Множительное устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1 781809

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.03.79 (21) 2739377/18 — 24 с присоединением заявки ¹

3 (51) М. Кл.

G 06 F 7/39

Государственный комитет (28) Приоритет но делам изобретений и открытий

Опубликовано 23,11.80, Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 23.11.80 (53) УД К681325 (088.8) (72) Авторы изобретения 3-Д - т

1

В. Д. Самойлов, А. В, Зарановский и А. А. Балъва

Институт электродинамики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике н может быть использовано в аналогоцифровых вычислительных системах.

Известны цифровые устройства для умножения чисел, поступающих в устройство параллельным кодом, состоящие из цифровых блоков, 5 реализующих операции запоминания, сложения, сдвига и др (1).

Недостаток этих устройств — большие аппаратурные затраты на организацию начала связи то между устройствами.

Наиболее близким к предлагаемому является множительное устройство, которое дает возмож-. ность вычислять однозарядные приращения произведения при поступлении на его вход одноразрядных приращений сомножителей, что йозволяет по сравнению с цифровыми устройствами для умножения чисел, поступающих в устройство параллельным кодом, уменьшить затраты оборудования .на организацию каналов связи с другими устройствами, т.е. упростить системную связь устройств. Например, вычислительная структура с составной частью известного устрой1

1 ства позволяет распараллелить процесс вычислений и строить достаточно высокопроизводительные проблемно-ориейтированные процессоры, В известном устройстве процесс умножения основан на приближенной формуле дифференциального исчисления л (K Ч) = Х ЬЧ + Ч ЬХ, в то время как формула точного дифференцирования учитывает и член высшего порядка малости

ЦХ. Ч) = Х ДЧ+Ч ДХ+ДХ-ДЧ

Однако из-за отбрасывания величины еьх ау и нем происходит накопление погрешности по мере вычислений (2) .

Бель изобретения — повышение точности . вычислений.

Поставленная цель достигается тем, что множительн1эе устройство, содержащее счетчик первого сомножйтеля, счетчик второго сомножителя, блок умножения сомножителя на единичное приращение и накапливающий сумматор, вход которого соединен с выходом блока умножения сомножителя на единичное приращение, 781809 (к- ) (к) 3 вход единичных приращений второго сомножителя множительного устройства соединен со входом счетчика второго сомножителя, отличающееся тем, что в него введены элемент задержки, коммутатор, два элемента ИЛИ, счетчик старших разрядов невязки и формирователь единичных приращений произведений, причем вход элемента задержки соединен со входом единичных приращений первого сомножителя множительного устройства, выход эле- 1О мента задержки соединен со входом счетчика первого сомножителя и одним из входов первого элемента ИЛИ, другой вход которого соединен со входом счетчика второго сомножителя, а выход — соединен с первым входом блока умножения сомножителя на единичное приращение, входь| второго коммутатора соединены с выходами счетчиков первого и второго сомножителей, а выход соединен со вторым входом блока умножения сомножителя на единичное приращение, один вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом переполнения накапливающего сумматора, другой вход соединен с выходом формирователя единичных приращений произведения, а выход соединен со входом счетчика старших разрядов невязки, вход формирователя единичных приращений произведения соединен с выходом знакового разряда счетчика старших разрядов невязки.

На чертеже изображена блок-схема устройства. Зо

Устройство состоит из счетчика 1 первого сомножителя, счетчика 2 второго сомножителя, коммутатора 3, блока 4 умножения сомножителя на единичное приращение, накапливающего сумматора 5, счетчика 6 старших разрядов невязки, формирователя 7 единичных приращений произведения, первого элемента ИЛИ 8, второго элемента ИЛИ 9, элемента 10 задержки.

Вход элемента 10 задержки соединен со входом 12 единичных приращений первого 40 сомножителя, а выход — со входом счетчика

1 первого сомножителя и входом первого элемента ИЛИ 8. Вход 11 единичных приращений второго сомножителя соединен со входом счетчика второго сомножителя и другим вхо- 4> дом первого элемента ИЛИ 8. Выход первого элемента ИЛИ 8 соединен с блоком 4 умножения сомножителя на единичное приращение.

Выходы счетчиков первого и второго"сомножителей соединены со входами коммутатора 3.

Выход коммутатора 3 соединен со входом блока 4 умножения сомножителя на единичное приращение. Выход блока 4 умножения сомножителя на единичное приращение соединен со входом накапливающего сумматора 5. Выход переполнения сумматора 5 соединен с одним из входов второго элемента ИЛИ 9, другой, вход второго элемента ИЛИ 9 соединен с выходом формирователя 7 единичных приращений

4 произведения. Выход второго элемента ИЛИ 9 соединен со входом счетчика 6 старших разрядов невязки. Вход формирователя 7 единичных приращений произведения соединен со знаковым разрядом счетчика 6 старших разрядов невязки.

