JPS6116331A - Logarithmic conversion system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To execute conversion at a high speed with simple constitution by reading out corresponding exponential part and mantissa part and executing prescribed operations of them to convert a real number value to a floating point value and a logarithmic value. CONSTITUTION:In case of conversion from the real number value to the logarithmic value, an exponential part EXP value corresponding to data 1 to be converted is outputted as an output 4 of a ROM3 to one input of an adder 7 in accordance with data 1 to be converted and EXP indication of an EXP/mantissa part (MANT) designating signal 2. A constant 9 for EXP is supplied to the other input of the adder 7 through a selector 5. Consequently, the value obtained by subtracting one from the floating point value is outputted from the adder 7. This value is supplied to a shifting circuit 13 and is shifted in accordance with EXP indication of the EXP/MANT designating signal 2 and logarithmic value LOG indication of a floating point value FL/LOG designating signal 11. The shifted value is stored in an EXP register 17 through an EXP gate 15.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、信号処理装置等で行なわれる実数値から浮
動小数点値及び対数値へ変換する対数変換方式に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a logarithmic conversion method for converting real values into floating point values and logarithmic values, which is performed in a signal processing device or the like.

（従来の技術） 従来このような分野において正の実数値から浮動小数点
値及び対数値を求めるときはそれぞれに必要な有効桁に
合せた浮動小数点値を演算により求めることが必要であ
った。(Prior Art) Conventionally, when calculating floating point values and logarithmic values from positive real values in such fields, it has been necessary to calculate floating point values according to the required significant digits for each.

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら一般には浮動小数値の算出及び対数値の算
出を個別に演算処理する必要があり、処理時間が長くな
るか又はハード量が多くなるという欠点があった。(Problem to be solved by the invention) However, in general, calculation of floating point values and calculation of logarithm values need to be processed separately, which has the drawback of lengthening the processing time or increasing the amount of hardware. .

従って、この発明の目的は高速でしかも簡単な回路によ
り実数値から浮動小数点値及び対数値を変換する対数変
換方式に関する。Accordingly, an object of the present invention is to relate to a logarithmic conversion method for converting real values to floating point values and logarithmic values using a fast and simple circuit.

（問題点を解決するだめの手段） この発明は、実数値から浮動小数点値及び対数値へ変換
する対数変換方式において、予め決められた桁数を有す
る浮動小数点値の指数部と仮数部を前記実数値ごとに予
め決めて不揮発性の記憶手段に格納しておき、実数値か
ら浮動小数点値への変換は当該実数値に対応する指数部
と仮数部を前記記憶手段から読出すことにより行なわれ
、当該実数値から対数値への変換は前記読出された指数
部と仮数部の各々に対し所定の演算を実行することによ
り行なわれることを特徴とする対数変換方式である。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a logarithmic conversion method for converting a real value into a floating point value and a logarithmic value. Each real value is determined in advance and stored in a non-volatile storage means, and conversion from a real number to a floating point value is performed by reading out the exponent part and mantissa part corresponding to the real value from the storage means. , is a logarithmic conversion method characterized in that the conversion from the real value to the logarithm value is performed by performing a predetermined operation on each of the read exponent part and mantissa part.

（作用） 上記技術的手段の作用は次のとおりである。不揮発性の
記憶手段には予め決められた桁数を有する浮動小数点値
の指数部と仮数部とが各実数値ごとに予め格納されてい
るので、実数値から浮動小数点値への変換は当該実数値
に対応する指数部と仮数部を前記記憶手段から読出すこ
とにより行なわれる。また当該実数値から対数値への変
換は、前記読出された指数部と仮数部に所定の演算を実
行することのみで行なわれる。従って、高速かつ簡単な
構成で上記変換が実行可能である。(Operation) The operation of the above technical means is as follows. Since the exponent part and mantissa part of a floating point value having a predetermined number of digits are stored in advance for each real value in the nonvolatile storage means, conversion from a real value to a floating point value is performed in advance. This is done by reading out the exponent part and mantissa part corresponding to the numerical value from the storage means. Further, the conversion from the real value to the logarithm value is performed only by performing a predetermined operation on the read exponent part and mantissa part. Therefore, the above conversion can be performed at high speed and with a simple configuration.

（実施例） 以下、この発明を一実施例に基づき図面を参照して詳細
に説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example with reference to the drawings.

