Цифровое устройство для вычисления логарифма числа

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

091 (И) с (5> 4 С 06 F 7/556

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ г сниД тельСтвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4156487/24-24 (22) 02. 12.86 (46) 07.06.88. Бюл. У 21, (72) А.M.Литвин, Ю.B.Хохлов, С.В.Шантырь, А.В.Крюков и С. Г.Богославский (53) 68 1.325.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1120319, кл.G 06 F 7/556, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11 1003082, кл. G 06 F 7/556, 1979. (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМА ЧИСЛА (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении функциональных преобразователей. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Цифровое устройство для вычисления логарифма числа содержит элемент И 1, к-разрядный регистр

2 сдвига, счетчик 3, триггер 4, мультиплексор 5, элементы ИЛИ 6 и 7.

Работа устройства основана на свойстве двоичного кода числа, заключающемся в том, что характеристика двоичного логарифма числа равна номеру старшего разряда, находящегося в единичном состоянии. Мантисса логарифма определяется линейной аппроксимацией логарифмическои функции между ее целочисленными значениями. 1 ил.

1401456

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении функциональных преобразователей, специализированных вычислителей, информационно-измерительных систем.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На чертеже приведена структурная 10 схема цифрового устройства для вычисления логарифма числа, Устройство содержит элемент И 1, К вЂ” разрядный регистр 2 сдвига, счетчик 3, триггер 4, мультиплексор 5, 15 первый и второй элементы ИЛИ 6 и 7.

Работа устройства основана на свойстве двоичного кода числа, заключающегося в том, что характеристика двоичного логарифма числа равна номеру 20 старшего разряда, находящегося в единичном состоянии. Мантисса логарифма определяется линейной аппроксимацией логарифмической функции между ее целочисленными значениями. 25

Устройство работает следующим образом.

Управляющим сигналом Ч производится запись входного кода Х в регистр 2 сдвига, установка счетчика 3 в единичное состояние и установка триггера 4 в нулевое остояние, если Х<2, ив

К/2 единичное состояние, если ХЪ2 2, так как при этом хотя бы в одном из старших разрядов входного кода Х ...Х 35

k/2+i содержится единица.

Если X>i 2 " 2 и Х =О, то триггер 4 установлен в единичное состояние, при этом регистр 2 сдвига и счетчик

3 находятся в . режимах сдвига в сто- 40 рону старших разрядов и вычитания соответственно, а с инверсного выхода регистра 2 сдвига через мультиплексор

5 поступает сигнал логической единицы на элемент И 11. В результате так-45 товые импульсы частотой Г поступают на счетный вход счетчика 3 и тактовый вход регистра 2 сдвига. Сдвиг в сторону старших разрядов осуществляется до тех пор, пока на выходе старшего разряда регистра 2 сдвига, а значит и на выходе мультиплексора 5, не появится сигнал логического нуля, которым запрещается прохождение тактовых импульсов на регистр 2 сдвига. и счетчик 3. Значение характеристики логарифма входного кода Х образуется на выходах разрядов счетчика 3, а мантиссы - на (К вЂ” 1) — выходах младших разрядов регистра 2 сдвига. Если же Х72 и Х„=1, то при записи входК(2 ного кода Х в регистр 2 сдвига íà его инверсном выходе старшего разряда появится сигнал логического нуля, так как триггер 4, управляющий работой мультиплексора, установлен в единичное .состояние, то ко второму входу схемы И 1 сразу же подключается сиг» нал логического нуля. Это означает, что вычисление закончено и значение характеристики и мантиссы логарифма входного кода Х содержится в счетчике 3 и регистре 2 сдвига.

Если Х(2, что означает отсутствие единиц в (к/2) — старших разрядов входного кода Х, то на выходе первого элемента ИЛИ 6 будет сигнал логического нуля и при записи входного кода Х в регистр 2 сдвига триггер 4 будет установлен в нулевое состояние.

Это означает, что регистр 2 сдвига находится в режиме сдвига в сторону младших разрядов, счетчик 3 - в режиме сложения, а выход второго элемента ИЛИ 7 подключен через мультиплексор 5 к второму входу элемента И 1.

Так как хотя бы на одном из (к/2)выходов младших разрядов регистра 2: сдвига имеется сигнал логической единицы, то и на выходе второго элемента ИЛИ 7, а значит и на втором входе элемента И 1, будет присутствовать сигнал логической единицы. В результате тактовые импульсы частотой fT поступают на счетный вход счетчика 3 и тактовый вход регистра 2 сдвига.

Сдвиг в сторону младших разрядов осуществляется до обнуления (к/2)щлходов младших разрядов регистра 2 сдвига, при этом появление сигнала логического нуля на выходе второго элемента ИЛИ 7 блокирует через мультиплексор 5 и элемент И 1 поступления тактовых импульсов на регистр 2 и счетчик 3. Значение характеристики логарифма входного кода Х образуется на выходах разрядов счетчика 3, а значение мантиссы — на (к — 1) — выходах младших разрядов регистра 2 сдвига, так как выход младшего разряда регистра 2 сдвига связан с его входом переноса, т.е. в регистре 2 сдвига осуществляется кольцевой сдвиг.

Формула изобретения

Цифровое устройство для вычисле- . ния логарифма числа, содержащее К— з

140145б а разрядный регистр сдвига, где К вЂ” аргумента устройства соединены с разрядность аргумента, счетчик и эле- входами первого элемента ИЛИ, выход мент И причем управляющий вход уст- которого соединен с информационным ройства соединен с входом установки входом триггера выход которого сое5

У счетчика и входом записи регистра дииен с входом направления сдвига сдвига, тактовый вход устройства сое- регистра сдвига, с входом направлединен с первым входом элемента И, ния счета счетчика и управляющим выход которого соединен со счетным входом мультиплексора, выход которовходом счетчика и тактовым входом 10 го соединен с вторым входом элемента регистра сдвига, вход аргумента уст- И, управляющий вход устройства соеройства соединен с информационным динен с тактовым входом триггера, с входом регистра сдвига, с первого по первого по (К/2)=разрядные выходы (К -1) - разрядные выходы которого регистра сдвига соединены с входами соединены с выходом мантиссы устрой- 15 второго элемента ИЛИ, выход которого ства, выход счетчика соединен с вы- соединен . с первым информационным ходом характеристики устройства, о т-,входом мультиплексора, второй инфорл и ч а ю щ е е с я тем, что, с мационный вход которого соединен с целью повышения быстродействия, в инверсным выходом К-ro разряда регистнего введены триггер, мультиплексор, 20 ра сдвига, первый разряд которого соепервый и второй элементы ИЛИ, причем динен с входом переноса регистров с (К/2+1) го по К-й разрядные входы сдвига.

Составитель А.Шуляпов

Редактор Н.Лазаренко Техред Л.Сердюкова Корректор A.Тясно

Заказ 2785/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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