Устройство для вычисления логарифмов

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах и устройствах автоV матики. Изобретение позволяет снизить аппаратурные затраты на устройство для вычисления логарифмов при одновременно;,: повышении точности вычисления антилогарифмов , которое осуществляется сдвигом исходной мантиссы с добавлением к ней логической единицей со стороны старшего разряда в сторону младших разрядов с одновременным анализом на реверсивнол счетчике характеристики логарифма,соответствующей рассматриваемой мантиссе. Устройство содержит регистры сдвига 1 вход 2 тактовой частоты ц , формирователь импульса 3 по спаду, реверсивный счетчик 4, элемент НЕ 5, элементы И-НЕ 6-9, элементы НЕ 10, И, элементы И-НЕ 12-16, вход запуска 17, вход 18 задания режима устройства. 1 ил. to .С . со 4 . ГО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.А1 (5D 4 G 06 F 7 556

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ 14 ОТНРЫТИЙ (21) 4232638/24-24 (22) 20.04.87 (46) 30.10.88. Вюл. № 40 (71) Опытно-конструкторское бюро биологического машиностроения (72) В. Г. Комиссаров (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1003082, кл. G 06 F 7/556, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 972504, кл, G 06 F 7/556, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ЛОГАРИФМОВ (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах и устройствах авто+58

„„SU „„1434429 матики. Изобретение позволяет снизить аппаратурные затраты на устройство для вычисления логарифмов при одновременном повышении точности вычисления антилогарифмов. которое осуществляется сдвигом исходной мантиссы с добавлением к ней логической единицей со стороны старшего разряда в сторону младших разрядов с одновременным анализом на реверсивном счетчике характеристики логарифма,соответствующей рассматриваемой мантиссе. Устройство содержит регистры сдвига 1 вход 2 тактовой частоты f,, формирователь импульса 3 по спаду, реверсивный счетчик

4, элемент НЕ 5, элементы И НЕ 6 — 9, элементы НЕ 10. 11, элементы И-HF

12 — 16, вход запуска 17, вход 18 задания режима устройства. 1 ил.

1434429

Изобрете1гие относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в специальных вычислительных устройствах и устройствах автоматики.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства Iëÿ вычисления логарифмов 16-разрядного числа.

Устройство содержит регистры 1 сдвига, вход 2 тактовой частоты, формирователь 3 импульса по спаду, реверсивный счетчик 4, элемент НЕ 5, элементы И-НЕ 6 — 9, элементы HE 10, 11, элементы И-HE )2-16, вход 17 запуска, вход 18 задания режима устройства, входы-выходы 19-29.

Сущность вычисления антилогарифма состоит в дополнении к мантиссе логарифм!1 со стороны ее старшего разряда логической единицы и последующем анализе ве.IH IHHI! характеристики логарифма, соответствующей этой мантиссе. Величина характеристики определяет, сколько раз надо сдвинуть в сторону младших разрядов дополненную мантиссу. Сдвинутая в сторону младших разрядов дополненная мантисса является искомым антилогарифмом.

Устройство для вычисления логарифмов работает следующим образом.

Для осуществления логарифмирования на входе 18 выбора режима устройства долже1! быть уровень «1». С приходом отрицательного импульса запуска с входа )7 на вход предварительной установки реверсивного счетчика 4 в счетчик записывается информация 11!1. При этом на выходах элементов И-НЕ 8 и !6 присутствуют уровни

«!», которые, поступая на входы управлеHHI! записью-сдвигом регистра 1 сдвига, устанавливают его в режим параллельно ввода. Формирователь 3 выделяет спад импульса запуска, который через элемент

И-HE 3 поступает на вход синхронизации регистра сдвига, вызывая запись информации. -1ерез интервал времени, равный длительности импульса запуска, на выходе элемента И-HE 8 находится уровень

«О», а на выходе элемента И-НЕ 16 сохраняется уровень «1». Такая комбинация логических уровней на входах управления записью-сдвигом регистра 1 сдвига подготавливают регистр к сдвигу информации в сторону старших разрядов, Если записанное в регистр 1 входное число таково, что его старший разряд равен нулю, то элемент И-HE 9 открывается, импульсы тактовой частоты проходят с входа 2 устройства через элемент И-HE 9 на вычитающи и вход реверсивного счетчика 4, а через элемент И-HE 13 на входы синхронизации регистра 1 сдвига. Информация, за11исанная в реверсивный счетчик 4 импульсом запуска, с каждым тактовым импульсом уменьшается на единицу до тех пор, пока В старшем разряде регист)>с!

ЗО

55 сдвига 1 не появится единица, кс1торая запретит прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 9 на вычитающий вход реверсивного счетчика 4 и на входы синхронизации регистров 1 сдвига. Одновременно на выходе элемента И-НЕ 12 формируется положительный перепад, сигнализирующий о том, что вычисление логарифма закончено. Этот перепад возникает за счет появления уровня «О» на входе элемента И-НЕ 12. Характеристика логарифма имеется на выходах реверсивного счетчика 4, а мантисса — на выходах. регистра 1 сдвига. Например, требуется вычислить логарифм числа 257;0. Его двоичная запись имеет вид 257! r.=

===000000010000000)2.

Под воздействием импульса "àïóñêà в реверсивный счетчик 4 записывается информация 15 0 — — 111)2. Процесс вычисления логарифма заканчивается, как

-ольке старшая текугцая единица логарифмуемого числа сдвинется на место старшего разряда регистра 1 сдвига. Для этого информацию надо сдвинуть в сторону старших разрядов для данного случая семь раз. 3а это время информация рeâåpcèâíoãî счетчика уменьшается На семь и равна 1510 — 710=810=)0002.