はじめに、実数値から浮動小数点値及び対数値への変換
について式を用いて説明する。First, conversion from real values to floating point values and logarithmic values will be explained using formulas.

一般に、実数の絶対値ＤＮに対し、２進法における浮動
小数点表示は次式（１）で表わされる。Generally, the floating point representation in binary system for the absolute value DN of a real number is expressed by the following equation (1).

Ｄｎ　＝　２ＥＮＸ　Ｍｙ　　　　　　　　　−（１）
ここで、ＥＮは指数部、ＡｉＮは仮数部であり、一般に
１≦ＭＮ≦２とすることが行々われている。Dn = 2ENX My - (1)
Here, EN is an exponent part and AiN is a mantissa part, and it is generally done that 1≦MN≦2.

これに対し対数値は次式（２）で表わされる。On the other hand, the logarithmic value is expressed by the following equation (2).

１０ｇ２ＤＮ　＝　１Ｏ（１２（２ＥＮｘ　ＭＮ　）＝
ＥＮ　＋ｌＯｇ２ＭＮ　　　　　　　・・・（２）ここ
で、ＭＮ＝ＭＮ’＋１　　とすれば、近似的に１０ｇ、
、ＤＨ埃ＥＮ十Ｍ′Ｎ′　　　　　　　　　・・・（３
）が成り立つ。10g2DN = 1O(12(2ENx MN) =
EN +lOg2MN...(2) Here, if MN=MN'+1, approximately 10g,
, DH dust EN ten M'N'...(3
) holds true.

い塘、信号処理の例として、絶対値入力を０１浮動小数
点値の指数部をＥ（］０進０進）、及び仮数部をＭ（１
０進表示）とすれば、これらを２進表示で表わした場合
の２進表示と位取りとの関係は、次のとおりである。す
なわち、指数部Ｅの２進表示はｇｎ、　ｅ、、　、・・
・、ｅｏ（これらは１又は０の値）であり、その位取り
はそれぞれ２ｎ１２ｎ−’　Ｈ・・・、２°である。丑
だ、仮数部Ｍの２進表示は？？＋、に、　ｍ、　、　、
・・・。As an example of signal processing, the absolute value input is 01, the exponent part of a floating point value is E (] 0 base 0 base), and the mantissa part is M (1
(0 base), the relationship between the binary display and scale when these are expressed in binary is as follows. That is, the binary representation of the exponent part E is gn, e, , .
. , eo (these are values of 1 or 0), and their scales are 2n12n-' H . . . , 2°, respectively. Hello, what is the binary representation of the mantissa part M? ? +, to, m, , ,
....

ｍｏ（とれらは１又はＯの値）であり、その位取りはそ
れぞれ２−１．２−２．・・、２〜（＆＋１）である。mo (these are the values of 1 or O), and the scale is 2-1.2-2. ..., 2 to (&+1).

尚、ｍｋミ１　であシ、また上記の場合、仮数部Ｍは１
０進表示では０．５≦Ｍ≦１の値をとる。Furthermore, in the above case, the mantissa part M is 1.
In decimal notation, it takes a value of 0.5≦M≦1.

このとき、対数変換のため、仮数部Ｍを近似計算が可能
なようにＭ→１＋Ｍ′と表現する必要がある。このだめ
、指数部から」を減じ、仮数部を２゜〜２−にの桁表現
として取扱う。これを用いると、Ｄ−２ＥＸＭ−２Ｅ−
１×Ｍ×２　　　　　・・・（４）となり、両辺の２の
対数をとり ｌｏｇ２０＝　ｌｏｇ２２Ｅ−’　−１−ｌｏｇ２（Ａ
／　Ｘ　２　）−（Ｅ−１）×ｌＯｑ２（ＭＸ２）　　
・・（５）（５）式は上記の近似条件式（３）を満足す
るので、ｌｏｇ２１Ｊ）埃（Ｅ−１）＋（ＭＸ　２−Ｉ
ｔ、　）　　・・（６）となる。すなわち、対数値の整
数部は（Ｅ−］）、小数部は（Ｍ×２−１）で表示でき
る。２進数の場合には、上記（Ｅ−］）と（ＭＸ２−１
）を２進表示で配列することにより、対数値を求めるこ
とができる。At this time, due to logarithmic conversion, it is necessary to express the mantissa part M as M→1+M' so that approximate calculation can be performed. In this case, subtract "" from the exponent and treat the mantissa as a digit representation from 2° to 2-. Using this, D-2EXM-2E-
1×M×2 ...(4), taking the logarithm of 2 on both sides, log20=log22E-' -1-log2(A
/X2)-(E-1)×lOq2(MX2)
...(5) Equation (5) satisfies the above approximate conditional expression (3), so log21J) dust (E-1) + (MX 2-I
t, )...(6). That is, the integer part of the logarithm value can be expressed as (E-]), and the decimal part can be expressed as (Mx2-1). In the case of binary numbers, the above (E-]) and (MX2-1
) by arranging them in binary notation, the logarithm value can be determined.

