RU2633142C1 - Устройство для вычисления функции √x2 + y2 - Google Patents
Устройство для вычисления функции √x2 + y2 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633142C1 RU2633142C1 RU2016144849A RU2016144849A RU2633142C1 RU 2633142 C1 RU2633142 C1 RU 2633142C1 RU 2016144849 A RU2016144849 A RU 2016144849A RU 2016144849 A RU2016144849 A RU 2016144849A RU 2633142 C1 RU2633142 C1 RU 2633142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- operand
- counter
- order
- register
- inputs
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/50—Adding; Subtracting
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в возможности сокращения времени для получения результата вычислений. Устройство содержит регистр первого операнда, первый и второй счетчики порядка, счетчик второго операнда, дешифратор, блок управления. Дополнительно содержит два логических элемента И-НЕ, обеспечивающие досрочное завершение вычислений, если один из операндов значительно меньше другого. 1 ил.
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено, например, в специализированных вычислительных блоках.
Известны устройства для вычисления функции 
, содержащие регистры операндов, сумматоры, счетчики, коммутаторы, логические элементы [А.с. 404082 СССР, 1971].
Недостатком известного устройства являются значительные аппаратные затраты.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычисления функции 
[А.с. 752332 СССР, 1980], содержащее регистр первого операнда, счетчик второго операнда, первый счетчик порядка, блок управления, второй счетчик порядка и дешифратор, входы которого подключены к разрядным выходам первого счетчика порядка, а выходы - к разрядным входам счетчика второго операнда, выход переполнения которого подключен к входу первого счетчика порядка, установочные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами и входами второго счетчика порядка, выход и вход знакового разряда которого подключены к первому управляющему входу и выходу блока управления, подключенного также к входу первого счетчика порядка, разрядные входы регистра первого операнда соединены с соответствующими выходами счетчика второго операнда, выход нулевого разряда которого и выход первого разряда регистра первого операнда соединены с соответствующими входами блока управления, второй управляющий выход которого подключен к входам регистра первого операнда и счетчика второго операнда, установочные входы которого подключены к выходам регистра первого операнда.
Недостатком этого устройства является его низкое быстродействие.
Задачей настоящего изобретения является совершенствование устройства для вычисления функции 
.
Технический результат - возможность сокращения времени получения результата вычислений.
Технический результат достигается тем, что в известное устройство для вычисления функции 
, содержащее регистр первого операнда, первый и второй счетчики порядка, счетчик второго операнда, дешифратор, блок управления, дополнительно вводятся два (
)-входовые логические элементы И-НЕ, соединенные между собой по схеме "монтажное ИЛИ", общий выход которых связан с блоком управления, причем входов каждой из них подключены к 
старшим разрядам регистра первого операнда и к 
старшим разрядам счетчика второго операнда соответственно (где n - разрядность операндов).
Введение дополнительно двух логических элементов И-НЕ и их связей с другими блоками устройства позволило сократить время получения результата вычислений. Это является новым техническим решением в технике цифровых вычислений, поскольку результаты проведенного заявителем анализа аналогов и прототипа не позволили выявить признаки, тождественные всем существенным признакам данного изобретения.
Предложенное устройство имеет изобретательский уровень, так как из опубликованных научных данных и существующих технических решений явным образом не следует, что заявляемая совокупность блоков, узлов и связей между ними позволяют сократить время получения результата вычислений.
Предложенное устройство для вычисления функций промышленно применимо, поскольку его техническая реализация возможна с использованием типовых элементов микроэлектронной техники (интегральных логических схем).
На чертеже представлена блок-схема устройства.
Устройство содержит регистр 1 первого операнда, первый 2 и второй 3 счетчики порядка, счетчик 4 второго операнда, дешифратор 5, блок 6 управления и два логических элемента И-НЕ 7, 8, соединенных друг с другом по схеме "монтажное ИЛИ".
Многоразрядный выход первого 2 счетчика порядка подключен ко входам дешифратора 5, каждый i-й выход которого (i=0, 1, 2, …, n-1, первыми будем считать старшие разряды) связан со счетным входом i-го разряда счетчика второго операнда 4, выход нулевого разряда которого соединен со счетным входом младшего разряда первого 2 счетчика порядка, выходы первого 2 счетчика порядка со сдвигом на один разряд влево соединены с установочными входами второго 3 счетчика порядка, выходы которого со сдвигом на один разряд влево соединены с установочными входами первого 2 счетчика порядка. Выходы регистра 1 первого операнда соединены с установочными входами счетчика 4 второго операнда, выходы которого со сдвигом на n разрядов вправо соединены со входами регистра 1 первого операнда. Кроме того, устройство содержит блок 6 управления, связанный с выходами нулевого и первого разрядов счетчика 4 второго операнда, регистра 1 первого операнда и второго 3 счетчика порядка, с управляющими входами счетчиков 4, 2, 3 и регистра 1 первого операнда. Кроме того, 
входов каждого из элементов И-НЕ 7 и 8 соединены с 
старшими разрядами регистра 1 первого и счетчика 4 второго операндов соответственно. Общий выход элементов И-НЕ 7 и 8 связан со входом блока 6 управления.
