Последовательное устройство для умножения

(59 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ С: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1130859, кл. С 06 Р 7/49, 1983.Авторское свидетельство СССРР 1200280, кл. С 06 Р 7/49, 1983.Стахов А.П. Коды золотой пропорции. М.: Радио и связь, 1984.Титце У., Ыенк К. Полупроводниковая схемотехника, М.; Мир, 1982,с. 318,Авторское свидетельство СССРУ 1262482, кл. С 06 Р 7/52, 1985.(57) Изобретение относится к областивычислительной техники и может быть использовано для умножения многоразрядных последовательных кодов с иррациональными основаниями кодов золотой пропорции. Цель изобретения - повышение быстродействия. Цель достигается путем уменьшения величины задержки и устранения зависимости задержки устройства от разрядности сомножителей за счет разбиения последовательности последовательных сумматоров на К последовательных ветвей. 1 з.п. ф-,пы, 2 ил. 2 табл.1 444754 Составительехред М.Хода Мурзин Редактор А.Ренин ректор В.Бутяга Заказ б 50 б/4 ираж 70 Подписн НИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ оектная Производственно-полиграфинеск приятие, г. Ужгород, ул+аИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для умножения многоразрядныхпоследовательных кодов с иррациональ 5ными основаниями, кодов золотой пропорции.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства,На фиг. изображена функциональная схема и-разрядного последовательного устройства дпя умножения (дляи:1 О) ф на фиг.2 - функциональная схема последовательного сумматора длятрех слагаемых. 15Последовательное устройство дляумножения содержит регистр 1 последователвного приближения множителя,регистр 2 последовательного приближения множимого, динамический регистр 3,20элементы 4 и 5 задержки, первуюгруппу элементов И б. 1 - 6. 10, вторую группу элементов И 7,1 - 7.10,последовательные сумматоры 8.1 - 8.19элементы 9-12 задержки, последователь ные сумматоры 13 и 14, вход 15 множимого устройства, вход 16 множителя устройства и выход 17 произведения устройства.Каждый последовательный сумматор 308.1 - 810 13 и 14 содержит регистр 18, предназначенный для хранения промежуточных значений суммы ипереноса, блок 19 формирования сигналов суммы и переноса, входы 20 -22 слагаемых, предназначенные для поступления последовательных кодов слагаемых начиная со старшего разряда,и выход 23 суммы последовательногосумматора. 40Динамический регистр 3 предназначен для запрещения поступления на а,Ь,а,Ь, а,Ь аЬ, а, Ь, аЬ,Результат произведения получается при сложении всех столбцов полученных частичных произведений разрядов,входы последовательных сумматороводного из двух произведений одноименных разрядов сомножителей, причемвыход каждого (+1)-го разряда динамического регистра 3 соединен с 1-ымвыходом динамического регистра 3.1Элементы 4 и 5 задержки предназначены для задержки на один такт по 1следовательно поступающих разрядовмножимого и множителя соответственно,а элементы 9-12 задержки предназначены для задержки на два, один, че -тыре и три такта соответственно выходных сумм частичных произведенийпоследовательных сумматоров 8.6;8.7, 8.9 и 8.10,Последовательные сумматоры 8.18.10, 13 и 14 предназначены для сложения трех последовательных кодовзолотой пропорции, начиная со старшихразрядов (в соответствии с правилами фибоначчиевой арифметики),Блок 19 формирования сигналов суммы и переноса может быть реализованна постоянном запоминающем устройстве, программируемой логическойматрице или наборе дискретных логических элементов по существующей методике в соответствии с заданной таблицей.Сущность умножения последовательных кодов золотой пропорции заключается в следующем. В общем виде получение произведения двух кодов А и Вможно представить как сумму частичных произведений вида П = С. А Ь1-"1где Ь - значение 1-го разряда сомножителя В д - номер разряда, т=1,2,Зп п - разрядность,1Произведение двух кодов можнопредставить и в следующем виде: а,ЬатЬа,Ь а., ЬаЪ Коды сомножителей поступают последовательно старшими разрядами вперед.Ниже приведена диаграмма, которая отражает последовательность получения частичных произведений.чальной устано пает единичный гд соот еениетв ющее частич о ки ус ение при поступ азрядов сомно:.а а пост роизв сигнал,ры 1-38.1 -ояние. котор 0 и посл 8.10, рвыхй; авлив еги едоват 13 и 1 снятия и на в еля по ьные сумматор в нулевое сос щие частичныепри поступлеазрядов сомносоответствую произведения нии вторых р После танов множи сигнала начальнойоды 15 и 16 множим ел тупают после ательные азрядами 25 кодывпере етствующие частичныеведения при поступленииазрядов сомножителей.