従って、この発明では、上記変換手順に着目し、予め決
められた桁数を有する浮ｌｌ１ｌＩ小数点値の指数部と
仮数部を各実数値ごとにＲＯＭ等の記憶手段に格納して
おき、対数値への変換は変換されるべき実数値に対応す
る指数部と仮数部を読出し、式（６）の如き条件に従っ
て４４ｆることを特徴としている。Therefore, in the present invention, focusing on the above conversion procedure, the exponent part and mantissa part of a floating decimal point value having a predetermined number of digits are stored in a storage means such as a ROM for each real value, and the logarithm value is The conversion is characterized by reading out the exponent part and mantissa part corresponding to the real value to be converted, and converting them into 44f according to the conditions as in equation (6).

添付図面はこの発明の一実施例のブ０７り図である。図
中、１は被変換データ、２ばＥｘｐ　　（指数部）／Ｍ
ＡＮＴ（仮数部）指定信号、３は被変換データ１及びＥ
ＸＰ／ＭＡＮＴ指定信号をアドレスとし、予め決められ
た桁数を有する浮動小数点値の指数部と仮数部を被変換
データ１ごとに格納するＲｏＭ、４はＲＯＭ３の出力、
５はＦＬ（浮動小数点値）用オールパ０″′データ８と
対数値変換のだめのＥＸＰ用定数９とＭＡＮＴ用定数１
０とを入力とし、ＥＸＰ／ＭＡＮＴ　指定信号２とＦＬ
／ＬＯＧ　（対数値）指定信号Ｈに従って前記３つの入
力信号の１つを選択するセレクタ、７はＲＯＭ３の出力
とセレクタ５の出力信号６を加算する加算器、１３は位
取り合わせのために加算器出力１２をＥＸＰ／ＭＡＮＴ
指定信号２及びＦＬ／ＬＯＧ指定信号１１　　に従った
シフトを行なうシフト回路、１５はシフト回路１３から
の指数部（ＥＸＰ）のみを通過させるＥＸＰゲート、１
６はシフト回路１３からの仮数部（ＭＡ、ＮＴ　）のみ
を通過させるＭＡＮＴゲート、１７は指数部を格納する
ＥＸＰレジスタ、１８は仮数部を格納するＭＡＮＴレジ
スタ、及び１９　は変換出力である。The accompanying drawing is a block diagram of one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the data to be converted, 2 is Exp (exponential part)/M
ANT (mantissa) designation signal, 3 is converted data 1 and E
RoM uses the XP/MANT designation signal as an address and stores the exponent part and mantissa part of a floating point value having a predetermined number of digits for each data to be converted, 4 is the output of ROM3,
5 is all par 0″ data for FL (floating point value) 8, EXP constant 9 for logarithmic value conversion, and MANT constant 1
0 as input, EXP/MANT specified signal 2 and FL
/LOG (logarithmic value) A selector that selects one of the three input signals according to the specified signal H, 7 an adder that adds the output of the ROM 3 and the output signal 6 of the selector 5, and 13 an adder for position adjustment. EXP/MANT output 12
A shift circuit that performs a shift according to the designation signal 2 and the FL/LOG designation signal 11; 15 is an EXP gate that passes only the exponent part (EXP) from the shift circuit 13;
6 is a MANT gate that passes only the mantissa part (MA, NT) from the shift circuit 13, 17 is an EXP register that stores the exponent part, 18 is a MANT register that stores the mantissa part, and 19 is a conversion output.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

はじめに、実数値から浮動小数点値への変換の場合につ
いて説明する。添付図面において、被変換データ１及び
ＥＸＰ／ＭＡＮＴ指定信号２のＥＸＰ指定により、ＲＯ
Ｍ３からは被変換データ］に対応する指数部の値である
ＥＸＰ値が、ＲＯＭ　３のＲＯＭ出力４として加算器７
の一方の入力に出力される。First, the case of converting a real value to a floating point value will be explained. In the attached drawing, RO is
From M3, the EXP value which is the value of the exponent part corresponding to the data to be converted] is sent to the adder 7 as the ROM output 4 of the ROM 3.
is output to one of the inputs.