Устройство производит умножение в соответствии со следующей системой уравнений

Az()=-А s9-,0 () (1)

Е(k) )— () — ()ЛХ()-А= Š— У ЛХ -с .. 5gn K (2,) (3) (a)- («)+ (a) (.4 )

qg) (К) (К) (1 ) Ь) Устройство работает следующим образом.

Перед началом вычисления счетчики и накапливающий сумматор устанавливаются в нулевое состояние. После этого одновременно поступают на вход устройства единичные приращения первого и второго сомножителей и вырабатывается единич.<ое приращение произведения.

Подготовка устройства и выдача единичного приращения произведения производится за один цикл, который выполняется за два такта. На первом такте реализуются формулы (1), (2) и (3) . Ha выходе формирователя 7 единичного приращения произведения появляется единичное приращение произведения ь2, знак его обратный знаку невязки Ы "., поступающему на вход формирователя 7 единичного приращения произведения с выходом знакового разряда счетчика 6 старших разрядов невяэки (производится вычисление по формуле (1)).

Единичное приращение произведения поступает на вход второго элемента ИЛИ 9 и с его выхода на вход счетчика 6 старших разрядов невязки. В счетчике 6 старших разрядов невязки и накапливающем коммутаторе 5 формируется величина

На вход блока умножения сомножителя на единичное приращение через коммутатор 3 выдается содержимое счетчика первого сомножителя. С первого элемента ИЛИ & на вход блока 4 умножения сомножителя на единичное приращение поступает единичное приращение второго сомножителя и на выходе этой схемы формируется величина у1" д)(1"), В накапливающем сумматоре 5 и счетчике 6 старших разрядов невяэки производится вычисление величины,Л) (К- ) „(1 - ) Ä(1 ) (1 ) 781809

На Bxojl, счстчика 2 второго сомножителя поступает единичное приращение АХ и () формируется величина

После окончания переходных процессов в накапливающем сумматоре 5 и счетчике 6 старших разрядов невяэки начинается второй такт, на котором реализуются формулы (4) и (5).

С выхода элемента 10 задержки единичное 10 приращение Ьу поступает на вход счетчика

1 первого сомножителя, где формируется вел„чина Р (М ) у(Х) а, через первый элемент ИЛИ 8 на вход блока 4 умножения сомножителя на единичное приращение. Величина Х1 со счетчика второго сомножителя поступает через коммутатор 3 на вход блока 4 умножения сомножителя на единичное приращение, а с выхода этого блока — на вход сумматора 5. В накапливающем сумматоре 5 и 20 счетчике в старших разрядов невязки формируется величина

E()- ()-х() ьу(К)

Произведение двух сомножителей находится тогда, когда единичные приращения сомножителей и произведения после каждого цикла меняют знак, т.е. когда в счетчиках сомножителей хранятся величины, равные задаваемым числам или меньшие на единичное приращение, а „1 30 после каждого цикла меняет знак. Величина произведения че хранится в устройстве, а равна алгебраической сумме приращений, выданных с выхода формирователя единичных приращений

35 произведения в процессе работы.

Устройство дает возможность получать произведение без накопления погрешности по мере вычислений.

Использование устройства целесообразно для построения блочных вычислительных структур с большим временем непрерывного моделирования процесса, где при большом числе итераций не должно происходить накопление погрешности.

Формула изобретения

Множительное устройство, содержащее счетчик первого сомножителя, счетчик второго сомножителя, блок умножения сомножителя на единичное приращение и накапливающий сумматор, вход которого соединен с выходом блока умножения сомножителя на единичное приращение, вход единичных приращений второго сомножителя множительного устройства соединен со входом счетчика второго сомножителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент задержки, коммутатор, два элемента ИЛИ, счетчик старших разрядов невязки и формирователь единичных приращений произведений, причем вход элемента задержки соединен со входом единичных приращений первого сомножителя множительного устройства, выход элемента задержки соединен со входом счетчика первого сомножителя и одним из входов первого элемента ИЛИ, другой вход которого соединен со входом счетчика второго сомножителя, а выход — соединен с первым входом блока умножения сомножителя на единичное приращение, входы коммутатора соединены с выходами счетчиков первого и второго сомножителей, а выход соединен со вторым, входом блока умножения сомножителя на единичное приращение, один вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом переполнения накапливающего сумматора, другой вход соединен с выходом формирователя единичных приращений произведения, / а выход соединен со входом счетчика старщих разрядов невязки, вход формирователя единичных приращений произведения соединен с выходом знакового разряда счетчика старших разрядов невязки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 608157,. кл. G 06 F 7/39, 1975.

2. Неслуховский К. С. Цифровые дифференциальные анализаторы. М., "Машиностроение", 1968, с. 90 — 91, рис. 23 (прототип), 781809

Составитель В. Кандаков

Техред M. Нетко Корректор М. Вигула

Редактор В. Еремеева

Заказ 8136/54

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

Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5