Устройство для вычисления логарифмов чисел

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()74654p

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.78 (21) 2604992/16-24 (5 f ) М. Кд.

- G 06 Р 15/34 с присоединением заявки МГооудорстваииый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень 3925 аю делом изобретений и открытий (53) УДК 683..3 (088.8) Дата опубликования описания 10.07.80

1 и" < " ой Я, (72) Авторы изобретения

P. В. Коробков, В. Е. Золотожжнй и Е. А. Семерников

Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМОВ

ЧИСЕЛ. Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения логарифмов чисел,. представленных в единичных кодах, например в цифровых интегрирующих машинах.

Известно устройство, содержащее два сумматора, два регистра, блок памяти, устройство управления и логические слвЫ

Однако это устройство требует большого объема оборудования.

Из известных устройств наиболее близким по сущности к изобретению является устройство, содержащее два счетчика, триггер, причем вход первого счетчика соединен со входом устройства, логические элементы P2) Недостатком известного устройства является низкая точность . Так. при ь Х/Х =„2 погрешность вычислений со-т 20 ставляет 14%. Столь низкая точность снижает возможности применения устрой-: ства.

Расход оборудования также остается повышенным.

Цель изобретения - повышение точности раооты устройства и упрощение еГо структуры.

Поставленная кель достигается тем, что в .устройство, с держащее два счетчика и триггер, аричем вход первого счетчика соединен со входом устройства, дополнительно введены коммутатор, регистр, восемь элементов И-НЕ, пять элементов И и один элемент ИЛИ, при этом вход коммутатора соединен со входом устройства, первая группа входов . коммутатора соединена с выходами первого счетчика, а вторая - с выходами речист ра, первый выход коммутатора соединен со входом триггера и первым входом первого авзмента И-НЕ, а второй — с первым входом второго элемента И-НЕ, выходы триггера и второго элемента И-HE подключены соответственно ко вторым входам первого элемента И-HE и второго эиемеак та И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ

3 йодйпочен к счетному входу второго . счетчика, первый инверсный выход кото, го подключен к первому входу третьего элемента И-НЕ, второй прямой выходпервым входам четвертого и пятого эл ментов И-НЕ, первым входам первого и второго элементов И, второй инверсный выход - к первому входу шестого элеме та И-НЕ, третий прямой - ко второму входу четвертого элемента И-НЕ, трети инверсный — ко вторым вход,ам шестого элемента И-НЕ и первого элемента И и первому входу третьего элемента И, че вертый прямой.«к первому входу седь го элемента И-НЕ и второму входу втор го элемента И-НЕ, четвертый инверсный к третьему и первому входам четвертых элементов И-HE rr И соответственно,пя прямой — к третьему входу шестого эле мента И-НЕ и второму входу седьмого элемента И-НЕ, пятый инверсный» к четвертому входу четвертого элемента

И-HE и вторым входам четвертого элемента И и пятого элемента И-НЕ, шесто инверсный - к третьему и четвертому, вх дам четвертого и шестого элементов

И-НЕ и второму и третьему входам тр тьего и четвертого элементов И, седьм прямой — к установочному входу регистра, седьмой инверсный - к четвертому входу седьмого элемента И НЕ, выходы четвертого, седьмого, шестого и восьм го элементов И-HE ссединены соответст венно со вторым, третьим, четвертым и пятым входами третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов

И соединены с соответствующими входами элеменов ИЛИ, выход КотороГо соедииен 40 с первым входом восьмого элемента И-НЕ второй вход которого ° соединен с выходом пятого элемента И-НЕ, второй вход, пятого элемента И соединен с выходом второго элемента И НЕ, а выход, являет- 45 ся выходом устройства, выход старшего разряда регистра соединен с управляки пв входом регистра.

746540 ф

18,19 И-НЕ, элемент 20 И, выход 21 ро- устройства.

Устройство раоотает следующим образом, Входная величина Х может находиться в пределах - 1. Диапазон возможных

512 значений переменной Х разбивается на 9

ЗОн 1-Я G088 ), . i нижняя

Й 10 512 256 граница зоны Х -„=2: 9- я зона ) -1, .» g

2 нижняя граница зоны Кр =2

МО»

Рр

ВыходНая функция У- Ь» Х формируется

15 также в единичном коде, причем вес единичного приращения еРпк =2

Вес единичного приращения аргумента используемого для вычислений в зонах, »QI - 16 разлйчный - в зоне 1 -ЬХ„= 2 1. Вес единичного приращения в зоне 9 -ЬКу=2 .

-Вес единичного приращения функции hQ во всех зонах Одинаков и равен 2,.

При выполнении перечисленных требований для вычисления функций У= 6» Х достатОчно построить вычислитель л иш ь для первой зоны и использовать его во всех зонах, формируя лишь требуемый вес единичного приращения аргумента.

Начальное значение искомой функции

У = п ) = Rn 2

0- о гл.

Сформированные приращения также ггоступают rra вход коммутатора 7. Коммутатор управляется регистром 6. Регистр

6 представляет собой регистр сдвига, 50 вход которого соединен с инверсным выхо-дом старшего разряда.

Если состояние регистра 00000, на

aazop, коммутирующего блока проходит приращение Ьх, =2

55 Если состояние регистра 00001, на выход проходит приращениеЬК„=2 "

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства. где вход устройства 1, триггер 2, элементы 3, 4 И -НЕ, первый счетчик 5, регистр 6, ком мутатор 7, второй счетчик 8, элементы

9-11 И-НЕ, элементы 12-15 И, элемен

16" И-НЕ, элемент 17 ИЛИ, элементы

Аргумент в виде потока единичных приращений с весом h Х =2 " поступает на вход 1 устройства, лишь после того как X дос Гигает к r4 . Прирап1ения ь К проходят на вход, коммутирующего блока

7 и счетчика 5. Счетчик 5 работает как д.елитель частоты. На выходах первого, второго, третьего, четвертого, пято ъ, шестого, седьмого и восьмого разрядов формируются приращения с весом 2

2 44 2-4З 2 42 2-44 2-"o 2 0 2 соответственно.