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии в счетчиках 4, 2, 3 и регистре 1 первого операнда записаны нули. В первом цикле вычисления блок 6 управления подключает к управляющему входу счетчика 4 второго операнда входную шину, по которой в устройство поступают импульсы в количестве, равном х. По каждому управляющему сигналу производится прибавление единицы в i-й разряд счетчика 4 второго операнда, где i - число, поступающее на входы дешифратора 5 с первого 2 счетчика порядка. Когда в счетчике 4 второго операнда в нулевом разряде образуется единица, то последующие счетные сигналы, поступающие на вход этого разряда, не изменяя состояния последнего, проходят на вход младшего разряда первого 2 счетчика порядка и второго 3 счетчика порядка. Цикл заканчивается по сигналу от источника информации об окончании передачи кода х. В результате выполнения первого цикла на счетчике 4 второго операнда получается мантисса mx, а на первом 2 счетчике порядка - порядок рх числа, записанного в форме с плавающей запятой. (Цифра, стоящая в i-м разряде счетчика 4 второго операнда имеет вес 2-i). Во втором цикле по сигналу блока 6 управления осуществляется передача содержимого счетчика 4 второго операнда в регистр 1 первого операнда (со сдвигом на n разрядов вправо) и одновременно с этим - передача содержимого регистра 1 первого операнда в счетчик 4 второго операнда, а второй 3 счетчик порядка устанавливается в состояние - n.
В третьем цикле аналогично первому на управляющий вход счетчика 4 второго операнда поступает в число-импульсном коде операнд y. Если порядок числа y превосходит порядок числа х на величину S (S ∈ {0, 1, 2, 3, …, n}), то в счетчике 4 второго операнда S раз будет наблюдаться переполнение и, следовательно, в первый 2 счетчик порядка и второй 3 счетчик порядка прибавится по S единиц. Цикл заканчивается по сигналу от источника информации об окончании передачи кода y. В результате выполнения третьего цикла на первом 2 счетчике порядка получаем Py=Px+S, а на счетчике 4 второго операнда - мантиссу my числа y.
В четвертом цикле блок 6 управления выдает серию сигналов, по каждому из которых осуществляется сдвиг содержимого регистра 1 первого операнда и прибавление единицы во второй 3 счетчик порядка. Цикл заканчивается по достижении вторым 3 счетчиком порядка состояния "0". Если при этом в нулевом и первом разрядах регистра 1 первого операнда записаны единицы или в нулевом разряде счетчика 4 второго операнда записан ноль, то выполняется пятый цикл, в противном случае устройство переходит к выполнению шестого цикла.
Пятый цикл вычисления полностью аналогичен второму.
В шестом цикле блок 6 управления вырабатывает серию сигналов, по каждому из которых осуществляется сдвиг содержимого регистра 1 первого операнда и прибавление "1" во второй 3 счетчик порядка. Цикл заканчивается, когда в нулевом разряде регистра 1 первого операнда появится единица, т.е. когда выполняется нормализация мантиссы числа в регистре 1 первого операнда.
При этом во втором 3 счетчике порядка получают код 
.
В седьмом цикле осуществляется запись во втором 3 счетчике порядка со сдвигом влево на один разряд содержимого первого 2 счетчика порядка и запись в первый 2 счетчик порядка со сдвигом влево на один разряд содержимого второго 3 счетчика порядка. Содержимое первого разряда счетчика 4 второго операнда заносится в младший разряд первого 2 счетчика порядка и второго 3 счетчика порядка. В нулевой и первый разряды счетчика 4 второго операнда заносятся соответственно "0" и "1". Если в первом разряде регистра 1 первого операнда записана "1", то в регистре 1 первого операнда выполняется сдвиг на один разряд, в противном случае в нулевой и первый разряды этого регистра заносятся собственно "0" и "1".
Седьмой цикл выполняется по двум вариантам:
1 вариант. Если все 
старших разрядов регистра 1 первого операнда или счетчика 4 второго операнда содержат нули, то на выходе логических элементов И-НЕ 7, 8 возникнет сигнал "0". Он передается в блок 6 управления, который прекращает дальнейшие вычисления. Устройство выдает результат одного из операндов, не равного нулю, в качестве мантиссы, и их общий порядок в качестве порядка результата. Это математически базируется на том, что двоичное число с 
нулями в старшей части двоичного числа при возведении его в квадрат превращается в двоичное число с n нулями в своей старшей части.
2 вариант. Сигнал от двух логических схем И-НЕ 7, 8 в блок 6 управления равен "1". Тогда седьмой, восьмой, девятый и десятый циклы выполняются как у прототипа, т.е. с затратой времени.
Таким образом, исключение ряда времяемких циклов при вычислении функции 
создает предпосылки существенного повышения технико-экономической эффективности - быстродействия предложенного устройства.
