Устройство для преобразования непозиционного кода в позиционный код

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействующих вычислительных устройствах, функционирующих в модулярной системе счисления, для реализации различных немодульных операций, таких, как деление, умножение дробей, масштабирование, перевод чисел в двоичную систему счисления, а также в системах цифровой обработки сигналов, включая позиционные, для масштабирования чисел вместе с преобразованием результата масштабирования в позиционный код. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет выполнения масштабирования. В устройство, содержащее группу блоков 5.1-5.K хранения констант, группу блоков 8.1-8.N суммирования вычетов по модулю P, группу сумматоров 10.1-10.N по модулю P, вспомогательный регистр 11, регистр 13 младшей цифры, группу счетчиков 14.1-14.N-1 и блок 15 формирования переносов, введены элемент 3 задержки, блок 4 вычисления интервального индекса числа, регистр 6, блок 7 суммирования вычетов по модулю P, блок 9 памяти поправок масштабирования и реверсивный счетчик 12 с соответствующими связями. 1 ил.

СОЮЗ .СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

" « "ИВ@Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ò21) 4210110/24-24 (22) 10.03.87 (46) 23.09.89. Бюл. 9 35 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н.Сенченко (72) А.А.Коляда и M.Þ.Ñåëÿíèíîâ (53) 681 ° 3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1140114, кл. G 06 F 7/72, 1983 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 1140114, кл. Н 03 М 7/18, 10.05.84. (5g 4 " 03 М 7/18 С 06 F 7/72

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

НЕПОЗИЦИОННОГО КОДА В ПОЗИЦИОННЬЙ

КОД (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействующих вы числительных устройствах, функционирующих в модулярной системе счисления, для реализации различных немодульных операций, таких, как деление, умножение дробей, масштабирование, перевод

3 1510097 чисел в двоичную систему счисления, а также в системах цифровой обработки сигналов, включая позиционные, дпя масштабирования чисел вместе с преоб5 разованием результата масштабирования в позиционный код. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет выполнения масштабирования. В устройство, содержащее ip группу блоков 5.1-5;k хранения констант, группу блоков 8.1-8.п суммирования вычетов по модулю P группу сум-, 4 маторов 10 ° 1-10.ï по модулю Р, вспомогательный регистр 11, регистр 13 младшей цифры, группу счетчиков 14.114,п-1 и блок 15 формирования переносов, введены элемент 3 задержки, блок

4 вычисления интервального индекса числа, регистр 6, блок 7 суммирования вычетов по модулю Р, блок, 9 памяти поправок масштабирования и реверснвный счетчик 12 с. соответствующими связями. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в быстродействующих вычислительных устройствах, функционирующих в модулярной системе счисления для реализации различных немодульных операций, таких как деление, умножение дробей, масштабирование, 25 перевод чисел в двоичную систему счисления, а также в системах цифровой обработки сигналов (цифровых .фильтрах, процессорах БПФ и т.п.), включая позиционные, для масштабирования чисел вместе с преобразованием результата масштабирования в позици,онный код.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет выполнения масштабирования.

На чертеже представлена схема устройства для преобразования непозиционного кода в позиционный код.

Устройство содержит вход 1 номера 40 масштаба устройства, группу входов

2.1, 2.2, ..., 2.k модулярного кода устройства, элемент 3 задержки, блок

4 вычисления интервального индекса числа, группу блоков 5.1, 5.2, 5.k хранения констант, регистр 6, блок 7 суммирования вычетов по модулю

;Р группу блоков 8.1, 8.2, ..., 8.п суммирования вычетов по модулю Р> блок

9 памяти поправок масштабирования, группу сумматоров 10.1, 10.2, 10.п по модулю Р, вспомогательный регистр 11, реверсивный счетчик 12, регистр 1,3 младшей цифры, группу счетчиков 14 1 14е 2 еф 14 и 1 блок

15 формирования переносов, группу выходов 16 ° 1, 16.2, ..., 16.п.