一方、加算器７の他方の入力には、現在行なわれている
変換が浮動小数点値への変換なので、セレクタ５を介し
てＦＬ用オール”　ｏ　”データ８が入力される。加算
器７は上記ＥＸＰ値をそのま１シフト回路１３へ与える
。シフト回路１３は、ＥＸＰ／ＭＡＮＴ指定信号２のＥ
ＸＰ指定及びＦＬ／ＬＯＧ指定信号１１のＦＬ指定に従
ったシフトを行なう。／フト回路］３の／フト回路出力
はＥＸＰゲート１５を介してＥＸＰ　ｌ／レジスタ７に
格納され、ＥＸＰ値の位の位置に合致した値が設定され
る。On the other hand, the FL all "o" data 8 is input to the other input of the adder 7 via the selector 5 since the conversion currently being performed is a conversion to a floating point value. The adder 7 directly supplies the EXP value to the 1 shift circuit 13. The shift circuit 13 receives the E of the EXP/MANT designation signal 2.
Shifting is performed according to the XP designation and the FL designation of the FL/LOG designation signal 11. The output of the /ft circuit] 3 is stored in the EXP l/register 7 via the EXP gate 15, and a value matching the digit position of the EXP value is set.

次に、ＥＸＰ／ＭＡＮＴ指定信号２はＷＡＮＴ指定をＲ
ＯＭ３に与える。これにより、ＲＯＭ３からは被変換デ
ータ１に対応する仮数部の値であるＭＡＮＴ値が出力さ
れる。加算器７はこのＭＡＮ　Ｔ値とＦＬ用オール”　
ｏ　”データ８とを加算する。すなわち、シフト回路１
３では、ＭＡＮ’Ｔ値がＭＡＲＴ指定とＦＬ指定に従っ
てシフトされる。この／フト回路出力１４はＭＡＮＴゲ
ート１６を介してＭＡＮＴレジスタ１８に格納される。Next, the EXP/MANT designation signal 2 sets the WANT designation to R.
Give to OM3. As a result, the ROM 3 outputs the MANT value, which is the value of the mantissa corresponding to the data to be converted 1. Adder 7 uses this MAN T value and all for FL.
o ”Add data 8. In other words, shift circuit 1
3, the MAN'T value is shifted according to the MART and FL specifications. This /ft circuit output 14 is stored in a MANT register 18 via a MANT gate 16.

以上のようにして、浮動小数点値は変換出力１９として
得られる。As described above, a floating point value is obtained as the conversion output 19.

次に、対数値への変換の場合について説明する。Next, the case of conversion to a logarithm value will be explained.

はじめに、被変換データ１及びＥＸＰ／ＭＡＲＴ　　指
定信号２のＥＸＰ指示により、前述した浮動小数点値の
場合と同様に、被変換データ１に対応するＥＸＰ値がＲ
ＯＭ　３のＲＯＭ出力４として加算器７の一方の入力に
出力される。一方、加算器７の他方の入力には、現在行
なわれている変換が対数値の指数部（ＥＸＰ）の変換な
ので、セレクタ５を介してＥＸＰ用定数９（＠述の例で
は−１）が供給される。従って、加算器７の出力からは
、浮動小数点時の値から１だけ減算した値が出力される
。First, by the EXP instruction of the converted data 1 and the EXP/MART designation signal 2, the EXP value corresponding to the converted data 1 is R as in the case of the floating point value described above.
It is output as ROM output 4 of OM 3 to one input of adder 7. On the other hand, since the conversion currently being performed is the conversion of the exponent part (EXP) of the logarithm value, the EXP constant 9 (-1 in the above example) is input to the other input of the adder 7 via the selector 5. Supplied. Therefore, the output of the adder 7 is a value obtained by subtracting 1 from the floating point value.

この値はシフト回路１３に供給され、ＥＸＰ／ＭＡＮ、
Ｔ指定信号２のＥＸＰ指定及びＦＬ／ＬＯＧ　指定信号
ＨのＬＯＧ指定に従ったシフトを行なう。シフトされた
値はＥＸＰゲート１５を介してＥＸＰ　レジスタ１７に
格納される。This value is supplied to the shift circuit 13, and EXP/MAN,
Shifting is performed according to the EXP designation of the T designation signal 2 and the LOG designation of the FL/LOG designation signal H. The shifted value is stored in EXP register 17 via EXP gate 15.