Claims (1)
- Устройство для вычисления функции, содержащее регистр первого операнда, первый и второй счетчики порядка, счетчик второго операнда, дешифратор, блок управления, причем входы дешифратора подключены к разрядным выходам первого счетчика порядка, а выходы - к разрядным входам счетчика второго операнда, выход переполнения которого подключен ко входу первого счетчика порядка, установочные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами и входами второго счетчика порядка, выход и вход знакового разряда которого подключен к первому управляющему входу и выходу блока управления, подключенного также ко входу первого счетчика порядка, разрядные входы регистра первого операнда соединены с соответствующими выходами счетчика второго операнда, выход нулевого разряда которого и выход первого разряда регистра первого операнда соединены с соответствующими входами блока управления, второй управляющий выход которого подключен ко входам регистра первого операнда и счетчика второго операнда, установочные входы которого подключены к выходам первого операнда, отличающееся тем, что дополнительно содержит два
- входовые логические элементы И-НЕ, соединенные между собой по схеме "монтажное ИЛИ", общий выход которых связан с блоком управления, причем
входов каждого из них подключены к
старшим разрядам регистра первого и к
старшим разрядам счетчика второго операндов соответственно.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144849A RU2633142C1 (ru) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Устройство для вычисления функции √x2 + y2 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144849A RU2633142C1 (ru) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Устройство для вычисления функции √x2 + y2 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2633142C1 true RU2633142C1 (ru) | 2017-10-11 |
Family
ID=60129262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016144849A RU2633142C1 (ru) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Устройство для вычисления функции √x2 + y2 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2633142C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3431407A (en) * | 1965-01-26 | 1969-03-04 | Us Air Force | Polynomial root finder |
| RU2028661C1 (ru) * | 1990-06-25 | 1995-02-09 | Научное конструкторское бюро "Миус" | Устройство для вычисления функции |
| EP1315079A1 (en) * | 2001-11-22 | 2003-05-28 | STMicroelectronics Limited | Circuit for calculation of division and square root with floating point numbers |
| US20090024777A1 (en) * | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Renesas Technology Corp. | Arbiter and arbitration method of multiple data accesses |
-
2016
- 2016-11-15 RU RU2016144849A patent/RU2633142C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3431407A (en) * | 1965-01-26 | 1969-03-04 | Us Air Force | Polynomial root finder |
| RU2028661C1 (ru) * | 1990-06-25 | 1995-02-09 | Научное конструкторское бюро "Миус" | Устройство для вычисления функции |
| EP1315079A1 (en) * | 2001-11-22 | 2003-05-28 | STMicroelectronics Limited | Circuit for calculation of division and square root with floating point numbers |
| US20090024777A1 (en) * | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Renesas Technology Corp. | Arbiter and arbitration method of multiple data accesses |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI405126B (zh) | 微處理器及其執行指令之方法 | |
| US6738795B1 (en) | Self-timed transmission system and method for processing multiple data sets | |
| CN109388373B (zh) | 用于低功耗内核的乘除法器 | |
| WO2016119547A1 (en) | Method and apparatus for converting from integer to floating point representation | |
| CN113918119A (zh) | 存储器内多位数二进制乘法装置及其操作方法 | |
| CN102253822B (zh) | 一种模(2^n-3)乘法器 | |
| CN112650469B (zh) | 用于二进制标志确定的电路和方法 | |
| RU2639645C1 (ru) | Арифметико-логическое устройство для сложения и вычитания чисел по модулю | |
| RU2633142C1 (ru) | Устройство для вычисления функции √x2 + y2 | |
| RU2696223C1 (ru) | Арифметико-логическое устройство для формирования остатка по произвольному модулю от числа | |
| RU2595906C1 (ru) | Устройство для вычисления функций | |
| JPH09244874A (ja) | 最上位有効ビット位置予測方法 | |
| Gladshtein | Delay-based processing-in-wire for design of QCA serial decimal arithmetic units | |
| CN102929575B (zh) | 一种模(2n+3)乘法器 | |
| RU2562411C1 (ru) | Устройство для вычисления модуля комплексного числа | |
| JP4290203B2 (ja) | リダクションアレイの装置および方法 | |
| RU2618188C1 (ru) | Устройство для вычисления модуля комплексного числа | |
| RU2625528C1 (ru) | Арифметическое устройство | |
| Narkhede et al. | Design and implementation of an efficient instruction set for ternary processor | |
| RU2799035C1 (ru) | Конвейерный сумматор по модулю | |
| CN104035744A (zh) | 基于msd加法器的光学回馈策略 | |
| RU2753184C1 (ru) | Параметризуемый однотактный умножитель двоичных чисел с фиксированной точкой в прямом и дополнительном коде | |
| US20030146860A1 (en) | Exponent encoder circuit and mask circuit | |
| Abraham et al. | An ASIC design of an optimized multiplication using twin precision | |
| Dave et al. | Constant addition with flagged binary adder architectures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181116 |