Множительное устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 110579 (21) 2765395/18-24 (51)M. КЛ. с присоединением заявки М

G F 7/52

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

f23) Приоритет

Опубликовано 300381.Бюллетень Ng 12

Дата опубликования описания 300381 (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения!

В.В. Нешвеев, Б.Л. Лейкехман и Л.В. Дер унович

1 1 (f s т

Харьковский ордена Ленина политехнический и йстивут им. В.И. Ленина (71) Заявитель (5 4 ) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Выходы разрядов каждой группы регистров множимого и множителя подключены ко входам соответствующего дешифратора, первые входы всех множительных устройств каждой группы,начиная с младшей, подключены к выходам дешифратора своей группы,i вторые входы каждого множительного устройства каждой группы соединены с выходами соответствующей д-разрядной группы регистра множимого, выходы всех множительных устройств каждой группы подключены ко входам соответствующих сумматоров первого ранга, а выИзобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в качестве блока умножения в цифровых вычислительных машинах,а также в цифровых системах контроля и управления.

Известно множительное устройство, содержащее многоранговые пирамидально-соединенные сумматоры, п-разрядные регистры множимого, множителя и произведения, разбитые на n/g групп разрядов (где g — - число разрядов в группе), дешифраторы, (n/g )

2 множительных устройств по n/g в каждой группе. ходы сумматора последнего ранга - ко входам регистра произведения (1, Однако пирамидальная структура построения приводит к значительному усложнению устройства. Кроме того, в устройстве использованы неоднородные элементы,. что усложняет его эксплуатацию, выполнение умножения происходит в прямом коде, т.е. устройство применимо для умножения толь.ко положительных чисел.

Известно также множительное устройство, s котором умножение выполняется в дополнительном коде, т.е, применимое для умножения как положи.тельных, так и отрицательных чисел, построено по типу матрицы из рядов по в полных сумматоров в ряду и m-.1 элементов И, выходы которых соедине2О ны с входами соответствующих сумматоров. Кроме того, устройство содержит входную и выходную корректирующие схемы. Выходы входной корректирующей схемы, предназначенной для специального преобразования входных сигналов в новые двоичные переменные, соединены с соответствующими входами элементов И, а выходы сумматоров и-ого ряда — с входами выходной кор30 ректирующей схемы, которая преобразует произведение сомножителей н дополнительный код.

Такое устройство в отличие от описанного ранее построено на однородных элементах f23 .

Недостаток устройства — усложнение конструкциИ его за счет наличия входной и выходной корректирующих схем, содержащих набор ячеек, И, ИЛИ, Исключающее ИЛИ.

Наиболее близким к предлагаемому является множительное устройство матричного типа, состоящее из и рядов no m ячеек, каждая из которых содержит узел формирования переноса, сумматор по модулю дна и элемент И, при этом первый вход узла формирования переноса каждой k-ой ячейки

j-го ряда (1= 1,...;и; 1с =, 1,...,m) соединен с первыми входом сумматора по модулю два той же ячейки и выходом сумматора по модулю дна (k-1)-ой ячейки (j — 1)-ro разряда, второй вход узла формирования переноса каждой k-ой ячейки j --го ряда со вторым входом сумматора по модулю два той же ячейки и с выходом узла формирования переноса (k+I)-ой ячейки j-ro ряда, третий вход узла формирования переноса каждой -ой ячейки j-r .ïoðÿäêà — с первым входом элемента И той же ячейки и с третьими входами узлов формиронания переноса всех ячеек )-го ряда, третий вход, сумматора по модулю цна каждой k-ой ячейки. j-го ряда — с выходом элемента И той же ячейки. Кроме того, каждая k-ая ячейка j-го ряда известного устройства содержит дополнительный сумматор по модулю два, выход которого соединен со вто-, рым входом элемента И и четвертым входом узла формирования переноса той же ячейки. Первый вход дополнительного сумматора по модулю два каждой k-ой ячейки 1-го Ряда соединен первыми входами дополнительных сумматоров всех ячеек каждого j-го ряда, а второй вход дополнительного сумматора по модулю два каждой ячейки первого ряда — со вторыми входами дополнительных сумматоров по модулю два соответствующих последующих рядов до n-ro ряда.

Такое устройство построено на однородных ячейках.

