Устройство для умножения

 

О ИINg @ам е иЗОБРЁТЁЙиЯ

Cases Советсинк и и@пи@тиибеиий

Респубпии

" 638961 (61) дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯВлеио 2001,76(2I) 2317184/18 — 24 с присоеаинеиием заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,12,78, Бтоллетень № 47 (45) Дата опубликоВаиия Описании 251278 (51) М. Кл.

Ст 06 Г 7/39

Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий (58) УДК 687 325 (088.8) (72) ABTOpb! изобретения

A.Ï. Андреев, B.H. Родионов и M.A, Федоров (71) заявитель

Куйбышевский ордена Трудснсгс Красного Знамени авиационный институт и;:.. акад. С.Н, Королева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ _#_4НОЖЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных нычислительных устройствах и измерительных приборах.

Известно устройство дЛя умножения, которое состоит из двух счетчиков импульсов, разрядные выходы которых соединены с конъюкторами, а ныходы переполнения — с умножителями, N выходы конъюкторсв соединены с входом сумматора flj .

Однако это устройство имеет ограниченный динамический диапазон и низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для умножения, содержащее два счетчика, сумматор, два триггера, четыре элемента И-НЕ, первую и вторую группу элементов И-НЕ, синхронизатор импульсов, входы которого соединены с первой и второй информационными шинами,а первый выход — с первыми входами первого и второго элементон И-НЕ, вторые входы которых соединены с единичным и нулевым выходами первого триггера соответственно, второй выход синхронизатора импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого зле лентсв И-ИЕ, вторые входы коор.=:х соединены с нулевым и единичным ны .одами второго триггера, первые выходы первого счетчика соединены с перв -" и входами элементов и-НЕ первой группы, выходы которых соединены с первой группой входов сумматора, первая группа ныхсдсн второго счетчика ссед:-- ена с первой группой входов злег:антон И-НЕ нтсрсй группы, Выходы которых соединены со второй группой

Bõoäo суммаTop2. ? °

Однако известное устройстно имеет низкий динам ческий диапазон перемнсжаемых чисел.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона перемнсжаемых чисел.

11ля э-ого н устройство нведены первый ВТороА третий и четнертыи элементы ИЛИ-НЕ, третья и четвертая группа элементов И-НЕ, причем выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми входами .первого и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с первыми входами второго и четнертогс элементов ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента. И-НЕ соединен со вторьв и входами второго и третьего

» -ентон ИЛИ"НЕ,выход четвертого эле1 4 сивных счетчиков б н 7 и на входы групп элементов И-HE прямого или обратного параллельного двоичного кода (групп 2 или 4 злемегтов И-HE и групп

3 или 5 элементов И-HE), через которые он переносит одновременно параллельньм кодом числа 2 " !Х+У) и 2" х

gX-У), записанные в реверсивных счетчиках б и 7 до пРихода этого импульса, в сумматор 1. к

Умножение чисел (Х+У) и (Х-У) на

2 осуществляется сдвигом либо разрядов сумматора, либо счетчиков.

Число 2 (Х+У) суммируется с чиск

Ка1 лом 2" ХУ, записанным ранее в сумматоре 1, если на суммирующий вход первого реверсивного счетчика поступает импульс, характериэующий положительное приращение сигнала Х(т) или положительное приращение У(т) .

К4 1

Число 2 " (Х+У) вычитается из числа

2 ХУ, если на вычитающий вход первого реверсивного счетчика поступает импульс, характеризующий отрицательные приращения сигналов Х(т) или У(т) .

Число 2 " (X-У) суммируется с числом 2 ХУ, если на вычитающий вход ка1 второго реверсивного счетчика поступает импульс, характеризующий отрицательное приращение сигнала Х(т) или положительное приращение сигнала У(т) .

Число 2" (Х-У) вычитается из числа 2" Ху, если на суммирующий вход второго реверсивного счетчика поступает импульс, характеризующий положительное приращение сигнала Х(т) или отрицательное сигнала У(т) .

Общее число, вводимое в сумматор 1 после прихода каждого очередного импульса, равно + 2 (Х+У) 2 " (Х-У).

