Устройство для деления

 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к множительноделительным устройствам ЭВМ, и может быть использовано для построения быстродействующих специализированных вычислительных устройств, а также при разработке быстродействующих устройств деления, удобных для изготовления в составе больщих интегральных схем ((БИС). Известные устройства для деления нормализованных в положительных чисел, представленных в формате с фиксированной запятой, имеют ограниченное быстродействие вследствие большого числа тактов вычислительного процесса. В устройство с целью повышения быстродействия введен блок вычитания, что дает возможность за один такт вычислять скорректированное значение обратной величины делителя. Это позволяет повысить быстродействие устройства с одновременным его упрощением. 1 табл., I ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 06 F 7 52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3903448/24-24 (22) 29.05.85 (46) 23.01.87. Бюл. № 3 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (72) А. А. Васильев, А. Н. Литвинов, В. К. Романчук и В. Н. Смирнов (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 305475, кл. G 06 F 7/52, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 987621, кл. G 06 F 7/52, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к множительноделительным устройствам ЭВМ, и может быть использовано для построения быстро„„SU„„1285464 действующих специализированных вычислительных устройств, а также при разработке быстродействующих устройств деления, удобных для изготовления в составе больших интегральных схем ((БИС). Известные устройства для деления нормализованных в положительных чисел, представленных в формате с фиксированной запятой, имеют ограниченное быстродействие вследствие большого числа тактов вычислительного процесса. В устройство с целью повышения быстродействия введен блок вычитания, что дает возможность за один такт вычислять скорректированное значение обратной величины делителя. Это позволяет повысить быстродействие устройства с одновременным его упрощением. 1 табл., 1 ил.

1285464

С,= С.,— М,(Х,— Х,), Х„. (двоичный код) Номер подынтервала

Номер интервала аппроксима0,000 10

0.002 10

0.004 10

0.005 10

0.008 10

0.011 10

1.000000000000000

1,000000000000001

1.000000000000010

1.0000000000000 11

1.000000000000100

1.000000000000101

1.00000000 0.00000000

1.00000000 0.00003052

1.00000000 0.00006104

1.00000000 0.00009155

1.00000000 0.00012207

1.00000000 0.00015259

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к множительно-делительным устройствам 3BN, и может быть использовано для построения специализированных быстродействующих вычислительных устройств, а также при разработке быстродействующих устройств деления, удобных для изготовления в составе больших интегральных схем (БИС).

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

1Р

На чертеже показана блок-схема устройства для деления.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 входные регистры, первый 3 и второй

4 блоки памяти, блок 5 вычитания, первый 6 и второй 7 промежуточные регистры, перемножитель 8, выходной регистр 9, вход 10 делимого, вход 11 делителя, выход 12 частного, тактовый вход 13.

В устройстве реализован метод деления, заключающийся в предварительном опреде- 2п ленин обратной величины С делителя Х и последующем ее умножении на делимое Y.

При этом предполагается, что входными операндами делимого и делителя является и-разрядные положительные двоичные числа, у которых запятая фиксирована после одного разряда целой части, причем в целой части делителя всегда содержится единица, т.е. 1(Х (2. Одним из методов вычисления функции C= 1/Х является методом кусочно-линейной аппроксимации, в соответствии с которым диапазон изменения аргумента разбивается на интервалы, количество которых определяется требуемой точностью. При этом где Х„ — значение аргумента Х; в начальной (опорной) точке j-го интервала аппроксимации;

С.; — опорное значение обратной величины С; íà j-м интервале аппроксимаци;

М; — значение тангенса угла наклона

j-ro отрезка аппроксимации функции C=

=1/Х к оси абсцисс;

i= 0,1,2,,2" — 1 (и — разрядность входных операндов делимого и делителя);

j=0,1,2,...,2 — 1 (E — количество старших разрядов дробной части делителя, по которым определяются значения величин С„и М;.

В предлагаемом устройстве для достижения абсолютной погрешности Л,Ä i (2 " > каждый из интервалов аппроксимации развивается на подынтервалы. В этом случае функция С; определяется выражением

C;= С.„— N((X; — X,„)= C,„— В;, где Х вЂ” значение аргумента Х; в начальной (опорной) точке К-го подынтервала;

С,„ — опорное значение обратной величины С; на К-м подынтервале;

В; — значение поправки к обратной величине аргумента Х;;

К= 0,1,3,...,2 — 1 (m) 3, m — количество старших разрядов дробной части делителя, по которым определяется значение величины C,„).

Для входных операндов с 15-разрядной дробной частью при m= 11 и = 6, т.е. при разбиении диапазона изменения аргумента

Х на 64 интервала аппроксимаци, каждый из которых в свою очередь развивается на 32 подынтервала, точность достигает значения Л.„ (2, что видно из таблицы.