Здесь и далее используются следующие обозначения: k — число оснований модулярной системы счисления, и — количество цифр Р-ичного кода числа, Р - основание позиционной системы . счисления (Р . Т 2+1, Т= $1og,kg через 1Х L обозначается наименьшее число, не меньшее Х), ш„,...,ш „основания модулярной системы счисления, являющиеся взаимно простыми числами, D- =f --шМ 1,,...,mM ;1 диапазон модуf

%-1 лярной системы счисления, М „, = П m ф=а

m=m вспомогательный модуль, выбираемый из условий m a k 1, ш „- 2т,+К-2, 31 8 p t iS«„(м4ч

S - — набор масштабов, 1 е (О,i

L-1 ), L — число используемых масштабов.

Элемент 3 задержки представляет собой цепочку из Т последовательно соединенных регистров разрядностью

) log L$ бит, при этом вход первого

1 и выход последнего из регистров элемента 3 задержки являются соответственно входом и выходом элемента 3 за- . держки;

Блок 7 суммирования вычетов осуществляет сложение за Т тактов наборов из k-1 вычетов по модулю P вместе с формированием числа переполнений.

Блок 7 имеет Т-каскадную конвейерную структуру.

Блоки 8.1, 8.2, ..., 8.п-1 суммирования вычетов имеют (Т+1)-каскадную конвейерную структуру и осуществляют сложение за (Т+1)-тактов наборов из

k вычетов по модулю P с формированием числа переполнений, а блок 8.п осуществляет сложение за (Т+1) тактов наборов из k вычетов по модулю P без формирования числа переполнений.

Блоки 8.1, 8.2, ..., 8.п суммирования вычетов реализуются аналогично

5 151 блоку 7, отличие состоит лишь в том, что -й вычет набора поступает на заключительном (Т+1)-м такте во входной регистр последнего каскада.

Блок 4 нычисления интервального индекса числа служит для определения по входному модулярному коду (, „(, ° ...a() числа А60 машинного интервального индекса числа А по формуле

00.9 7 где ((1 (Р - 1 М;, - i l М; i 4; I m; J S e ) с (2) с(г!,..., e(— цифры P-ичного представления числа, которые определяются следующим образом:

10 (1 М! к-1 М!gQ-1 j m

Р м 4- i /m

Л

В память блока 5.k по адресу Х +

3 60, .%(+2 - 1 записывается набор констант где И; =lA lm; epee lYlr обозначается наименьший неотрицательный вычет, сравнимый с величиной Y по модулю .

Структурно блок 4 аналогичен блоку суммирования вычетов по модулю гп„.

Блок 5.2, (i=1,2....,k) выполнен на основе постоянного запоминающего устройства, обладающего емкостью

1(о, > () р 1(2 слов, разрядность которых состанляет (и+1) l log P l бит. г

В память блока 5,i по адресу ot +

j о м;( записывается набор констант где (%1 PtХ ИI, t! Spg

1 о

) л Л

Х, если Х (ш, A Л

Х-ш, если Х ъm, 30

Х = (4) <ц ц цифры Р ичного представления числа, которые опреде35 ляются следующим образом:

=! -k-1), t Л

x M - !1 l

-« — — ) ), если Х а ш, Яу

A ((Х-ш). М,1 Д вЂ”,. -(P +

«» еслч

Р5(5) A

Х ш

Блок 9 памяти поправок масштабиро! X+Y)

1 вания реализуется на основе постоянно- 5

1 1,.Р )

ro запоминающего устройства, обладаюг.7 Соь р C (2lx+YlP+k-1 1щего емкостью 2 двухразряд- 2Р ных слон, в его память по адресу Х +

)too р (50, +2 "г " Yзаписывается пара двух- -::XiY 6 0 !»Р 11, через (fi) обоззначных величин (, -) качается ближайшее к Х целое число.

Сумматор 10.i (i=1 2,...,n) являесли w. +w =2 ется сумматором по модулю P с формиг ронанием признака переполнения и призв остальных случанх нака равенства суммы вычету (P 1).

Сумматор 10. i может быть выполнен если т +ч =0 так., как в известном устройстве и н остальных случаях, формирует набор величины (Z Ï;,Í..

1510097 где

Z = t X+YfPi

Г X+Y1

П. =(— - ign (PJ

О, если ZgP-1

Н

1, если Е=P-1

i 1,п

Х а 0,1,...,k-2 ) Y (0,1,...,P-1) .

