Устройство для умножения

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (idyl 005039 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26.0980 (21) 2985709/18-24 с присоединением заявки ¹â€”

И1М Кнэ

G 06 F 7/52

Государствен иый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

{23) Приоритет—

Опубликовано 15.0383. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 15.03.83 (33) УДК 681. 325 (088. B) . (72) Авторы изобретения

М.Г.Шнеер и Л.A.Aáðàìÿí

1,- м <.

Краснодарское специальное конструкторско- Б,"»,:;.;-.:— технологическое бюро сейсмораэведочной электронной техники (71) Заявитель (54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ

Изобретение относнтся к вычислительной технике и может найти применение в специализированных цифровых вычислительных машинах.

Известны устройства для умноже- . ния, содержащие дешифратор множителя; (или блоки умножения сомножителей немаксимального формата ), коммутато- ры частичных произведений, инверторы кода и преобразователь многорядного кода в двухрядный или однорядный, в которых множитель разбивается на группы, каждой из которых соответствует частичное произведение, равное множимому определенной кратности со знаком плюс или минус 1,1 ) и (2 .

Недостатком этих устройств являются значительные аппаратурные затраты, связанные с увеличением количества одноразрядных сумматоров, необходимых для удлинения в старших частях частичных произведений сумматоров преобразователя многорядного кода для суммирования отрицательных частичных произведений, подаваемых через инвертор кода с дополнительной единицей младшего разряда.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для умножения содержащее дешифратор множителя, блок суммирования частичных произведений (матрицу сумматоров пред" ставляющую собой сумматоры с запоминанием переносов ), коммутаторы, заменяющйе сумматоры старших частей частичных произведений в каждом слое суммирования, блок формирования кратных множимого, выходной сумматор.

Каждый коммутатор выполняет функции суммирования старших разрядов с диого частичного произведения со знаковыми разрядами двух других, сдвинутых в сторону младших разрядов 3 1.

Недостатком такого устройства является большое количество слоев суммирования в связи с использованием сумматоров с запоминанием переносов.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Для достижения поставленной цели устройство для умножения, содержащее блок формирования кратных множнмого, коммутаторы кратных множимого, дешифраторы групп разрядов множителя, блоки инверсии, блок суммирования частичных произведений и выходной

1005039 сумматор с распространением переноса, причем выходы блока формирования кратных множимого соединены с информационными входами коммутаторов кратных множим<>го, управляющие входы ., которых соединены с выходами соот- 5 ветствующих дешифраторов групп раз рядов множителя, а выходы подключены к информационным входам соответствующих блоков инверсии, выходы которых соединены с входами разрядов 10 бЛока суммирования частичных Произведений, управляющие входы блоков инверсии соединены с входами младших разрядов соответствующих групп разрядов множителя и входами младших разрядов блока суммирования частичных произведений, выходы которого соединены с первой группой входов выходного сумматора с распространением переноса, содержит формирователь суммы старших частей частичных произведений, содержащий идентичные ячейки, число которых равно числу групп множителя, входы которого соединены с входами блоков инверсии, а выходы — с второй группой входов

:выходного сумматора с распространением переноса, причем каждая ячейка формирователя суммы старших час-. тей частичных произведений содержит элемент" ИЛИ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ ЗО первые входы которых соединены с соответствующими входами формирователя суммы старших частей частичных произведеиий, выход элемента ИСКЛЮ.ЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым выходом 35 данной ячейки формирователя суммы старших частей частичных произведений, выход элемента ИЛИ соединен с вторым и третьим выходами данной ячейки формирователя суммы старших - 4() частей частичных произведений и вторыми входами элементов ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ следующей старшей ячейки формирователя суммы старших частей частичных произведений. 45

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для умножения; на фиг.2 схема формирователя суммы старших частей частичных произведений, на фиг. 3 — схема одной ячейки формирователя суммы старших частей частичных произведений.

Устройство содержит дешифраторы групп разрядов 1 множителя,коммутаторы 2 кратных множимого, блоки 3 инверсии, блок 4 суммирования час тичных произведений (выполненный в виде. матрицы сумматоров с распространением переноса ), формирователь 5, суммы старших частей частичных про,изведений, выходной сумматор б с распространением переноса, формирующий окончательное произведение, блок 7 формирования кратных множимого. 65

Блок 5 содержит идентичные ячейки 8, число которых равно числу групп разрядов множителя, каждая из ячеек

8 содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и элемент HJIH 10.

Назначение дешифратора 1 состоит в определении кратности множимого в зависимости от группы разрядов множителя, для которых выбирается частичное произведение. Количество разрядов в группе может быть любым.

Рассмотрим работу устройства на примере, использующем алгоритм МакСорли с выборкой частичного произведения из множества 2,4,6,8 в зависимости .от тройки разрядов множителя и младшего разряда старшей триады.

Дешифратор 1 расшифровывает третий разряд каждой тройки разрядов и посылает сигнал на управляющий вход соответствующего блока 3. Если этот сигнал равен нулю (число положительно ), то кратное множимого с соответствующего коммутатора 2,проходит через блок 3 в прямом коде на блок 4. Если он равен единице (чис- ло отрицательное ), то кратное множимого инвертируется в блоке 3 и в обратном коде поступает на блок 4, а в младший разряд блока 4 добавляется единица для представления числа в дополнительном коде.

Блок 4 складывает частичные произведения, сдвинутые на 3 разряда относительно друг друга и имеющие длину, равную длине множимого.

Сумма старших (знаковых ) частей частичных произведений, имеющих неравную длину, кратную трем, формируется формирователем 5.