Однако каждая из ячеек данного устройства соцержит большое количество составляющих ячейку элементов, что усложняет устройство н целом.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в множительном устройстве,cc"òoящем из и рядов по m ячеек, каждая из которых содержит узел формирова ния переноса, сумматор по молупю лна и элемент И, при этом первый нхол узла формирования перев<.сп кажл >й

k oé ячейки )-го ряда соединен с первым входом сумматора по модулю два и той же ячейки и с выходом сумматора по модулю два (k-1)-ой ячейки

ij -1)-го ряда, второй вход узла фор5 миронания переноса каждой k-ой ячейки j-го ряда — со вторым входом сумматора по модулю два и той же ячейки и с выходом узла формирования переноса (k+I)-ой ячейки j-го ряда,третий вход узла формирования переноса каждой k-ой ячейки j-ro ряда. — с первым входом элемента И той же ячейки и с третьими входами узлов формирования переноса всех ячеек 1-го ряда, третий вход сумматора по модулю два

15 каждой k-ой ячейки j -го ряда соединен с выходом элемента И той же ячейки, в каждую k-ую ячейку и-ого ряда введен элемент НЕ, выход которого соединен со вторым входом элемента

Щ И той же ячейки, второй вход элемента И каждой k-ой ячейки первого ряда устройства соединен непосредственно со вторыми входами элементов И k-ых ячеек последующих рядов, кроме и-ого ряда и с выхОдом элемента НЕ k-ой ячейки и-ого ряда, а выход элемента

-И каждой ячейки j-го ряда — с четнертым входом узла формирования переноса той же ячейки.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого множительного устройства, на фиг. 2 — .функциональная схема элементарной ячейки .первого типа, на фиг. 3 — функциональная схема элементарной ячейки второго типа (n-ro ряда).

Устройство содержит m (и-1) ячеек 1, из которых выполнены нсе ряды устройства, кроме n-ro ряда и m ячеек 2, из которых выполнен п ûé ряд

4Q, устройства..Ячейки 1 и 2 содержат узел 3 формирования переноса, сумматор 4 по модулю два и элемент И 5, ячейки 2 кроме указанных элементов содержат элемент НЕ б.

45 Первый вход Узла 3 формирования .переноса каждой k-ой ячейки j-ro ряда соединен с первым входом сумматора 4 по модулю дна той же ячейки и с выходом сумматора 4 по модулю два (k-1) — îé ячейки (j — 1)-ãî ряда, второй вход узла 3 — со вторым входом сумматора 4 по модулю два той же ячейки и с выходом узла 3 формирования ,переноса (k+1)-ой ячейки j-ro ряда, тРетий вход Узла 3 — с пеРвым входом элемента И 5 той же ячейки и с третьими входами узлов 3 формирования переноса всех ячеек j-го ряда, четвертый вход узла 3 — с третьим входом сумматора 4 по модулю два и

60 с выходом элемента И 5 той же ячейки, второй вход элемента И 5 каждой

k-ой ячейки первого ряда устройства соединен со.вторыми входами элементон И 5 k-ых ячеек последующих ря 5 дов кроме и-oro ряда и с входом элеВ17705

Формула . изобретения

65 мента НЕ 6 k-ой ячейки и-oro ряда, выход элемента HE 6 каждой k-ой ячейки и-ого ряда — со нторым входом элемента И 5 той же ячейки. Первый вход узла 3 формирования переноса каждой первой н рядах, кроме 1-ro ряда,.ячейки соединен со вторым входом элемента И 5 той же ячейки, второй вход узла 3 формирования переноса m-ой в и-ом ряцу ячейки — с третьим входом узла 3 формирования переноса той же ячейки.

Устройство работает следующим..образом.

На первый вход элемента. И 5 перво ячейки каждого j-ого ряда подаются сигналы, соответствующие значениям разрядов множителя, при этом на первый вход элемента И 5 первой ячейки и-ого ряда подается сигнал, соответствующий значению знакового разряда, на второй вход элемента И 5 каждой

k-ой ячейки первого ряда устройства подаются сигналы, соответствующие значениям разрядов множимого, при этом на второй вход элемента И 5 первой ячейки первого ряда подается сигнал, соответствующий значению зна .кового разряда. На первый вход узла

3 фор :иронания переноса каждой k.-ой ячейки первого ряда и на второй вход узла 3 формирования переноса m-ой ячейки в каждом j îì ряду, кроме и-ого ряда ячейки подается сигнал,со отнетствующий логическому "0".

