Устройство для умножения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(43) Опублиновано 0511.77 Бюллетень4 Г 44 РДЭРЭтэЭЭЭЯЭ Ээаотэт Воэота МоэоотРоэ СООР вэ дэаои Эзобрэтэво 4 открытой,1 1.7 ания оп ис аии 72) Авторы изобретения Рейхенберг и Р. Я. Шевченк 3) Заявите 4 ОйстВО для ут 4 ножени В таком устройстве невозможно выполие операции умножения,Наиболее близким решением к изобретению является специализированное ариф метическое устройство, содержащее первый и второй регистры сдвига, выходы которых соответственно соединены со входами первого и второго суммато-, ров-вычитателей, выходы которых соответственно соединены со входами этих регистров сдвига. Выход третьего реч.стра сдвига соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя 2.е устройство имеет недостаточное родействие. онк 25 Такобыст Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и мо жет найти применение для аппаратной реализации операции умножения в различных системах автоматики, управления, измерения й контроля.Известно двоичное устройство деле ния, содержащее дна одноразрядных сумматора-вычитателя, три регистра сдвига, блок формирования констант, блок анализа знака, блок анализа схо димости, блок сброса и блок управления11. Целью изобретения является повышение быстродействия.Цель достигается тем, что предложенное устройство дополнительно содержит блок анализа сходимостн, блок фор,мирования констант и блок управления,вход которого соединен с первым выходом блока анализа сходимости, второй выход которого соединен со входами управления сумматоров-вычитаФелей, Второй выход второго регистрасдвигИ соединен со входом блока анализа сходимости. Выход третьего регистра сдвига соединен со своим входом. Выход блока формирования констант соединен со вторым входом второ.го сумматора-вычитателя, а выходы блока управления - с управляющими входами регистров сдвига и входом блокаформирования констант,На чертеже представлена структурная схема устройства для умножения,Устройство содержит одноразрядныесумматоры-вычитатели 1 и 2 комбинациного типа, регистры сдвига 3-5, блоформирования констант 6, блок анализа сходимости 7 и блок упраэления 8.Выходы первого и второго регистровсдвига 3 и 4 соединены с первыми входами суюаторов-вычитателей 1 и 2 со=опри Х )О лри Х СО Цикл вычисления выполняется итерационным путем и состоит из п +1 итераций, где п -число разрядов одного из сомножителей. Каждая итерация вычисляется последовательно за п + п тактов, где т - число дополнительных разрядов для компенсации погрешности усечения чисел при сдвиге.бОУстройство работает следующим образом.Первоначально в регистр сдвига 3 заносится нулевое значение, в регистр сдвига 4 - значение сомножителя Х, в 65 ответственно, Выходы которых соединены соответственно со входами этих регистров, выход третьего регистра сдвига 5 соединен со своим входом и вторымвходом сумматора-вычитателя 1, На вто 5рой вход сумматора-вычитателя 2 подсоединен выход блока формирования констант. Второй выход регистра сдвига 4соединен со входом блока анализа сходимости, первый выход которого соединен со входом блока управления, а вто 10рой - со входами управления сумматороввычитателей 1 и 2. Выходы блока управления соединены с управляющими входами регистров сдвига 3-5 и входом блока формирования констант.В качестве блока формирования констант вида 21 может быть использовано одностороннее запоминающее устрой,ство или рециркуляционный регистрсдвига с логическим управлением . 20Блок анализа сходимости предназначен для анализа сходимости процессавычисления и определения на каждойитерации очередной цифры псевдочастного с 1 . Блок анализа сходимости содержйт цифровую схему сравнения, дватриггера и логические элементы.Блок управления содержит генератортактовых сдвигающих импульсов, счетчик и логические элементы. 30Входами устройства для умноженияявляются входы ячеек разрядов регистра сдвига 4 для сомножителя Х и входыячеек разрядов регистра сдвига 5 длясомножителя У. Выходом устройства являются выходы ячеек разрядов регистрасдвига 3,Процесс операции умножения основанна одновременном решении системы разностных рекуррентных соотношений, например, для двоичной системы счисления: регистр сдвига 5 - значение сомножителя У. В любой итерации с выхода блока управления выдается серия тактовых сдвигающих импульсов для сдвига содержимого регистра сдвига 5, а также продвижения содержимого регистров сдвига 3 и 4 Н подачи очередной константы вида 2 4 из блока формирования констант на входы сумматоров-вычитателей 1 и 2.Результаты каждой итерации записываются с выходов сумматоров-вычитателей 1 и 2 младшими разрядами вперед в освобождающиеся при сдвиге старшие разряды регистров сдвига 3 и 4 и продвигаются в сторону младших разрядов. В конце каждой итерации определяется очередная цифра 1 . При о = 1 сумматор-вычитатель 1 работает в режиме сложения, а сумматор-вычитатель 2 ,В режиме вычитания, при П,-1 соответственно в режиме вычитания и сложения. После выполненияи +1 итераций или при равенстве содержимого регистра сдвига 4 нулю в регистре сдвига 3 находится значение произведения ХУ. Для подавляющего большинства значений сомножителей итерационный процесс сходится на итерации, номер которой меньше й . В этом случае с первого выхода блока анализа сходимости выдается сигнал останова, и блок управления перестает выдавать тактовые сдвигающие импульсы на следующей итерации. Благодаря асинхрон-, ному режиму работы быстродействие устройства повышается примерно вдвоеМаксимальное время выполнения операции умножения втактах равноТ пф 4)Увеличение быстродействия достйгается за счет применения блока анализа сходимости процесСа.Формула изобретенияУстройство для умножения, содержащее первый и второй регистры сдвига, выходы которых соответственно соединены со входами первого и второго сумматоров-вычитателей, выходы которых соответственно соединены со входами этих регистров сдвига, выход третьего регистра сдвига соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит блок анализа сходимости, блок формирования констант и блок управления, вход которого соединен с первым выходом блока анализа сходимости, второй выход которого соединен со входами управления сумматоров-вычи57615 Составитель В. КривягоТехред С.Беца Корректор М.Демчик Редактор Л. Утехина Заказ 4396/45 Тираж 818 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП ффПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тателей; второй выход второго регистра сдвига соединен со входом блокаанализа сходимости; выход третьегорегистра сдвига соединен со своимвходом; выход блока формирования констант соединен со вторым входом второго сумматора-вычитателя, а выходыблока управления - с управляющими входами регистров сдвига и входом блокаформирования констант. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Р 497585, кл. 6 06 Р 7/39, 2.01.74.2. Байков В. Д., Смолов В. Б. Операционное устройство. фАппаратурная реализация элементарных функций в ЦВМ, Л., Издат. Ленинградского университета, 1975 г., стр. 71-72, фиг. 22-5 а.