Устройство для умножения

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для быстрого умножения двоичных чисел с контролем по четности. Цель изобретения - повышение достоверности результата вычислений устройства. Цель достигается введением в устройство блока предсказания четности частичных произведений , двух блоков свертки по модулю два и узла сравнения. В устройстве обнаруживаются все ошибки, вызываемые одиночной неисправностью блоков суммирования и частичных произведений. 4 ия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 F 11/00,7/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4659111/24 (22) 06.03.89 (46) 07.10.91, Бюл, N 37 (75) Г,ПЛопатко и А.А.Шостак (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1368882, кл. G 06 F 11/00, 6 06 F 7/52, 1986, Карцев M.À, Арифметика цифровых машин. — М.: Наука, 1969, с. 451, рис. 4-12.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для быстрого умножения двоич-. ных чисел с контролем по четности, Целью изобретения является повышение достоверности результата вычислений устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема одноразрядного двоичного сумматора с функциональной зависимостью суммы от переноса; на фиг. 3 — функциональная схема одноразрядного двоичного сумматора с дублирующим переносом; на фиг.

4 — блок предсказания четности частичных произведений.

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1. формирования кратных множимого, блок 2 узлов анализа, блок 3 частичных произведений, блок 4 суммирования, блок 5 предсказания четности частичных произведений, блоки 6 и 7 свертки по модулю два, узел 8

Ы2,, 1683016 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для быстрого умножения двоичных чисел с контролем по четности, Цель изобретения — повышение достоверности результата вычислений устройства. Цель достигается введением в устройство блока предсказания четности частичных произведений, двух блоков свертки по модулю два и узла сравнения. В устройстве обнаруживаются все ошибки, вызываемые одиночной неисправностью блоков суммирования и частичных произведений. 4 ил. сравнения, входы 9 и 10 множимого и множителя устройства соответственно, вход 11 четностей кратных множимого устройства, выход 12 результата устройства, выход 13 ошибки устройства, выход 14 переносов блока 4 суммирования, Одноразрядный двоичный сумматор с функциональной зависимостью суммы от переноса (фиг. 2) содержит элементы И 15 — С)

18, элементы ИЛИ 19 — 21, элемент НЕ 22, сумматор 23 по модулю два. „ Ь

Одноразрядный сумматор с дублирующим переносом (фиг. Зт содержит элементы ) И

И 24-27, элементы ИЛИ 28 — 30, элемент И

31, сумматор 32 по модулю два.

Блок 5 предсказания четности частичных произведений (фиг. 4) содержит две группы элементов ИЛИ 33 и 34, две группы элементов И 35 и 36 и узел 37 свертки по модулю два.

Рассмотрим функциональное назначение и реализацию блоков устройства.

1683016

Блок 1 комбинационного типа предназначен для получения значений тех кратных множимого Х, которые не могут быть образованы сдвигом множимого или его кратных на определенное число разрядов. Например, если в блоке 2 осуществляется анализ неперекрывающихся двухразрядных групп разрядов множителя, то в блоке 1 формируется значение 3Х, если трехразрядных групп — то значение ЗХ, 5Х и 7Х и-т,д. Формирование кратных в блоке 1 может быть осуществлено с помощью комбинационных сумматоров. В общем случае формируемые в блоке 1 кратные могут быть положительными и отрицательными.

Блок 2 содержит m узлов анализа, где m— число групп разрядов, на которые разбивается множитель. По значению групп разрядов множителя узлы анализа вырабатывают управляющие сигналы, по которым в блоке

3 осуществляется выбор в качестве частичных произведений соответствующих кратных множимого, сформированных на выходе блока 1, На практике наиболее часто используются узлы анализа, формирующие управляющие сигналы выбора кратных (1Х, 2Х, 3Xj или {1X, — 1Х, 2Х, — 2Xj.

В блоке 3 формируется m частичных произведений, каждое из которых есть результат умножения множимого на значение соответствующей группы разрядов множителя. Блок 3 содержит гп коммутаторов, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих узлов анализа блока 2, На информационные входы коммутаторов с выхода блока 1 поступают значения всех кратных множимого.

В блоке 4 осуществляется суммирование с учетом весовых позиций частичных произведений, сформированных в блоке 3.

Результат этого суммирования в однорядном коде через выход суммы блока 4 подается на выход 12 результата устройства.

Блок 4 может быть построен с использованием самых разных методов и средств.

В частности, он может быть реализован на одноразрядных или многоразрядных двоичных сумматорах. С целью повышения достоверности формируемых в устройстве результатов целесообразно использовать либо сумматоры с функциональной зависимостью суммы от переноса, либо сумматоры с дублирующим переносом.