1285464

Продолжение таблицы

4 5 6

1 2

1.000000000000110

1.000000000000111

1.000000000001000

1.000000000001001

1.000000000001010

1.000000000001011

1.000000000001100

1.000000000001101

1.000000000001110

1.000000000001111

32 1.000000111110000

1.000000111110001

1.000000111110010

1.000000111110011

1.000000111110100

1.000000111110101

1.000000111110110

1.000000111110111

1.000000111111000

1. 000000111111001

1.000000111111010

1.000000111111011

1.000000111111100

1.000000111111101

1.000000111111110

1.000000111111111

1.00000000 0.00018311

1.00000000 0.00021362

1.00000000 0.00024414

1.00000000 0.00027466

1.00000000 0.00030518

1.00000000 0.00033569

1.00000000 0.00036621

1.00000000 0.00039673

1.00000000 0.00042725

1.00000000 0.00045776

0.98507690 0.00000000

0.98507690 0.00003052

0.98507690 0.00006104

0.98507690 0.00009155

0.98507690 0.00012207

0.98507690 0.00015259

0.98507690 О ° 00018311

0.98507690 0.00021362

0.98507690 0.000244 14

0.98507690 0.00027466

0.98507690 0.00030518

0.98507690 0.00033569

0.98507690 0.00036621

0.98507690 0.00039673

0.98507690 0.00042725

0.98507690 0.00045776

0.004 10

0.006 10

0.009 10

0.013 10

0.017 10

0.020 10

0.014 10

0.018 10

0.023 10

0.026 10

1.210 10

1.302 10

i.395 10

1.486 10

1.579 10

1.663 10

1.756 10

1.848 10

1.942 10

2.036 10

2.130 10

2.213 10

2.308 10

2.402 10

2.497 10

2.591 10

1285464

Продолжение таблицы

) 4 l 5 (1 2

0.024 10

64 2017 1. 111111000000000 0.50393676

0.00000000

1.111111000000001 0.50393676 0.00000000 0.750 10

1.111111000000010 0.50393676 О ° 00003052 1.527 10

0.00003052 0.753 10

1.111111000000011 0.50393676

1.111111000000100 0.50393676

1.111111000000101 0.50393676

1.111111000000110 0.50393676

1.111111000000111 0.50393676

0.00003052 0.022

О ° 00003052 0.796

0.00006104 1.479 10

0.00006104 0.704 10

1.111111000001000 0.50393676 0.00006104 0.070 10

0.00006104 0.844 10

1.111111000001001 0.50393676

1.111111000001010 0.50393676 0.00009155 1.432 10

1.111111000001011 0.50393676 0.00009155 0.658 10

1.111111000001100 0.50393676 0.00009155 0.119 10

1 ° 111111000001101 0.50393676 0.00009155 0.893 10

1.111111000001110 0.50393676 0,00012207 1.385 10

1.111111000001111 0.50393676 0.00012207 0.611 10

° ° °

1.111111111110011 0.50012207 0.00003052 0.766

1.111111111110100 0.50012207 0.00003052 0.004 10

0.00003052 0.762 10

1.111111111110101 0.50012207

1.111111111110110 0.500 12207 0.00006104 1.528 10

1.111111111110111 0.50012207 0.000006104 0.765 10

1. 111111111111000 0.50012207 A. 00006104 О. 002

2048 1.111111111110000 0.50012207 0.00000000 0.003 10

1.111111111110001 О 50012207 О,ОООООООО 0.760 10

1.1111111111100 10 0.50012207 0.00003052 1.529 10

1285464

Продолжение таблицы

5 j 6.

) () 4 ) 1 2

0.00006104 0.760 10

1 ° 111111111111001 0.50012207

0.528 10

0.763 10

0.001 10

0.762 10

1.111111111111010 0.50012207 0.00009155

1.11111111111.1011 0.50012207 0.00009155

1.111111111111100 0 ° 50012207 0.00009155

1. 111111111111101 0.50012207 0.00009155

1.111111111111110 0.50012207 0.00012207 1.527 10

0.765 10

1.111111111111111 0.50012207 0.00012207

Устройство работает следующим образом.

По приходу первого тактового импульса на вход 13 устройства величины Y и Х записываются соответственно регистры 1 и 2.

По адресу, указанному m старшими разря- 25 дами дробной части Х, из блока 3 постоянной памяти выбирается опорное значение обратной величины С,, которое поступает на вход уменьшаемого блока 5. Одновременно по адресу, указанному f, старшими и (п — m — 1) младшими разрядами дробной части Х, из блока 4 выбирается значе% ние поправки В; к обратнои величине Сщ, которое поступает на вход вычитаемого блока 5. В блоке 5 производится вычисление разности (СО„.-В;), представляющей собой уточненное значение обратной величины делителя. По приходу второго тактового импульса это выражение записывается в регистр 7. Одновременно в регистр 6 записывается величина Y.

Содержимое регистров 6 и 7 поступает на 4р перемножитель 8, на выходе которого формируется искомое частное Z-У.1/Х. По приходу третьего тактового импульса полученное число записывается в регистр 9 и из него поступает на выход устройства.

Формула изобретения

Устройство для деления, содержащее первый и второй входные регистры, первый и второй блоки памяти, первый и второй промежуточные регистры, перемножитель и выходной регистр, причем информационные входы первого и второго входных регистров являются входами делимого и делителя устройства, выход первого входного регистра соединен с информационным входом первого промежуточного регистра, выход которого соединен с входом первого сомножителя пер ем нож ител я, выход которого соединен с информационным входом выходного регистра, выход которого является выходом частного устройства, выход второго промежуточного регистра соединен с входом второго сомножителя перемножителя, тактовый вход устройства соединен с тактовыми входами первого и второго входных регистров, первого и второго промежуточных регистров и выходного регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок вычитания, выход которого соединен с информационным входом второго промежуточного регистра, первая и вторая группа выходов второго входного регистра соединены с первым и вторым адресными входами первого блока памяти, выход которого соединен с входом уменьшаемого блока вычитания, вход вычитаемого которого соединен с выходом второго блока памяти, первый и второй адресные входы которого соединены с первой и третьей группой выходов второго входного регистра.

1285464

Составитель Н. Маркелова

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 7498/50 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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