зом, за и тактов полутичные произведенияомножителе"я и получа омножителе ар ого тактового имряды множимого зат 4 задержки и в стра 2 последова иходом пер и Т им обрвсе чарядов пулЬса старшие раписываются в элемепервый разряд регительного приближе ются-х ра Для частич иметьи.емыхеобх углов" имо енных л ножимого, а ых произведени и посл ательно соед ого 40 мента разрядов а,Ь,И 7,10,С приходомпульса второйзаписывается в с выход ов второго азряд к элемент им- го да множим 4 задержк стра 2 по слейряд региближенжителя и во второидовательного ельного сум формируется я, а вто аписывае о второи матора дляпоследоватизведения.Посл едоумножения слагаемьный код я разряд кода мнв элемент 5 задразряд регистрприближения мнпотенциал уста езультата и ежки и 1 посл тво едовательног Единичный ательное устр аботает следу рася на перв авл последовательных сумматора. На пе - вые входы сумматоров поступают частичные произведения одной стороны "угла", на вторые входы - другой стороны "угла", На третьи входы последовательных сумматоров поступают выходы сумм из предыдущего сумматора. С каждым тактом (по мере поступления очередных разрядов слагаемых) происходит одновременный сдвиг промежуточных сумм последовательных сумматоров, причем и последовательных сумматоров разбиты на к последовательных ветвей. Выходы первых к сумматоров поступают на последовательный сумматор для к слагаемых, причем выход каждого -го последовательного сумматора (к) задерживается на (1-1) такт.На выходе последоват множителя - в элемент 5 задержки впервый разряд регистра 1 последовательного приближения множителя.В первый разряд динамического регистра 3 записывается единица. Выход каждого (+1)-го разряда динамическрегистра 3 соединен с х-ым выходомдинамического регистра 3. На входыэлементов И 6.10 и 7.10 поступаютзначения старших разрядов множимогои множителя. На третьем входе элемента И 6.10 присутствует нулевойпотенциал с первого выхода динамического регистра 3. На второй вход последовательного сумматора 810 поступает значение произведения старших14447выходе динамического регистра 3. На элементе И 6.10 формируется произведение аЬ,первого разряда множителя на второй разряд множимого, на элементе И 7.10 формируется произведение а,Ьвторого разряда множителя на первый разряд множимого, на элементе И 7.9 формируется произве- дениЕаЬ вторых разрядов множимого 10 и множителя. Произведения разрядов сомножителей с выходов элементов И 6.10 и 7.10 поступают на первый и второй входы последовательного сумматора 8.10, а с выхода элемента И 79 - на второй вход последовательного сумматора 8.9.С приходом третьего тактового импульса третий разряд кода множимого записывается в элемент 4 задержки и 20 втретий разряд регистра 2 последовательного приближения, а третий разряд кода множителя записывается в элемент 5 задержки и в третий разряд регистра 1 последовательного прибли жения. Единичный потенциал устанавливается на первом и втором выходах динамического регистра 3. На выходах элементов И 6.10; 6.9; 7.10; 7,9 и 7.8 получаются произведения разрядов сомножителейаэЬ, а э Ь;а,Ьэ; а, Ъэ: аэ Ьэ которые поступают на входы соответ 35 ствующих последовательных сумматоров 8.10, 89 и 8.8..В следующем такте на элементах И 6.10; 6.9 у 6.8; 7.10; 7.9; 7.8 и 7.7 формируются произведения разрядов следующего "угла"а 4 Ь,; а Ь; а Ьэ 1а,Ь 41 аЬд, а, Ьд, аЬ 4 1которые поступают на соответствующие 45 входы последовательных сумматоров 8.8; 8.10; 8.9 и 8,7.1В остальных тактах происходит аналогичное формирование "угловф и сложение их значений с содержимыми последовательных сумматоров 8.10-8.1,Частичные произведения с выходов последовательных сумматоров 8.10-8.6 через соответствующие элементы 9-12 задержки поступают на входы последовательных сумматоров 13 и 14, в результате чего на выходе последова 54 6тельного сумматора 14 формируется последовательный код произведения.Последовательные сумматоры работают следующим образом.При поступлении слагаемых на вхо,ды 30-32 блока 19 формирования сигналов суммы и переноса и сигналов с выходов регистра 18 на входах 24-29 блока 19 формирования сигналов суммы и переноса на его выходах 33-39 Формируется код, формирование котов 1рого характеризуется данными привеФ денными в табл.3. Код с выходов 33-39 блока 19 формирования сигналов суммы и переноса поступает на соответствующие входы регистра 18 и при поступлении синхроимпульса на тактирующий вход сумматора записывается в регистр 18.