Предположим, что на вход устройства 19 поступает импульс, характеризующий отрицательное приращение сигнала Х(т). Этот импульс проходит через

Открытый элемент И-НЕ 13 и поступает через элемент ИЛИ-НЕ 9 на вычитающий вход первого реверсивного счетчика б и на вычитакпций вход второго реверсивного счетчика 7 через элемент

ИЛИ-НЕ 11, кроме этого, он переносит в сумматор 1 через группу элементов

И-НЕ 4 обратный код числа 2" (Х+У) и через группу элементов И-НЕ 3 прямой код числа 2 (Х-У) .

Новое значение произведения в сумматоре 1 после прихода этого импульса будет равно 40

Устройство работает следующим Образом.

Последовательности импульсов

Х(т) и У(т)у в кОтОрых числО импуль— сов пропорционально приращениям сигналов, а частота — скорости их изменения, поступают на входы 19 и 20 ус- 45 тройства, которые являются также входами синхронизатора 18 импульсов. B синхронизаторе 18 импульсов входные импульсы заменяются синхронизирующими импульсами двух несовпадающих последовательностей, полученных с генератора эталонных импульсов.

Знаки приращений задаются триггерами 1б и 17 знаков приращений, управляемых источниками сигналов. 55

Каждый входной импульс, характеризующий приращение Одного иэ сигналов

Х(т) или У(т) на единицу в выбранном масштабе, с выхода синхронизатора 18 через элементы И-НЕ 12-15 и элементы 60

ИЛИ-НЕ 8-11 поступает в зависимости от знака триггера 16 или 17 на сумми рующий или вычмтающмй входы. peae)p- 65 "а1хц=д "а1gg g (g, ) ад "(„ )»

2 (x-i) g, Предположим теперь, что на вход устройства 20 поступает импульс, характеризующий отрицательное приращение сигнала У(т) . Этот импульс проходит через открытый элемент И-НЕ

14 и поступает через третий элемент

HJIH-НЕ 10 на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 7 и на вычи3 б 389Ь мента И-НЕ соединен со вторыми входами первого и четвертого элементов

ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом первого счетчика и со второй группой входов первой группы элементов И-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен со вторым входом первого счетчика и пер- 5 вой группой входов элементов И-НЕ третьей группы, вторая группа входов которой соединена со второй группой выходов первого счетчика, а выходы элементов И-НЕ третьей группы соеди- )О иены с третьей группой входов сумматора, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом второго счетчика и первой группой входов четвертой группы элементов И-НЕ, вторые входы котОРОй соединены со вторыми выходами второго счетчика, а выходы элементов И-НЕ четвертой группы соединены с четвертой группой входов сумматора,выход четвертого элемента ИЛИНЕ соединен со вторым входом второго счетчика и второй группой входов элементов И-НЕ второй группы. .На чертеже дана функциональнан схема устройства.

Устройство содержит сумматор 1, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов И-НЕ 2-5, первый и второй счетчики б и 7, элементы ИЛИИЕ 8-11, элементы И-НЕ 12-15, первый и второй триггеры 1б и 17, синхрони- 3() затор 18 импульсов, входные шины 19 и 20.

Принцип работы устройства основан на реализации соотношения

Ка1

2" 1Ч ьх9=2 ху+

638961

Йовое значение произведения сумматоре 1 будет равно к+1 х Я "+< z (У-$)+Q" (xÔÖ -i)4

4 4 60

tg "(х-у+ )=Я" х{у-j)w2 x=2 xi/.

5 тающий вход первого реверсивного счетчика 7 и на вычитаюший вход первого реверсивного счетчика 6 через второй элемент ИЛИ-НЕ 9, кроме этого он переносит в сумматор 1 через группу элементов И-НЕ 4 обратный двоичный код числа 2 (К-1+У) из первого счетк чика и через группу элементов И-HE 5 5 обратный двоичный код числа 2 (Х-1-У) из второго счетчика 7.

Новое значение произведения в сумматоре 1 будет равно

Z ха 2-2 {х-1} у -2 "(х- <+ ц) 10

-2" (К-1-У), -2 1(õ- 1) у-2" 1(х- )=2""1(x-l) (Ц- 1).