Если блок 4 суммирования построен на сумматорах с функциональной зависимостью суммы от переноса, то на его выход 14 подаются значения переносов, формируемых в блоке 4, Если блок 14 построен на сумматорах с дублирующим переносом, то

30 э 5

50 на его выход 14 подаются значения дублирующих переносов, формируемых в блоке 4, Блок 5 предназначен для предсказания четности массива частичных произведений, формируемого на выходе блока 3. На фиг. 4 приведена функциональная схема блока 5 для случая, когда множитель разбивается на

m непересекающихся групп по два разряда в каждой и используются кратные множимого 1Х, 2Х и ЗХ, С входа 11 устройства по линии связи 11.1 поступает значение четности множимого Рх, а по линии связи 11.2— значение четности утроенного множимого

Р . Если в устройстве блок 1 кратных контролируется по четности, то в качестве Р,, может быть использовано значение фактической или предсказываемой четности утроенного множимого. Если такой KOHTpofib не предусмотрен, то значение Рз< может быть получено, например, путем суммирования по модулю два значений переносов, формируемых в сумматоре блока 1. Совокупность элементов ЗЗ; — 36 предназначена для предсказания четности I-ro частичного произведения, формируемого в блоке 3 (1 i S m).

Суммируя по модулю два в узле 37 значенИя четностей всех частичных произведений, на его выходе формируется значение предсказываемой четности массива частичных произведений, Подобным образом может быть разработан блок 5 для случая использования в устройстве других кратных множимого, например, кратных 1Х, — 1Х, 2Х, -2Х.

Первый блок 6 свертки по модулю два формирует предсказываемую четность результата в соответствии с выражением

РR =: Рмчи + Рс, и и где Рм.i> — и редс казы в аема я чет ность маси сива частичных произведений. сформированная на выходе блока 5;

Pc — четность переносов блока 4 суммирования (или четность дублирующих переносов блока 4, если в нем используются сумматоры с дублирующим переносом).

С помощью второго блока 7 свертки по модулю два образуется в устройстве значение фактической четности результата, которое в дальнейшем сравнивается узлом 8 со значением предсказываемой четности результата. На основе этого сравнения на выходе 13 устройства вырабатывается или не вырабатывается сигнал ошибки.

Устройство работает следующим образом, После подачи сомножителей на входы 9 и 10 устройства в блоке 1 осуществляется формирование тех кратных множимого, которые не могут быть получены сдвигом MHQжимого или его кратных на определенное число разрядов (в общем случае кратные

1683016 могут быть положительными или отрицательными). Одновременно с этим в блоке 2 осуществляется анализ параллельно всех групп разрядов множителя. В результате этого для каждой группы вырабатывается управляющий сигнал, определяющий, какое кратное множимого должно быть выбрано в качестве частичного произведения в блоке

3. На выходе блока 3 формируется массив частичных произведений, которые, поступая на вход блока 4, суммируются в нем с учетом занимаемых весовых позиций. Результат этого суммирования в однорядном коде поступает через выход результата блока 4 на выход 12 устройства, Одновременно с выполнением в устройстве операции умножения чисел в нем осуществляется следующие действия по контролю вычислительного процесса: с помощью блока 5 осуществляется предсказание четности частичных произведений по значениям сигналов на выходе блока 2 узлов анализа и четностей кратных, поступающих на вход 11 устройства, в блоке 6 по значению предсказанной четности частичных произведений и по значениям переносов (или дублирующих переносов, если в блоке 4 используются сумматоры с дублирующим переносом), поступающих на выход

14 блока 4, формируется предсказанная четность результата, с помощью второго блока

7 свертки по модулю два формируется значение фактической четности результата, которое в дальнейшем сравнивается в узле 8 со значением предсказанной четности результата, в результате чего на выходе 13 устройства вырабатывается или не вырабатывается сигнал ошибки.

С помощью рассмотренных средств контроля по четности (блоки 5 — 7, узел 8) в предлагаемом устройстве обнаруживаются ошибки (одиночные и групповые), вызываемые одиночной неисправностью блока 3 или 4. Блоки 3 и 4 составляют основную часть оборудования устройства (примерно

90 — 95;(, оборудования устройства). Одиночная неисправность блока 1 или 2 может приг

45 вести к необнаруживаемому классу ошибок в работе предлагаемого устрсйства.

Поэтому для обнаружения всех ошибок, вызываемых одиночной неисправностью устройства, необходимо предусмотреть в нем средства контроля блоков 1 и 2 (эти средства хорошо известны и описаны), Формула изобретения

Устройство для умножения, содержащее блок формирования кратных множимого, блок узлов анализа, блок частичных произведений и блок суммирования, причем информационные входы блока формирования кратных множимого и блока узлов анализа образуют соответственно входы множимого и множителя устройства, выходы блока формирования кратных множимого и блока узлов анализа соединены соответственно с информационным и управляющим входами блока частичных произведений, выход которого соединен с информационным входом блока суммирования, выход результата которого является выходом результата устройства, о т л и ч а ю.ц е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результата вычислений устройства, в него введены блок предсказания четности частичных произведений, два блока свертки по модулю двз и узел сравнения, причем информационный вход блока предсказания четности частичных произведений является входом четности кратных мно>кимого устройства, выход блока узлов анализа соединен с управляющим входом блока предсказания четности частичных произведений, выход которого и выход переносов блока суммирования соединены с соответствующими разрядами информационного входа первого блока свертки по модулю два, выход которого соединен с первым информационным входом узла сравнения, выход переполнения которого является выходом ошибки устройства, выход результата блока суммирования соединен с информационным входом второго блока свертки по модулю два, выход которого соединен с вторым информационным входом узла сравнения, 1б83016

1683016

Составитель В.Гречнев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Редактор М.Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3414 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5