Таким образом, в следующем такте происходит сложение следующих разрядов слагаемых с состоянием регистра 18,Более подробно работа последовательного устройства для умножения показана на примере умножения двух кодов А = 1001101001 и В = 1010000110, приведенном в табл.1-3,Формула изобретения1. Последовательное устройство для умножения, содержащее статический регистр последовательного приближения множителя, динамический регистр, группу из и элементов И (и - разрядность множителя), р последовательных сумматоров (1 6 р ( и), причем вход множителя устройства соединен с информационным входом статического регистра последовательного приближения множителя, выход -го разряда которого соединен соответственно с первым входом х-го элемента И (х=1, ,и) первой группы, второй вход которого соединен соответственно с выходом х-го разряда динамического регистра, вход синхронизации которого соединен с входами синхронизации статического регистра последовательного приблежения множителя, р последовательных сумматоров и входом синхронизации устройства, вход начальной установки которого соединен с входами начальной установки динамического регистра, статического регистра последовательного приближения множителя и р после444154довательных сумматоров, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены статический регистр последовательного приближения множимого,вторая5 группа из п элементов И, шесть элементов задержки и и-р+2 последовательных сумматоров, причем вход множимого устройства соединен с входом первого элемента задержки и информационным входом статического регистра последовательного приближения множимого, выход -го разряда которого соединен соответственно с первым входом -го элемента И второй группы, второй вход которого через второй элемент задержки соединен с входом множителя устройства, вход логической единицы которого соединен с информационным входом динамического регистра, выход первого элемента задержки соединен, с третьим входом каждого д-го элемента И первой группы, выход которого соединен соответст венно с первым информационным входом д-го последовательного сумматора, второй информационный вход кото- . рого соединен соответственно с выходом д-го элемента И второй группы, выходы первого и второго последовательных сумматоров соответственно через третий и четвертый элементы задержки соединены с первым и вторым информационными входами (и+1)-го по 35 следовательного сумматора, третий ин - формационный вход которого соединен с выходом (и+2)-го последовательного сумматора, первый и второй информационные входы которого соединены со- щ ответственно с выходами пятого и шестого элементов задержки, входы которых соединены соответственно с выходами четвертого и пятого последовательных сумматоров, выход третьего 45 последовательного сумматора соединенс третьим информационным входом (и+2)-го последовательного сумматора, выход 1 -го последовательного сумматора (-бп) соединен соответственно с третьим информационным входом -5)-го последовательного сумматора, третий информационный вход кажпого 1-го последовательного сумматора соединен с входом логического нуля устройства, выход результата которого соединен с выходом (и+1)-го последовательного сумматора, входы синхронизации статического регистра последовательного приближения множимого и каждого из и-р+2 последовательных сумматоров соединены с входом синхронизации устройства, вход начальной установки которого соединен с входами начальной установки статического регистра последовательного приближения множимого и кажпого из п-р+2 последовательных сумматоров.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что последовательный сумматор содержит регистр и блок формирования сигналов суммы и переноса, причем входы синхронизации и начальной установки последовательного сумматора соединены соответственно с входами синхронизации и начальной установки регистра, первый, второй, третий, четвертый,пятый,шестой и седьмой информационные входы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым выходами блока формирования сигналов суммы и переноса, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами регистра, седьмой выход которого соединен с выходом последовательного сумматора, первый, второй и третий информационные входы которого соединены соответственно с седьмым, восьмым и девятым входами блока формирования сигналов суммы и переноса.