Арифметическое устройство

О П И С А Н И Е р 542993ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лнительное к авт. свид М. 1 хл. 7.73 (21) 1944501 Заявл,3 нием заявкиисоед Государственны комит Совета Министров ССС по делам изобретений(23) ПриоритетОпубликовано 15.01.77. Бюллетень2 Дата опубликования описания 07.02.77. Ухан М, Ачкасов, Е, М. Лунев и Л вательский институт автомат институте автоматизированньи радиоэлектроники Научно-иссл при Томско омехани равлени и эле истем СТРОЙ СТВО(54) АРИФМЕТИЧЕ Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для выполнения математических операций, и может быть использовано при построении специализированных процессоров высокой производительности.Известное устройство для вычисления квадратного корня, содержащее регистры корня и подкоренного выражения, а также анализатор кодов, имеет низкое быстродействие, операция выполняется в нем за (и - 1)2 тактов 1. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее сдвигающий регистр, выходы разрядов которого через первую группу элементов И, другие входы которых подключены к шине управления, соединены со входами двух регистров сомножителей, выходы разрядов которых подключены ко входам матрицы умножения на сумматорах, соответствующие выходы которой соединены со входами регистра произведения и регистра подкоренного выражения 2. Для этого устройства характерным является то, что операция производится как операция вычисления цифр результата, начиная с младшего разряда за (и - 1) (6+2) цикла, а быстродействие его недостаточно для высокопроизводительного процессора. Целью изобретения является увеличение быстродействия. В описываемом устройстве это достигается тем, что в нем инверсный выход -го разряда регистра подкоренного выраже нпя соединен через элемент И - ИЛИ с первым входом -го сумматора последнего ряда матрицы умножения, а прямой выход -го разряда регистра произведения через другой элемент И - ИЛИ соединен со вторым входом 10 этого сумматора, выходы разрядов сдвпгающего регистра через вторую группу элементов И, другие входы которых соединены с шиной упраьления и соответствующим выходом матрицы умножения, подключены к другим 15 входам регистров сомножителей,На чертеже представлена функциональнаясхема описываемого устройства.Сдвигающий регистр 1 через группу элементов И 2 соединен со входамп двух регистров 20 сомножителей 3, а через группу элементовИ 4, зругие входы которых подключены к соответствующим выходам матрицы умножения 5 на сумматорах, соединен с другими входами регистров 3, а выходы регистров 3 соеди иены со входами матрицы умножения 5, соответствующие выходы которой соединены со входами регистра произведения 6, прямой выход 1-го разряда регистра произведения соединен со входом элемента И - ИЛИ 7, инверсный выход -го разряда регистра подкоренного выражения 8 соединен со входом элемента И - ИЛИ 9, выходы элемента И - ИЛИ соединены с соответствующими входами сумматора 10, выход старшего разряда которого соединен со входом 11 элемента И, Кроме того, в устройстве имеются шины управления 12 и 13, шина переноса старшего разряда сумматоров 14 и шина управления 15.В режиме умножения сдвигающий регистр 1 установлен в нуль, в регистры 3 занесены сомножители, Сумматоры матрицы 5 суммируют частичные произведения, на шину 13 подается 0, и последний ряд сумматоров 10 формирует окончательный результат, который заносится в регистр 6,Извлечение корня производится методом обратного поиска, т, е. последовательным подбором цифр сомножителей; начиная со старшего разряда за п циклов, где и - разрядность результата. В этом режиме в регистр 8 заносится подкоренное выражение, регистры 3 очищаются, в первый разряд регистра 1 заносится 1, После подачи импульса установки на шину 12 в оба регистра 3 заносится 1 и происходит возведение в квадрат числа 0,100 О. В конце первого полуцикла произведение записывается в регистр 6, на шину 13 подается сигнал разрешения сравнения, при агом по входам сумматора 10 подключаются произведение и инверсия подкоренного выражения. Результатом сравнения является сигнал на шине переноса старшего разряда 14. Если он равен 1, то квадрат предполагаемого результата больше подкоренного выражения, и в данном разрязе результата должен быть 0. По приходу на шину 15 импульса установки в данный разряд регистра 3 заносится 0, если перенос равен 1, если же он равен 0, то в нем остается записана 1. На этом первый цикл заканчивается, 1 сдвигается в следующий разряд регистра 1 и повторяется та же процедура. Через и циклов результат оказывается записан в регистрах 3,Как видно из описания работы, сущностьулучшения заключается в том, что для повы.шения быстродействия вычисление цифр корня производится, начиная со старшего разря да, с помощью умножителя, содержащего матрицу сумматоров, элементы которого используются и в качестве анализатора цифр, Применение матричной схемы позволяет сделать арифметическое устройство быстродействую щим, многофункциональным и однородным поструктуре, что особенно важно при серийном производстве. Формул а изобретения15Арифметическое устройство, содержащеесдвигающий регистр, выходы разрядов которого через первую группу элементов И, другие входы которых подключены к шине управ ления, соединены со входами двух регистровсомножителей, выходы разрядов которых подключены ко входам матрицы умножения на сумматорах, соответствующие выходы которой соединены со входами регистра произведения 25 и регистра подкоренного выражения, о т л ич а ю ще е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем инверсный выход 1-го разряда регистра подкоренного выражения соединен через элемент И - ИЛИ ЗО с первым входом 1-го сумматора последнегоряда матрицы умножения, а прямой выход 1-го разряда регистра произведения через другой элемент И - ИЛИ соединен со вторым входом этого сумматора, выходы разрядов сдви гающего регистра через вторую группу элементов И, другие входы которых соединены с шиной управления и соответствующим выходом матрицы умножения, подключены к другим входам регистров сомножителей.40 Источники, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР М 301702,М. Кл.- 6 06 Р 7/38, 1968.2. Авторское свидетельство СССР Мо 326576, 45 М. Кл." б 06 Г 7/38, 1968.542993 Составитель Ь. БелкинТехред Е. Петрова Редактор Л. Тюрина Корректор Т, Добровольская Заказ 1034 Изд.101 Тираж 899 Подисос ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскаяаб., д. 4/5