Специализированный процессор для вычисления числа log2 (x), страница 7

На следующем такте происходит выдача сигнала y₃ на шину (конвейеризация) и определение следующего перехода управляющего автомата в зависимости от значения триггера четкости. В случае , если x₁- 1, то через такт вырабатывается сигнал y₂ , по положительному перепаду которого происходит увеличение счетчика количества операций DD30, DD32 на единицу (Т6). Данный счетчик составлен из двух четырехразрядных счетчиков, во втором счетчике используется только младший разряд (счетчик старшего разряда). На следующем такте происходит вычисление следующего перехода по сигналу x2, который получается по схеме путем сложения двух условий по «или». Первым условием является «значение счетчика=25», определяется КС составленной из элементов DD50, DD45.5,  DD42.3. Второе условие «значение сдвигового регистра=1» , которое определяется КС составленной из элементов DD45-DD47,  DD43.6, DD52.2. Если x2-«1», происходит установка управляющего автомата в начальную вершину (режим ожидания). В случае x2-«0», через такт вырабатывается сигнал  y3, по положительному перепаду которого происходит параллельная загрузка значения счетчика СТЕ (DD30, DD32) в счетчик СТК (DD31, DD33). Так же происходит параллельная загрузка значения буферного мультиплексора с запоминанием MS (DD1-DD6) в регистр сдвигов (DD7-DD10). На входе S0 при этом подается значение «i» с обслуживающего триггера (DD28) (Т7).

На следующем такте по положительному  перепаду сигнала y4 происходит переход триггера Q в нулевое состояние (триггер работает в счетном режиме)(Т8). Далее вырабатывается сигнал y5, по положительному сигналу которого число, загруженное в счетчик СТК, уменьшается на единицу. Также происходит сдвиг числа, загруженного в сдвиговый регистр на один разряд вправо, на входе S0 при этом присутствует значение «0».(Т9) Данная схема предусматривает округление числа в сдвиговом регистре после каждого сдвига(DD49, DD44.1, DD53.1). На следующем такте определяется следующая вершина перехода, определяемая условием, которое вырабатывается КС, состоящей из элементов DD50, DD43.5 (определяется: равно ли значение счетчика СТN  (DD31, DD33 «0») (Т10). Если значение счетчика не равно 0, то происходит переход в предыдущую вершину, т.е. опять происходит сдвиг и уменьшается значение СТК на единицу. Если же значение равно «0», то управляющим автоматом выполняется сигнал y6, по которому происходит переключение двух триггеров DD28, DD290, запись результата выполнения арифметических операций со значением сдвигового регистра и мультиплексора с запоминанием во входной мультиплексор(DD1-DD6), а также запись результата суммирования извлекаемых констант из ПЗУ (DD18-DD20) в выходной регистр результата (DD34-DD36) (Т11).

Устройство для выполнения арифметических операций со значением сдвигового регистра и мультиплексора с запоминанием выполнено на арифметико-логических устройствах (ALU)  КР153ИП3,  элементы DD11-DD14, DD16, DD17, каждая из которых может обслужить  4 разряда. Так как критерием оптимизации схемы является быстродействие, то так же применена схема ускоренного переноса КР589ИКО3, способная обслужить в ALU. Данная микросхема используется потому , что в сериях 1533 и 555 имеются CRU только на 4 арифметико-логических устройства., при каскадировании которых появляются большие временные задержки. На вход переноса первого ALU подается «1». На вход выбора арифметических операций подается «0», т.е. операции арифметические. На входы выбора вида операций подается слово состояние (001 или 0110), определяющее суммирование или вычитание двух операндов, в зависимости от значения целой части числа, находящегося в сдвиговом регистре.

Для хранения констант используется ПЗУ КР556РТ17 со временем выборки 60 нс. Для суммирования констант используется ALU серии КР1533ИПЗ, включенные по выше сказанной схеме. На входах S0-S3 выбора операции зафиксировано слово состояние «1001», т.е. данные арифметико-логические устройства используются в роли сумматоров. Временные диаграммы схемы прилагаются.