .собой цепочку из Те последовательно соединенных регистров. Вход первого регистра является входом элемента 18 задержки, выход последнего регистра элемента 18 задержки — его выходом. Управляющий вход запрещения записи последнего регистра элемента 1S задержки является его входом запрета. Схема 11 сравнения с констан2р той реализуется на ПЗУ в память кодр торого по адресу I + 2 Х записывается величина

1, если:Х+Х6(-р-1, р-12

25 Я

О, в противном случае, если I ср» е»

30 Т"щ Е, в пРотивном слУчае.

Элемент 10 задержкй выполняет задержку на Т + Т + 4 тактов. Вычита- . тель 9 порядка произведения реализуется на ПЗУ, в память которого по ад35 ресу Я + 2 записывается набор констант С 11, Ы)» причем если g, О, 11 =

< --1, в противном случае, 40

1, если 11 ф (-ц»

td =

О, в противном случае, 45 где f-q, q) - диапазон измерения порядков.

Устройство осуществляет умножение чисел а (1 (a), 1(а) ) и Ь f p(b)»

1(Ь) » представленных в форме с плавающей запятой, где 1ц(а) А/М и

p(b) = B/M - мантиссы; 11 (а) иД(Ь)порядки операндов и b соответствен55 но» А» ВЯР

Р (рМЕ <° ° ° РМ1-1- 1 ».

-q С 11 (а.)» 11(b) cq, 1411741

Модули ш,...,ш „системы счисления выбираются так,чтобы произведение любых двух чисел из диапазона D не выходило за пределы диапазона модулярной системы счисления D где

М.

Р* -М,,: -М„,...,М,,), 1

Ь

Г1 m M

1а!

Условие нормализации в рассматриваемой модулярной системе счисления для чисел а и Ь имеет вид

15 л п

-р- 1 +N(A), N(B)cp- 1, п и где N(A), N(B) - неточные интервальные номера чисел А и В, удовлетворяю- 20 шие следуюшим соотношениям:

N(A) I(A) + р (А), л

N(B) I(B) + р(В), где I(A) I(B) " интервальные индексы; л и р (А), р(В) — неточные ранги соответственно чисел А и В.

Если неточный интервальный номер и и (С). числа С, являюшегося оценкой дроби А В ° S/M, выходит за пределы интервала 5-р " 1, р - 1), то число

С fD. В этом случае дробь C /М, где

С вЂ” оценка дроби А В/М, является нормализованной и, следовательно, представляет собой мантиссу результата, в противном случае в качестве мантиссы результата принимается дробь

С/N. При этом в первом случае порядок результата определяется соотношением 4(С) = 11(а) + 11(В), а во втором — соотношением 4 (С) = 4 (a) +

+ g(B) - 1.

Устройство работает следующим образом.

На первом такте работы модулярные коды (d,...с(,) числителя А мантиссы М(а) и (ф," 1,) числителя В мантиссы М(В) с входов 3 и 4 поступают соответственно на первый и второй входы блока 12 модульных умножителей, который получает модулярный код (м,..., ъ„) произведения С = А" В, запйсываюшййся во вспомогательный регистр 17. Одновременно двоичные коды порядков (а) первого операнда и 4(Ь) второго операнда с входов 5

H 6 поступают на первый и второй входы сумматора 16 порядков, который определяет величину 1(С) -. 1(а) +

+ 1(Ь), передающуюся в элемент 10 задержк и, На втором такте работы модулярный код числа С с выхода вспомогательного регистра 17 подается на информационный вход блока 13 масштабирова" ния чисел, на вход номера масштаба которого с входа 1 поступает номер масштаба "О". Блок 13 масштабирования чисел начинает операцию масштабирования числа С на константу M/S.

На третьем такте работы модуляционный код числа С с выхода вспомогательного регистра 17 поступает на информационный вход блока 13 масштабирования чисел, на вход чомера масштаба которого с входа 1 поступает номер масштаба "1". Влок 13 масштабирования чисел начинает операцию масштабирования числа С на константу М.

На (Т + 5)-м такте работы модулярный код величины 1, являюшейся оценкой дроби С S/M с выхода блока 13 масштабирования поступае" на вход элемента 18 задержки. Одновреп менно с этим первые 1 остатков (т, п и в1 у ) модулярного кода числа С передаются на вход блока 14 вычисления интервального индекса числа, а перл л вые 1-1 остатков (),,...,,) модулярного кода числа С передаются на вход блока 15 суммирования вычетов.

Блок 14 вычисления интервального ин" декса числа и блок 15 суммирования вычетов начинают вычисление I(C) и

У Е- (С)

На (Т + 6)-м такте работы моду.— л лярный код величины С, являвшийся оценкой дроби С/М, с выхода блока !

3 масштабирования чисел поступает на вход элемента !8 задержки.

На (Т + Т + 5)-м такте работы ве- личины ?(С) с выхода блока 14 вычисления интервального индекса чиси п ла и о 1 (с) с выхода блока 15 суммирования вычетов пОступают соответственно на вход схемы 11 сравнения с константой, на выходе которой формируется величина Я .

На заключительном (Т + Т 1+ 6)-м такте работы устройства величина Я поступает на вход запрета элемента

11741 формула изобретения

Составитель А. Клюев

Техрер, М. Ходанич Корректор В. Бутяга

Редактор В, Петраш (Заказ 3655/44 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 11(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14

18 задержки и вход вычитаемого вычитателя 9 порядка произведения, на вход уменьшаемого которого с выхода элемента 10 задержки передается

)(С) .

В зависимости от значения величины Я в последнем регистре элемента

18 задержки и на выходе разности вычитателя формируются соответствующие значения числителя нормализованной мантиссы и порядка. результата. В случае, если Я= I на выходе 2 мантиссы и выходе 7 порядка устройства получают соответственно величины

С и 1(С) †. 1, а в случае, если Я=

О, — величины С и 1(С) .

На выходе переполнения вычитателя 9 формируется признак переполнения од, который может быть считан посредством выхода 8 признака переполнения устройства, Устройство для умножения чисел в модулярной системе счисления с плавающей запятой, содержащее два элемента задержки, вычитатель порядка произведения, схему сравнения с константой, .блок модульных умножителей, блок масштабирования чисел,,блок вычисления интервального ин— ( декса числа, блок суммирования выче,тов, сумматор порядков и вспомогаельный регистр, причем входы манисс первого и второго операндов устойства соединены соответственно с входами первого и второго сомножителей блока модульных умножителей, выход которого соединен с входом

5 вспомогательного регистра выход коФ торого соединен с информационным входом блока масштабирования чисел, выход которого соединен с входами блоков суммирования вычетов и вычислиния интервального индекса числа, выходы которых соединены соответственно с входами разрядов схемы сравнения с константой, выход которой соединен с входом вычнтаемого вычитателя порядка произведения, выходы разности и переполнения которого соединены соответственно с выходом порядка результата устройства и с выходом признака переполнения устройства, входы порядков первого и второго операндов которого соединены соответственно с входами первого и второго слагаемых сумматора порядков, выход которого через первый рб элемент задержки соединен с входом уменьшаемого вычитателя порядка произведения, выход блока .масштабирования чисел соединен с информационным входом второго элемента задержки, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, тактовый вход устройства соеди" нен с входом номера масштаба блока масштабирования чисел, выходы схемы сравнения с константой соединен с

35 входом запрета второго элемента задержки, выход которого является выходом мантиссы результата устройства.