Блок 15 служит для формирования по входным величиная П,, П, Н,, П„,, Н „, значений переносов 7, в (1+1)-й разряд Р-ичного кода числа (i 1,2,...,п-1), )+1- П П ° Н 1/...ЧП Н НЗ

° ..Н1, )2,3,...,n-i.

Блок 15 может быть реализован так, как в известном устройстве. 25

Устройство работает следующим образом.

На первом такте работы устройства

Ю ЖФРа o ; модулярного кода числа

А е Р с входа 2.i устройства посту- 30 пает на первый адресный вход блока

5.i памяти для хранения констант, на второй адресный вход которого с входа 1 устройства поступает номер 1 требуемого масштаба S . Из памяти блока 5. i считывается набор констант, компоненты которых определяются соотношениями (2) и (3). Величины с(",и

d . 1 с первого и (j+1)-ro (j=l,2, ...,n) выходов блока 5..i поступают 40 соответственно в блоки 7 и З.j суимирования вычетов через i-e их входы.

Одновременно с этим на первом такте номер 1 масштаба S с входа 1 устройства передается в элемент 3 задержки, 45 а модулярный код (et,;...,el1,) числа, подлежащего масштабированию, поступает в блок 4 вычисления интервального индекса числа, который, реализуя формулу (1), по истечении T-го такта 50 на своем выходе сформирует машинный интервальный индекс 1(А) числа.

На (Т+1)-м такте работы устройства ,л величины Х(А) и 1 выхода блока 4 и выхода элемента 3 задеРжки подаются соответственно на первый и второй адресные входы блока 5Л, из памяти которого считывается ьабоР констант

71,(?(А),l) компоненты которого опре деляются соотношениями (4) и (5).

Прн этом величина a(о с первого выхода (И, блока 5.k передается в регистр 6, а величина d ." (j=1,2,...,n) с (j+1)— го выхода блока 5Л поступает в регистр Т-ого каскада блока 8.j суммирования вычетов через k-й его вход.

Одновременно с этим по истечении (Т+

+1)-го такта на выходах суммы и переполнения блока 7 будут сформированы соответственно величины r и q

I ю

На (Т+2)-м такте величина q с вью хода переполнения. блока 7 передается в реверсный счетчик 12 через его информационный вхоД, а вычеты c(o c выхода регистра 6 и гz с вькода суммы блока 7 подаются соответственно на первый и второй адресные входы блока

9 памяти поправки масштабирования, на первом и втором выходах блока 9 вырабатываются признаки т и g-, значение которых определяется соотношением (6).

Величины т+и г-поступают соответственно на инкрементный и декрементный счетные входы реверсивного счетчика

12, в результате чего в нем формируется величина q,+ y -, представляющая собой поправку Г. Кроме того, по, истечении (Т+2)-ro такта на выходах суммы и переполнения блока 8 суммрования вычетов будут сформированы величины r u q

)

На (Т+3)-м такте величина Г с выхода реверсивного счетчика 12 поступает на вход сумматора 10.1, величина г;(1=1,2,.. °,n) с выхода суммы блока

8. j поступает на вход сумматора 10 j а величина q,.(i=1,2,...,n-1) с выхода .переполнения блока 8.i передается на первый вход сумматора 10.i+1. Сумматор 10.1, складывая по модулю P вычеты Г и r„, находит значение а первой (младшей) цифры P-ичного кода и числа А являющегося целочисленной оценкой дроби А/$, а также формирует признак переполнения П, Величина а, выхода суммы сумматора 10.1 пересылается в регистр 13.

Сумматор 10.j (j=2 Ç,...п), складывая по модулю P вычеты q ., и r л ° находит неточное значение а g-й цифл ры P-ичного кода числа А, а также формируе признак переполнения П и

l л

l признак равенства суммы а вычету (P-1) — Н; .

0097

9 151

В еличины а,, 3, ..., а „с выходов суммы сумматоров 10.2, 10.3, 10.п передаются соответственно в . счетчики 14.1, 14.2, ..., 14.п-1 через информационные их входы, а признаки П,, П, Н,, ..., П „,, Н „,, запоминаются во вспомогательном регистре 11 °

На заключительном (Т+4)-м такте работы устройства признаки Н; и П с выхода регистра 11 подаются на вход блока 15 который на 1-м своем выходе формирует значение переноса i <+ в (1+1)-й разряд P-ичного кода числа.