Если теперь на нход устройства 19 поступит импульс, характеризующий положительное приращение сигнала Х(т), то он пройдет через открытый первый элемент И-HE 12 и поступит через пер20 вый элемент ИЛИ-НЕ 8 на суммирующий вход первого реверсивного счетчика 6 и через третий элемент ИЛИ-HE 10 на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 7, кроме этого, он перенесет 25 н сумматор 1 через группу элементов

И-HE 2 прямой код числа 2 (Х-1+У-1) из первого счетчика 6 и через группу элементов И-НЕ 5 обратный код числа

2 " (Х-1-У+1) из второго счетчика 7. 30

Новое значение произведения в сумматоре 1 будет равно кбj.

2. х

2 " (X - )(q - k) W2 (Х - i л g - 1) г "(у-g Ц=а" (х-1)(у-Ц)

+ 2к 1(у -i)- 2 + Х(-i).

Если затем на вход устройства 20 поступит импульс, характеризующий положительное приращение сигнала

У (т), то он пройдет через открытый элемент И-НЕ 15 и поступит через первый элемент ИЛИ-НЕ 8 на суммирующий вход первого реверсивного счет- 4 > чика 6 и через четвертый элемент

ИЛИ-НЕ 11 иа вычитающий вход второго реверсивного счетчика 7, кроме этого, оя перенесет в сумматор 1 через группу элементов И-HE 2 прямой код чис- 50 ла 2" (Х+У-1) из первого счетчика 6 и через группу элементов И-HE 3 прямой код числа 2" (Х-У+1).из второго счетчика 7.

Устройство работает аналогично и при любой другой очередности приращений сигналов Х(т) и У(т) . Код н счетчиках 6 и 7 устанавливается но всех разрядах от заднего фронта пришедшего импульса одновременно.

Введение четырех элементов ИЛИ-НЕ, двух групп элементов И-НЕ, а также связей между ними позволяет расширить динамический диапазон работы устройства. формула изобретения

Устройство для умножения, содержащее дна счетчика, сумматор, два триггера, четыре, элемента И-НЕ, первую и вторую группу элементов И-НЕ, синхронизатор импульсов, нходы которого соединены с первой и второй информ мационными шинами, а первый ныход— с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ,вторые входы которых соединены с единичным и нулевым выходами первого триггера соответственно,второй выход синхронизатора импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с нулевым и единичным выходами второго триггера, перные выходы первого счетчика соединены с первыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которых соединены с первой группой входов сумматора, первая группа ныходон второго счетчика соединена с первой группой входов элементов И-НЕ второй группы, ныходы ко-.îðûõ соединены со второй группой входов сумматора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапаэона перемножаемых чисел, в устройство введены первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ-НЕ, третья и четвертая группа элементов И-НЕ, причем выход первого элемента И-HE соединен с первыми входами первого и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента И-HE соединен с первыми входами второго и четвертого элементов ИЛИ вЂ , выход третьего элемента И-НЕ соединен со вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ соединен со вторыми входами первого и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход первого. элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом первого счетчика и со второй группой входов первой группы элементов И-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен со вторым входом первого счетчика и первой группой входов элементов И-НЕ третьей группы, вторая группа входов которой соединена со второй группой выходов первого счетчика, а выходы элементов

И-НЕ третьей группы соединены с третьей группой входов сумматора, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом второго счетчика я первой группой входов четвертой группы элементов И-НЕ, вторые входы коб -8961

Со-.: . а= итель а . уткин ъе :-- е- н Б - урка Корректор Л. Небола

Редактор Т. Кликнна

Заказ 7282/37 тир .;.-:. 784 Подписное

ЦНИИПИ Госу,:-.,аоственнаго ко::-;:.--..е:", Совета Ж нистров CCCP по п -ла л . з ;*бретp -.xiii и QTKp>wтий

1 13035, Яо «к а, .--3 5,. Ра. к окая HB6., д. 4/5

Филиал ElliTL пат Hó:, г, j орет; ул. проектная,. 4 торой соединены со вторыми в -о; а.. второго счетчика, а выходы эJIE.м .н oi

И-НЕ четвертой группы соединены . — т вертой rpynnoA входов сумматора ход четвертого элемента ИЛИ lP; о --.нен со вторым входом второго :..ч .т::.: ка и второй группой входов ;--л..м =.и

И-BE второй группы.

Источники информации, принятые с внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 458826, кл. Об Р 7/39, 1975.

2. Заявка Р 2301925/24, кл. Об 7/39, 22.12.75, по которой принято решение о выдаче авторского

5:::iênåòeëüñòíà.