Процесс умножения начинается с наименее значащего разряда. В каЖдом

j-ом ряду происходит умножение одного из разрядов множителя на все разряды множимого. При поступлении на первый вход элемента И 5,любой k-ой ячейки j-ого ряда сигнала, соответст вующего какому-либо разряду множителя Y, а на второй вход элемента И

5 — сигнала, соответствующего какому-либо разряду множимого ХК, на выходе элемента .И 5 получают сигнал, соответствующий их произведению хк у1, который поступает на третий вход сумматора 4 по модулю два и четвертый вход узла 3 формирования переноса. На первый вход узла 3 формирования переноса и на перный вход сумматора 4 по модулю два поступает . сигнал, соответствующий сумме час- . тичных произведений с (k-1)-ой ячейки (j-1)-го ряда,на второй вход узла

3 формирования переноса и на второй вход сумматора 4 по модулю дна сигнал переноса, сформированный в узле 3 формирования переноса (k+1)-ой ячейки j-го ряда. В сумматоре 4 k-ой ячейки j-ro ряда формируется сигнал, соответствующий сумме частичных произведений этой ячейки с учетом суммы частичных произведений предыдущих рядов, который передается на вход сумматора 4 по модулю два (k+1)-ой ячейки (j+1)-ro ряда, в узле 3 формирования переноса к-ой ячейки — сигнал переноса, который передается на второй вход узла 3 формирования переноса (k-1)-ой ячейки.

Для правильного бпределения знака произведения используется и-ый ряд устройства.. Если множитель представляет собой число положительное, то сигнал, соответствующий знаковому разряду множителя, равен нулю,на первый вход элемента И 5 каждой

k-ой ячейки n-ro ряда поступает сигнал, равный нулю, а на выходе сумматора 4 по модулю два этой ячейки вый рабатынается сигнал, соответствующий сумме частичных произведений (k-1)-ой 5 ячейки (n-1)-го ряда.

Если множитель представляет собой число отрицательное, то сигнал,соответствующий знаковому разряду множителя, равен единице. Сигнал, соответ20 ствующий разряду множимого, поступает на вход инвертора 6 каждой k-ой, ячейки ряда, где инвертируется, и на выходах элементов И 5 к-ых ячеек и-ого ряда получают сигнал, соотнетд5 стнующий обратному коду множимого

На второй вход сумматора 4 по модулю два m-ой ячейки и-oro ряда подается сигнал, соответствующий "1", который передается на вторые входы сумматора

4 по модулю два всех k-ых ячеек и-ого ряда. Это соответствует преобразованию обратного кода н дополнительный, в результате чего нсе суммато. ры 4 по модулю два k-ых ячеек и-ого ряда формируют сигналы, соответствующие суммам частичных произведений (k-1)-ых ячеек (n-1)-ого ряда с дополнительным кодом множимого.

Таким образом, предлагаемое устройство упрощает известное множитель40 ное устройство, благодаря чему повышается надежность его работы, упрощается эксплуатация.

Множительное устройство, состоящее из и рядов по m ячеек, каждая из ко,торых содержит узел формирования переноса, сумматор по модулю два и элемент И, при этом первый вход узла формирования переноса каждой k-ой ячейки j-oro ряда соединен с первыМ входом сумматора по модулю дна и той же ячейки и с выходом сумматора по модулю два (k-1)-ой ячейки (j-1)-ro ряда, второй вход узла формирования переноса каждой k-ой ячейки j-го ряда соединен со вторым входом сумматора по модулю два и той же ячейки и с выходом узла формирования переноса (k+1)-ой ячейки j-ro ряда, третий. вход узла формирования переноса каждой k-ой ячейки j-го ряда соединен с первым входом, элемента И той же ячейки и с третьими входами узлов форми817705

m+ nрования переноса всех ячеек j-ro ряда, третий вход сумматора по модулю два каждой k-ой ячейки j-ro ряда соединен с выходом элемента И той же ячейки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в каждую k-тую ячейку и-ого ряда введен элемент НЕ, выход которого соединен со вторым входом элемента И той же ячейки, второй вход элемента

И каждой k-ой ячейки первого ряда устройства соединен непосредственно со вторыми входами элементов И

k-ых ячеек последующих рядов, кроме

Д У

n-oro ряда и с входом эдемента НЕ

k-ой ячейки и-ого ряда, а выход элемента И каждой ячейки j-го ряда сое динен с четвертым входом узла формирования переноса той же ячейки .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 487388, кл. G 06 F 7/52, 1974.

2. "IEEE Transactions on Совриtezs", October, 1975, р. 1025.

3. "The Radio and Eiectronis

Епдiпееr", January, 1974, р. 19 (прототип).

РАЗ

Составитель В. Березкин

Редактор К. Лембак Техред А-.Савка Корректор М. Шароши

Заказ 1467/64 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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