746540

2 кф

- lg

00011, 00111, 01111, 11111, 11110, 11100, uOOO, "

- /

- о

Приращения:ь Х» д Х» ь Х ..., формируемые на выходах счетчика 5 имеют длительность в 2, 4, 8, ... раз большую, 15 чем входные стандартные приращения.

Для того, чтобы их дальнейшая обработка оказалась возможной, их необходимо укоротить до стандартной длины, Для этой цели служит триггер 2 и элемент 3 И-НЕ.

В элементе 4 И-НЕ формируется дизьюнкция приращений с весом 2 " управляемых коммутатором. В результате на выходе элемента 4 И-HE формируется приращение с требуемым весом и стандартной

25 длительности. Эти приращения поступают на влщ счетчика 8, фиксируют значение зоны, в которой находится аргумент, счетчик 8 фиксирует значение аргумента внутри зоны. К выходам счетчика подключено устройство, собранное на элементах 9, 10, зо

11, 16, 18, 19 И-НЕ; элементах 12 и 13, 14, 15 И и элементе 19 ИЛИ. На выходе элемента 19 И-НЕ возникает единичный сигнал тогда, коГда изменение аргумента таково, что должно быть выдано

35 единичное приращение фун«ции ьУ=2

Так «ак приращение aW в, в общем случае может иметь произвольную скваженность, длительность сигнала на выходе

40 элемента 19 И-НЕ может превышать стандартную. Для того, чтобы длительность приращения была стандартной, выход элемента 19 И-НЕ с помощью элемента

20 И управляется приращением h X в .

Счетчик 8 заполняется по мере поступления приращений а Х

При достижении границы очередной старшей зоны счетчик 8 переполняется и сбрасывается в ноль. Сигнал переполне50 ния поступает на шину сдвига .регистра

6 и в нем формируется номер очередной зоны.

Устройство для вычисления логарифмов чисел, содержащее два счетчика и триггер, причем вход первого счетчика соединен cQ входом устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности вычислений, оно содержит коммутатор, регистр, восесь элементов И-НЕ, пять элементов И и зпемент ИЛИ, причем вход коммутатора соединен со входом устройства, первая цэуппа входов коммутатора соединена с выходами первого счетчика, а вторая - с выходами регистра, первый выход коммутатора соединен со владом триггера и первым входом первого элемента И-НЕ, а второй с первым входом второго элемента И-НЕ, выходы трщтера и первого элемента И-НЕ под«лючены соответственно ко вторым входам .первого и второго элемента И-НЕ, выход последнего из которых подключен к счетному входу. второго счетчика, первый инверсный выход которого подключен к первому входу третьего элемента

И-НЕ, второй прямой выход - к первым входам четвертого и пятого элементов

И-НЕ, первым входам первого и второго элементов И, второй инверсный выход - к первому входу шестого элемента И-НЕ; тротий прямой — ко второму входу четвертого элемента И-НЕ, третий инверсный — ко вторым входам ше« стого элемента И-НЕ и первого элемента И и первому входу третьего элемента И, четвертый прямой - первому входу седьмого элемента И-НЕ и второму входу второго элемента И-НЕ, четвертый инверсный к третьему и первому входам Погрешность вычислений во всем диапазоне аргумента не превышает 2 =0,78%, Таким образом, предлагаемое устройство имеет максимально возможное быстродействие, малый расход оборудовайия, высокую точнесть вычислений во всем диапазоне изменения аргумента, в том чис1 ле вблизи нуля. Вычисление логарифма возможно в непосредственной близости к нулю.

Формула изобретения

7 746540 8 четвертых апементов .И-НЕ и соответсъ= входом седьмого элемента И, выходы первенно, пятый прямой - и третьему входу вогор второго, третьего и четвертож эпвшестого апемента И-НЕ и второму входу ментов И соединены с соответствукицими седьмого алемента И-НЕ, пятый инверс- входами дтементов ИЛИ, выход которого ный - к четвертому входу четвертого Зле- 5 соединен с первым входом восьмож элемента И НЕ и вторым входам четвертого )MeHTB И-НЕ, второй вход, которого соезлемента И и пятого алемента И-НЕ, динен с выходом пятого элемента И-НЕ, шестой инверсный - к третьему и четвер- второй вход пятого апемента И соединен с тому входам четвертого и шестого еле- выходом второго аюмента И-НЕ, а выход ментов И-НЕ и второму и третьему вхо- 10 является выходом устройства, выход стардам третьего и четвертого алиментов И, шеро разряда регистра соединен с управляседьмой прямой - установочному входу ющим выходом репктра. регистра, седьмой инверсный - x четвер- И сточными иаформации, тому входу седьмого ааемента И-НЕ, вы- принятые во внимание при жспертизе ходы четвертого, седьмого, шестого и 15 3.. Авторское свидетельство СССР восьмого атементов И-НЕ соединены соот- 3 Ü 448459, кл. G- 06 Р 7/38, 1974. .ветственно соi вторым, третьим, четвер- 2. Авторское свидетельство СССР тым и пятым входами третьего елемента Alp 489113, кл. Q 06 Р 15/34, 1976

И BE, выход, которого сочинен с. первым (прототип).

БНИИПИ Заказ 4104/18

Тираж 751 Подписное

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