В блоке 4 при двадцатичетырех- разрядном множителе суммируются девять частичных произведений, восемь из которых — соответствующие кратные множимого, а девятое — либо ноль, в случае четности последней триады ми жителя, либо однократное множи-. мое со знаком "минус", обусловленное тем, что при выборе кратных используются только четные числа, а девятое число служит для компенсации избыточности восьмого числа.

Сумма девяти частичных произведений поступает на вход сумматора б, где складывается с суммой старших частей частичных произведений, поступающей из формирователя 5 на другой вход сумматора б.

Рассмотрим работу формирователя

5. В зависимости от знака частичного произведения старше разряды могут содержать либо все нули (плюс), либо все единицы (минус), что сооТ ветствует обратному коду старшей части сдвинутого, частичного произведения.

Разряды триад Z<, Zg, 2, (j=l -8) на выходе формирователя 5 формируг

1005039

10 предшествующей, младшей ячейки S, причем для реализации формулы 7 х на второй вход самой младше ячейки 8 подается логический ноль.

С выхода элемента ИСКЛЮЧИОЩЕЕ ИЛИ 9 снимается младшиА разряд каждой тройки разрядов, а с выхода элемента

ИЛИ 10 - два старших разряда 2> .

Работу формирователя 5 рассмотрим на конкретном примере.

10 Пусть имеем множитель вида 001

010 110 011 100 000 100 011.

Условимся, что производим умножение, начиная со старших разрядов, множителя, т.е. рассматриваем множи15 тель слева направо.

Ь

Э данном множителе х1 = 1, х = 1, х = 1i Следовательно, второе, пяУ, тое и девятое частичные произведения отрицательны и в их старших частях все единицы.

Тогда задача формирования суммы старших частей частичных произведений сводится .к суммированию ряда чисел

1 1

О О 0 О О

О О 0 О О О О О

О О О О О О О О О. О О

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

В результате 1 „ 4 «гб ч г8

1 2 3 4 5 6 l 8

3 ° Э. 3

Э. 0 З З= З = э =1. з ф . A сумма старших частей частич- 40 ных произведений равна

110 111 111 110 111.111 111 111

Таким образом, в данном устройстве для умножения достигается сокращение количества слоев суммирования - 45 частичных произведений и уменьшение .количества элементарных суммато ров в старшей части блока суммирования частичных произведений, так как оборудование введенного форми. рователя суммы старших частей частичных произведений меньше, оборудования соответствующей. части блока суммирования частичных произведений прототипа и, как следствие увеличение быстродействия беэ дополнительных аппаратурных затрат.

Формула изобретения

Устройство для умножения, содержащее блок формирования кратных множи мого, коммутаторы кратных множимого, дешифраторы групп разрядов множителя, блоки инверсии, блок. суммирова- ф5 ются в соответствии с логическими формулами в

Е Ч. т Э, 2 х ° Е + х 2дд (J3-7), ztff3 хЗ где j - номер триады на выходе формирователя;

l - номер триады множителя-, х - разряд множителя.

Формирователь .5 суммы старших частей частичных произведений состоит иэ последовательно соединенных ячеек 8. Каждая из ячеек 8 состоит иэ элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, ИЛИ 10, соединенных как показано .на фиг. 3 и реализующих приведенные формулы.

На первые входы элементов ИЛИ 10 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ .9 подается расшифрованный третий разряд каждой тройки разрядов множителя, на вторые их входы - сигнал с выхода элемента ИЛИ

1 1 1

0 0 0 0 0 0

О О О О О О О О О

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

О О О О О О О О О О

0 0 О О О О О О О О

О О О О О О О О О О.

1111111111 ния частичных произведений и.. выходной сумматор с распространением переноса, причем. выходы блока формирования кратных .множимого соединены с информационными входами коммутаторов кратных множимого, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих дешифраторов групп разрядов множителя, а выходы подключены к информационным входам соответствующих блоков инверсии, выходы которых соединены с входами разрядов блока суммирования частичных произведений, управляющие входы блоков инверсии соединены с входами младших разрядов соответствующих групп разрядов множителя и входами младших разрядов блока суммирования частичных произведений, выходы .которого соединены с-первой группой входов выходного сумматора с распространением переноса, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит формирователь суюы старших частей частичных произведений, содержащий идентичные ячейки,. число которых равно числу групп разрядов множите,ля, входы которого соединены с вхо ,дами блоков инверсии, а выходы - с второй. группой входов выходного сумматора с распространением переноса, фричем каждая ячейка формирователя

1005039 суммы старших частей частичных произ" ведений содержит элемент ИЛИ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены с соответствующими входами формирователя суммы старших частей частичных произведений, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым выходом данной ячейки формирователя суммы старших частей частичных произведений, выход элемента HJIH соединен с вторым и 10 третьим выходами данной ячейки формирователя суммы старших частей частичных произведений и вторыми входами элементов ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ следующей старшей ячейки формирователя суммы старших частей частичных произведений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 330450," кл. 4 06 F 7/38, 1970.

2. Патент США Р 4041296, кл. С, 06 F 7/52, опублик. 1977. ,3. Гаврилов Ю.В. и др. Арифметические устройства быстродействующих

ЭЦВМ. М., "Сов.радио", 1970, с. 148

157 (прототип ).

-1005039

Вб е

Составитель В. Березкин

Редактор Л.Алексеенко Техред Е.Харитончик Корректор.М.Демчик

Заказ 1900/64 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам -изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раужская наб., д. 4/5

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