Устройство для вычисления логарифмов

Устройство для вычисления логарифмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сееетсннк

Сециапистическня

Веавублнк

OllИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ (n)888114 (61) ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ К аат. СВид-Ву (22) Заявлено 280380 (2Ф) 2901564/18-24 (5ЦМ. К .3 с присоединением заявки ¹

G 06 F 7/556

Государственный комитет

СССР яо дмвм изобретений и откроем» (23) Приоритет (53) УДК 681. 3 (088.8) Опубликовано 07.1281. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 07. 12. 81 (72) Авторы изобретения

B.Ë.ÃàðÌÜâ и Н.С.Петров (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМОВ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах и устройствах автоматики.

Известно цифровое логарифмирующее устройство fl), использующее метод проб и оценок. Однако реализация требует больших аппаратурных затрат и не обеспечивает достаточно высокого быстродействия, так как операция логарифмирования производится в многотактовом режиме и требует значительного числа элементов памяти.

Наиболее близким решением по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее входной запоминающий регистр, сдвигающий регистр, дешифратор, элементы И, матрицф сопротивлений с ключами, множительное устройство )21.

Такое логарифмирующее устройство сложно в реализации, имеет значительный объем аппаратуры и недостаточно высокое быстродействие.

Целью изобретения является уменьК)ение объема аппаратурных затрат. .Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем вычислитель мантиссы, шифратор характеристики и блок выделения старшего разряда, содержащий семь элементов

И-HE причем выход 1- ro элемента

И-НЕ, (1= 2,3,...7) соединен с входами j-х элементов И-НЕ (3=1,2,...1-1), последний вход k-го элемента И-НЕ (k=1,2,...7) является входом (k+1)-ro разряда аргумента устройства, выход каждого элемента И-НЕ является соответствующим выходом бЛока выделения старшего разряда и подключен к соответствующему входу шифратора характеристики, вычислитель мантиссы выполнен в виде трех мультиплексоров, причем первый, второй и третий выходы шифратора характеристики соединены с соответствующими управляющими входами каждого мультиплексора, информационные входы с первого по

20 седьмой мультиплексора соединены соответственно с первого по седьмой входами разрядов аргумента устройства, информационные входы с второго по седьмой второго мультиплексора соединены соответствейно с первого по шестой входами разрядов аргумента устройства, информационные входы с третьего по седьмой третьего мультиплексора соединены соответственно

З0 с первого по пятый входами разрядов

888114 аргумента устройства, выходы мультиплексора являются выходами мантис.сы устройства, выходы шифратора характеристики являются выходами характеристики устройства.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит блок выделения старшего разряда, содержащий элементы И 1, шифратор 2, характеристики и мультицлексоры Э.

Устройство работает следующим образом.

Известно, что любое двоичное число может быть представлено в виде 6

И= 3К„2 (4), К"-О где k=0=1,2...n — показатели степеней разрядов кода числа N

n — показатель степени старшего разряда числа N) — весовой коэффи- I

К циент соответствующего двоичного разряда числа (О либо 1) .

Прологарифмировав (1), получим

Е у=Ео,z (/=Ео ;(a" %, (, " )=

-и+Eog 2". < 2 - )+бо г (4+ р;..

),=о К

Ñ2) Таким образом, показатель степени старшего значащего разряда числа N, представленного в двоична коде, численно равен характеристике 0o N и для вычисления характеристики достаточно выделить старший разряд двоичного числа,и показатель степени соответствующий этому разряду, представить в двоичном коде. В данном устройстве эту операцию выполняет блок выделения старшего разряда 1 и шифратор характеристики 2. для вычисления мантиссы логарифма в устройстве используется приближенное выражение

СОР (1+ „„ +о(„2, --. А Р) И-1 Я и-з. 4. и-3 Q (3) которое верно с точностью до трех двойных разрядов. Из выражения (3) видно, что для получения приближенного значения мантиссы gog N достаточно выделить коэффициентй + at> q, С „ и проссумировать с весами ф, ))4 и ф соответственно. Эта операция в предлагаемом устройстве осуществляется тремя мультиплексорами, управляемыми кодом характеристики по ад

t0!

40 ресным входам. Еслн схема выделения старшего разряда выделяет и-й разряд, то три мультиплексора выделяют

n-l, n-2, п-Э, разряды, которым приписываются веса ф, 4ф и )18 соответственно. Для вычисления логарифма с точностью до третьего знака после запятой при минимальных аппаратурных затратах оптимальное число мультиплексоров в устройстве - три.

Устройство имеет небольшой объем аппаратуры и обеспечивает высокое быстродействие, которое определяется только временем задержки микро" схем.

Формула изобретения

Устройство для вычисления лога3 рифмов, содержащее вычислитель ман-— тиссы, шифратор характеристики и блок выделения старшего разряда, содержащий семь элементов И-НЕ, причем, выход i-го элемента И-НЕ (1=2, 3,...

7) соединен с входами 3-х элементов

И-НЕ (3=1,2,...i-l) последний вход

k-го элемента И-НЕ (k=1 2,...7) является входом (k+1)-го разряда аргумен та устройства, выход каждого элемента И-НЕ является соответствующим выходом блока выделения старшего разряда и подключен к соответст- венному входу шифратора характеристики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения объема аппаратурных затрат в нем, вычислитель мантиссы выполнен в виде ipex мультиплексоров, причем первый, второй и третий выходы шифратора характеристики соединены с соответствующими управляющими входами каждого мультиплексора, информационные входы с первого по седьмой первого мультиплексора соединены соответственно с первым по седьмой входами разрядов аргумента устройства, информационные входы с второго по седьмой второго мультиплексора соединены соответственно с первого по шестой входами разрядов устройства, информационные входы с третьего по седьмой третьего мультиплексора соеДинены соответственно с первого по пятый входами разрядов аргумента устройства, выхо ды мультиплексора являются выходами мантиссы устройства, выходы шифратора характеристики являются выходами характеристики устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 590773, кл. G 06 F 7/Э8, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 482768, кл. G 06 F 7/38,1975 (прототип).

888114

Составитель A.Çoðèí Ф

Редактор Г.Петрова Техред А.Бабинец Корректор H,Нвыдкая

Заказ 10725/13 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий >

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4