仮数部についても同様に行なわれる。ただし、この場合
は、加算器１７の他方の一方にはＭＡＮＴ用定数１．　
Ｑ　（前述の例では−１）が供給される。The same process is performed for the mantissa. However, in this case, the other side of the adder 17 has the MANT constant 1.
Q (-1 in the previous example) is provided.

以上のようにして、対数値は変換出力１９　　として得
られる。In the above manner, the logarithm value is obtained as the conversion output 19.

以上、この発明を一実施例として説明した。他の実施例
として、ＲＯＭ３の出力の処理をマイクロプログラムで
行なうものが挙げられる。This invention has been described above as one embodiment. Another example is one in which the output of the ROM 3 is processed by a microprogram.

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、高速でしかも
蘭単な回路により実数値から浮動小数点値及び対数値に
変換できる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a real value can be converted into a floating point value and a logarithm value using a high-speed and simple circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面は、この４．５明の一実施例を示す図である。 １・・被変換データ、２・・・ＥＸＰ／ＭＡＮＴ指定テ
ータ、３・・デーＭ　、　　　　　４・・ＲＯＭ出力、
９・・・ＥＸＰ用定数、　１０　　・ＭＡＮＴ用定数、
１１・・・ＦＬ／ＬＯＧ指定データ、１２・・・加算器
出力、１３・・・／フト回路、　１４・・・シフト回路
出力、】５　・・ＥＸＰゲート、１６・・・ＡＩＡＮＴ
ゲート。 １７・・・ＥＸＰレジスタ、１８・・・ＭＡＮＴレジス
タ、１９・・変換出力＝The attached drawings are diagrams showing one embodiment of this 4.5 light. 1... Data to be converted, 2... EXP/MANT specified data, 3... Data M, 4... ROM output,
9... Constant for EXP, 10 - Constant for MANT,
11... FL/LOG specified data, 12... Adder output, 13.../ft circuit, 14... Shift circuit output, ]5... EXP gate, 16... AIANT
Gate. 17...EXP register, 18...MANT register, 19...Conversion output =

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）実数値から浮動小数点値及び対数値へ変換する対
数変換方式において、予め決められた桁数を有する浮動
小数点値の指数部と仮数部を前記実数値ごとに予め決め
て不揮発性の記憶手段に格納しておき、実数値から浮動
小数点値への変換は当該実数値に対応する指数部と仮数
部を前記記憶手段から読出すことにより行なわれ、当該
実数値から対数値への変換は前記読出された指数部と仮
数部の各々に対し所定の演算を実行することにより行な
われることを特徴とする対数変換方式。(1) In a logarithmic conversion method that converts a real value to a floating point value and a logarithmic value, the exponent part and mantissa part of a floating point value having a predetermined number of digits are determined in advance for each real value and stored in nonvolatile memory. The conversion from a real value to a floating point value is performed by reading the exponent part and mantissa part corresponding to the real value from the storage means, and the conversion from the real value to a logarithm value is performed by reading the exponent part and mantissa part corresponding to the real value. A logarithmic conversion method characterized in that the logarithmic conversion method is performed by performing a predetermined operation on each of the read exponent part and mantissa part. （２）前記指数部及び仮数部を１０進法表示でそれぞれ
Ｅ及びＭとしたとき、前記所定の演算により得られる対
数値の指数部と仮数部は各々（Ｅ−１）及び（Ｍ×２−
１）で表わされることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の対数変換方式。(2) When the exponent part and the mantissa part are expressed in decimal notation as E and M, respectively, the exponent part and the mantissa part of the logarithm value obtained by the predetermined operation are (E-1) and (M×2), respectively. −
1) Claim 1 characterized in that
Logarithmic transformation method described in Section. （３）前記予め決められた桁数は、実数値から浮動小数
点値へ変換するときに必要な桁数と実数値から対数値へ
変換するときに必要な桁数とのうちの多い方の桁数であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の対数
変換方式。(3) The predetermined number of digits is the greater of the number of digits required when converting from a real value to a floating point value and the number of digits required when converting from a real value to a logarithm value. The logarithmic conversion method according to claim 1, wherein the logarithmic conversion method is a number.