Величина Я =П, с первого выхода вспомогательного регистра 11 и величины I,, . ..y L„ с выходов блока

14 поступают соответственно на счетные входы счетчиков 14.1, 14.2, 14.п-1. После коррекции содержимого счетчика 14.i в нем будет получена (i+1)-я цифра а;,, Р-ичного позиционл ного кода числа А . Искомые значения цифр а „а, ..., а снимаются соответственно с выходов 16.1, 16.2, ..., 16.п устройства и на этом операция масштабирования числа с переводом результата в P-ичный код заканчивается.

Благодаря конвейерной структуре предлагаемого устройства выполнение в нем новой операции масштабирования может быть начато уже на втором так,те текущей операции. Таким образом, входные данные могут поступать еже, тактно..

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для преобразования непозиционного кода в позиционный код, содержащее группу из k блоков хранения констант (k — число модулей системы счисления, группу из .) блоков суммирования вычетов по модулю P (n — количество цифр P-ичного хода числа), группу из и сумматоров по модулю P вспомогательный регистр,,регистр младшей цифры, группу из и-1 счетчиков и блок формирования переносов, причем группа входов модулярного кода устройства соединена с первыми адресными входами соответствующих блоков (хранения констант, кроме старшего группы, j-й выход (1=*

=2,3,...,n+f) i-го блока хранения констант группы (i=1,2,...,k) подключен к i- ìó входу (j-1)-го блока суммирования вычетов по модулю P группы, выход суммы (j-1)-го блока суммирования вычетов по модулю P группы соединен с входом первого слагаемого (j-1)-го сумматора по модулю P группы, вход второго слагаемого М-ro сумматора по модулю P группы соединен с выходом переполнения (М-1)-го блока суммирования вычетов по модулю P группы (M=2,3,...,п), выход суммы первогб сумматора по модулю P группы

1р соединен с входом регистра младшей цифры, выход суммы И-ro сумматора по модулю Р группы соединен с информационным входом (М-1)-ro счетчика, выход признака переполнения первого

15 сумматора по модулю P группы, выходы признака переполнения и признака равенства суммы (P-1) 1-го сумматора по модулю P группы (1=2,3,...,п-1) соединены соответственно с входами

20 разрядов вспомогательного регистра, выход первого разряда которого соединен со счетным входом первого счетчика группы, выходы разрядов, кроме первого, вспомогательного регистра соединены соответственно с входами блока формирования переносов, выходы которого соединены соответственно со счетными входами счетчиков группы, кроме первого, выходы регистра млад30 шей цифры и выходы счетчиков группы являются группой выходов устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выполнения масштабирования, оно содержит элемент задержки, блок вычисления интервального индекса числа, регистр, блок суммирования вычетов по модулю Р, блок памяти поправок масштабирования и ре40 версивный счетчик, причем вход номера масштаба устройства соединен с входом элемента задержки и с вторыми адресными вхоцами блоков хранения констант, кроме старшего, группы, 45 группа входов модулярного кода устройства соединена с соответствующими входами блока вычисления интервального индекса числа, выход которого и выход элемента задержки соединены

50 соответственно с первым H вторым адресными входами старшего блока хранения констант группы, вход регистра соединен с первым выходом k-го блока хранения констант группы, пер- вый выход S-ro блока хранения конс,тант группы соединен с S-м входом блока суммирования вычетов по модулю

P ($=1, 2, ..., k-1), выход регистра и выход суммы блока суммирования вы1510097

Составитель А.Клюев

Техред .Jl.Îëèéíûê, Корректор В.Кабаций, Редактор Е.Папп

Заказ 5830/57 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101

I четов по модулю P соединены соответственно с первым и вторым адресными входами блока памяти поправок масштабирования, первый и второй выходы которого подключены соответственно к инкрементному и декрементному счетным входам реверсивного счетчика, информационный вход которого соединен с. выходом переполнения блока суммирования вычетов по модулю Р, выход реверсивного счетчика соединен с входом второго слагаемого первого сумматора по. модулю P группы.