Таким образом, двоичный логарифм числа 2570 равен 1000,000000010000000. Семь нулей мантиссы правее единицы с !ор1!ировались в результате семикратного сдвига вправо нулевой информации на входе сдвига вправо регистра 1 сдвига.

Для осуществления антилогарифмирования на входе 18 задания режима устройства. должен быть уровень «О». На Hi!формационные входы регистра сдвига подается значение мантиссы, а на входы предварительной установки реверсивного счетчика 4 -- значенис характеристики.

С приходом отрицательного импульса запуска на вход 17 устройства и на вход разрешения записи реверсивного счетчика 4 в счетчик записывается значение характеристики. При этом на выходах элементов И-HE

8 и 16 присутствуют «i», которые, поступая на входы управления записью-сдвигом регистра 1 сдвига, устанавливают его в режим параллельного вводB. Формирователь 3 выделяет спад импульса запуска, который через:-лемент И-НЕ !3 поступает на входы синхрочизации регистра 1 сдвига, вызывая запись значения мантиссы. Через интервал времени, равный длительности импульса запуска на выходе элемента И-HE 8 сохраняется уровень:1», а на выходе элемента И-НЕ 16 присутствует уровень «О». Гакая комбинация логических уровней на входах управления записью-сдвигом регистра сдвига подготавливает регистр к сдвигу записанной информации в направ i HHH от старших разрядов к младшим.

1434429

Если значение характеристики, записанной в реверсивный счетчик 4, не равно

151о= 11112, на выходе элемента И-НЕ б присутствует уровень «1», который разрешает прохождение через элемент И-НЕ 14 им5 пульсов тактовой частоты на суммирующии вход реверсивного счетчика 4, а через элемент И-НЕ 13 — на входы синхронизации регистра 1 сдвига. Информация, записанная в реверсивный счетчик 4, с каждым тактовым импульсом увеличивается на единицу до тех пор, пока счетчик не установится в состояние 11112=15ip. Это состояние вызывает появление уровня «О» на выходе элемента И-НЕ 6, который запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 14 на суммирующий вход реверсивного счетчика 4 и на входы синхронизации регистра 1. Счет счетчика и сдвиг регистра прекращаются. Одновременно на выходе элемента И-НЕ 12 формируется положительный перепад, сигнализирую- 20 щий о том, что вычисление антилогарифма закончено. Этот перепад возникает за счет появления уровня «0» на входе элемента И-НЕ 12. Значение антилогарифма появляется на выходах регистра 1 сдвига.

Например, требуется вычислить число, логарифм которого равен

1000,000000010000000. Под воздействием импульса запуска в реверсивный счетчик записывается характеристика 1000 =8ip, à в регистр 1 сдвига 10000000!0000000 . Процесс вычисления антилогарифма заканчивается, как только реверсивный счетчик 4 принимает состояние 111lq= 15ip, т. е. до остановки на счетчик поступает сем импульсов тактовой частоты. Значит информация, записанная в регистр 1 сдвига, сдвигается за это время семь раз и к моменту остановки сдвига принимает значение 0000000100000001в = — 257„„

Формула и:обретения

Устройство для вычисления логарифмов, содержащее регистр сдвига, реверсивный счетчик и два элемента НЕ, причем вход запуска устройства соединен с входом синхронизации реверсивного счетчика, вход задания режима устройства соединен с входом первого элемента НЕ, отличающееся тем, что, с целью упрощения, оно содержит третий элемент HF., девять элементов

И-НЕ и формирователь импульса по спаду, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом регистра сдвига, вход разрешения записи которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И-HE

4 входом суммирования реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с входом тактовой частоты устройства и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с входом задания режима устройства и первыми входами четвертого и пятого элементов И-HF, вторые входы которых соединены соответственно с выходом старшего разряда регистра сдвига и входом запуска устройства, подключенного к первому входу шестого элемс ra И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, первым входом седьмого элемента И-HE и вторым вхо.,ом третьего элемента Vi-НЕ, выход седьмого элемента И-Н соединен с первым входом восьмого элемента И-НЕ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом четвертого элемента И-НЕ и выходом окончания вычисления устройства, выход пятого элемента И-НЕ соединен с первым входом управления регистра сдвига, второй вход управления которого соединен с выходом шестого элемента И-НЕ, выходы разрядов реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами девятого элемента И-НЕ, выход которого через третий элемент НЕ соединен с вторым входом седьмого элемента И-НЕ, третий вход третьего элемента И-HE соединен с выходом девятого элемента И-НЕ, вы. од старшего разряда регистра сдвига соединен через второй элемент НЕ с третьим входом второго элемента И-НЕ, вход запуска устройства соединен с входом формирователя импульса по спаду, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, информационный вход реверсивного счетчика соединен с входом логической единицы устройства и входом старшего разряда информационного входа регистра сдвига, выходы регистра сдвига и реверсивного счетчика соединены с выходом функции устройства.

Составитель Л. Зорин

Редактор I. Пчолинская Текред И. Верее 1;о р1 ектор 1!. Му ска

Заказ 5556/51 Тираж 704 11 о .пивное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ".о делам изобретений и открытий

113035, Москва, jK — 35, Раушская наб., д. 45

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, i.л. Проектная, 4