Операционное устройство для суммирования произведений двух массивов чисел

ъО БР юз Советских(и 7881 О 5 циалистических ЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО(51)М. Кл. Р 7/38 рстввииый камит СССР 31 Приорите по делам изобретеии ОпУбликовано 15.12.80. Вюллртрн Щ 4 Дата опубликования описания 15.12,80. О. Антонов и Н. В. Черкасский Львовский ордена Ленина политехническик институт итель(54) ОПЕРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУММИРОВАНИЯПРОИЗВЕДЕНИЙ ДВУХ МАССИВОВ ЧИСЕЛносится к ге зике, в Изобретенсти к сейсм значено дляфильтрации, Уе 0,1бует больших разведке и преднаераций цифровой ыпоанения оп и коррел операции видах на УЦВМ где Х =,Е Х 2 ф; Х5-ф =0реализация которь трезатрат времени.Известно устройство для выполнения аналогичных операций, содержашее от 1 до 7 сек1 О ций умножения. сложения, каждая из которых включает по 2 блока умножения-сложения, Количество секций умножения. сложения перемен. ное и зависит от требуемой производительности устройства. Полный комплект оборудования .15 устройства, поэволяюший получить период синхронизации т =- 3300 нс, содержит 14 устройств перемножения двух чи"ел и 14 сумматоров, Устройство характеризуется определенной гиб. костью 1.Недостатком устройства является дороговизна оборудования.Известно операционное устройство специализированной машины лля обработки цифровых сигналов, предназначенное, в частности, для цифровой фильтрации. Оно содержит входные регистры переменной и коэффициенты ЯЧ и ЯС, умножитель, построенный по принципу многослойных построений, предназначенный для формирования разрядов часгичного проиэведе. ния и неполной суммы, преобразователь кода, вспомогательные регистры для выполнения час тичного накопления на сумматоре, вспомогательные регистры и параллельный сумматор 2,Такое операционное устройство характеризуется небольшим количеством оборудования (перемножитель и 2 сумматор), однако в нем не использованы полностью воэможности полу. чения высокой производительности обработки.Цель изобретения - повышение быстродейия устроиства.Указанная цель достигается тем,рационное устройство для суммирования произведений двух массивов чисел, содержащее дварегистра операндов, первый и второй блокиумножения, первый и второй сумматоры и трирегистра промежуточных результатов, причемвыходы регистров операндов соединены соот3 788105 ветственно со входами первого блока умноже. иия, выходы первого и второго регистров промежуточных результат подключены соответствен. но ко входам первого сумматора, выход которого соединен со входом третьего регистра промежуточных результатов, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, в него введены четыре блока промежуточной памяти и регистр результата, причем входы бло. ков промежуточной памяти соединены с выходами первого блока умножения, а выходы - с соответствующими входами второго блокаумножения, выходы которого подключены ко входам соответственно первого и второго регистров промежуточных результатов, вход ре гистра результата подключен к выходу второго сумматора, а выход является выходом устройства и соединен со вторым входом второго сумматора.Повышение производительности операционно- го го устройства достигается разделением перемножителя на две части промежуточной памятью и совмещением за счет этого операций во времени, Пока первой частью многослойных пост. роений отрабатывается и-я лара операндов, по. ступившая на входные регистры, второй частью многослойных построений отрабатывается (и) -я пара операндов, а сумматор производит ускоренное суммирование поразрядных сумм и переносов (и)-й пары операндов. В накопительном сумматоре происходит суммирование результатов умножения (и)-й и (и) пары операндов.На чертеже представлена функциональная схема, операционного устройства.Операционное устройство для обработки массивов чисел содержит регистр опреанда 1 числа35 Х, регистр 2 операнда числа У, первый блбк 3 умножения, блоки 4 и 5 промежуточной памяти (для эаломинания двух двоичных чисел поразрядных сумм), блоки 6 и 7 промежуточной памяти40 (для запоминания двух двоичных чисел поразрядных переносов), второй блок 8 умножения, первый регистр 9 промежуточных результатов, второй регистр О промежуточных результатов, первый сумматор 11, третий регистр 12 промежу. точных результатов, второй сумматор 13, регистр 14 результата.Работа устройства начинается с одновременно. го поступления на входы регистров 1 и 2 двух чисел, соответствующих перемножаемым массивам, которые далее подаются на первый блок 3 О умножения. Результаты отработки первого блока умножения запоминаются на блоках 4 - 7 и посту. пают на второй блок 8 умножения,В результате отработки блока 8 получаются два двоичных числа поразрядных сумм и переносов, которые 5 запоминаются регистрами 9 и 10 и далее сум. мируются на первом сумматоре 11. Результат суммирования записывается в регистр 12 и посту 4пает на второй сумматор 13, предназначенный для суммирования числа, записанного в регист. ре 12, с числом, записанным ранее в регистр 14, т.е. происходит накопление результата.Таким образом, если первый блок 3 умножения обрабатывает два числа, поступающие в такте и, то второй блок 8 умножения обрабатывает два числа, пришедшие в такте и - 1, сумма. тор 11 проводит суммирование порязрядных сумм и переносов, полученных блоками умножения для двух чисел, пришедших в такте п, а второй сумматор 13 - суммирование резуль. тата умножения двух чисел, поступивших в устройство в такте ис результатом умножения двух чисел, пришедших в такте п.Время выдачи результата равно времени отработки любого иэ блоков 3, 8, 11 или 13. Максимальная производительность и оптимальная загрузка оборудования получается приТа= токарь= то 1 ря тотри тотр 1 з где Т - период выдачи результатов;Вт - время отработкитого узлаОТР(1 = 3 8, 11, 13).Операционное устройство, построенное по предлагаемой схеме, позволяет вдвое повысить производительность обработки по сравнению с известным за счет совмещения операций во времени, Если в известном устройстве совмеше. ны во времени операции только двух частей схемы, то в предлагаемом операционном устройстве возможно совмещение во времени опера. ций во всех 4-х частях устройства. Формула изобретенияОперационное устройство для суммирования произведений двух массивов чисел, содержащее два регистра операндов, первый и второй блоки умножения, первый и второй сумматоры и три регистра промежуточных результатов, причем выходы регистров операндов соединены соответственно со входами первого блока умножения, выходы первого и второго регистров про. межуточных результатов подключены соответ. ственно ко входам первого сумматора, выход которого соединен со входом третьего регист. ра промежуточных результатов, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены четыре блока промежуточной памяти и регистр результата, причем входы блоков промежуточной памяти соединены с выходами первого блока умножения, а выходы - с соответствуюши. ми входами второго блока умножения, выходы которого подключены ко входам соответственно первого и второго регистров промежуточных результатов, вход регистра результата подключен к выходу второго сумматора, а выход яв788105 оставитель Н. Изехред И. Асталош Корректор Е.Подписное Нанки то ираж 75 256ВНИИПИ Гпо делам113035, Мо ак дарственного ко мите зобретений и открытиа, Ж, Раушская н, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ляется выходом устройства и соединен со вто.рым входом второго сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Еп 9 пеегп 9 Яиррогт Мапце 1 Сг Е.З Сопт -гоПег Моде 8291, 8491 Хегох Оата Яустегпа 6пс, 902313 А, Масут, 1970, Ноиатоп, Техаа,ОЗА,2. Специализированная машина для обработ.ки цифровых сигналов. - "Экспресс-информа.ция", Вычислительная техника, 1976, Иф 20,с. 31 (прототип),