Матричное вычислительное устройство

(21) (22) (46) (71) в эн 3792374/24-2405,07.8423.05.86.Бюл, ФИнститут проблергетике АН УССРЛенина политехн моделировани Львовский о ескии инстит дена нскогА,Гулник,им. Л (72) омсомо в, А.И.СтаМ.Чаплыга к,ИВ.КедФ,Е.Ли ровски (53) 6 (56) А1032 Пу ков Млител ади СционалПрепримики,рис,ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 81.325 (088,8)вторское свидетельство СССР 455, кл. С 06 Г 7/552, 1983, ов Г,Е Евдокимов В.Ф., Синь- В, Разрядно-аналоговые вычисные системы, - М.: Советское1978, с.13-35.сюк А.И. Однородные многофункьные матричные процессоры.нт АН УССР. Ин-т электродина- У 351. - Киев, 1983, с.38БОЫ 314(54) МАТРИЧНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙ СТВО(57) Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет вычдслять зависимость вида д = .ГЬ/а.Устройство содержит и сумматоров-вычитателей первой группы, (и) сумматоров вычитателей второй группы, и сумматоров, (и) мультиплексоров, где дд - разрядность представления информации. Результат вычисления формируется поразрядно на выходах знаковых разрядов соответствующих сумма торов-вычитателей первой группы.1 ил41 зпы, и сумматоров 2, (и) мультиплексоров 4, вход 5 первого аргумента,вход 6 второго аргумента и выходразрядов 7 .=1,2,3 и) результата устройсва,Работа устройства для реализациизависимости вида 12331 1 Ь а4К 4 а Ьа = Ь9 (4) Ч (91а ча 9(911, ЬО Тогда значение первого компоненЮ 40 та М искомого вектора М определяется как9ч 12 Д (91Ф а = а- 1,са О искомого век(6) ч (1(О, Ь "О Изобретение относится к вычислительной технике и может быть примерно автономно или в качестве спецпроцессора в комплексе с цифровой вычислительной машиной или в многопроцессорных вычислительных системах для оперативного вычисления функциональных зависимостей и увеличения производительности вычислений всей системы в целом.Целью изобретения явх(яется расширение функциональных воэможностей устройства.На чертеже представлена функциональная схема устройства для случая, когда и = 5 (и - разрядность представления информации).- разрядные матрицы, представляющиесобой разрядное изображение чисела и о(, соответственно при и = 4,в общем случае значение каждого .-го происходит следующим образом, Запишем в разрядной форме выражение (1) как9 чЬ - а 9 ге(= О, (2)2 г,- гО = Гд, О, О, О";0 =М 9 о 99 М 9 о - РаЗРЯДНЫЕ векторы, представляющие собой разряд. ное изображение чисел д, О, (6 соответственно;0(,а в;(орого компонента М тора м - по выражениюч (9,, 2 2 а + 2 За,сч=пает на первые информационные входы всех мультиплексоров 4 и со сдвигом на один разряд в сторону млад ших разрядов на входы первых операндов второго сумматора 3 и первого сумматора-вычитателя 2 второй группы. В первом сумматоре-вычитателе 1 первой группы реализуется выражение (4), т.е, Ьхч (0 (11х а = Ь благодаря чему полученное1(,1значение о поступает на вход первого операнда второго сумматора-вычитателя 1 этой же группы, а на знаковом выходе первого сумматора-вычитателя 1 первой группы по выражению (4)образуется значение первого разрядарезультата, которое поступает на управляющие входы первого мультиплексора 4, первого сумматора-вычитателя 2 второй группы и второго суммато. ра-вычитателя 1 первой группы, Если значение 6 = 1, то значение За с второго информационного входа первого мультиплексора 4 поступает на вхо. ды вторых операндов второго сумматора 3 и первого сумматора-вычитателя 2 второй группы, второй сумматор-вычитатель 1 и первый сумматор-вычцтатель 2 соответственно первой и второй групп настраиваются на сложение, Когда ж = О, второй сумматор-вычитатель 1 и первый сумматор-вычитатель 2 первой и второй групп настраиваются на вычитание, а значение а с первого информационного выхода первого мультиплексора 4 поступает на входы первых операндов второго сумматора 3 и первого сумматора-вычитателя 2 первой группы.Далее в первом сумматоре-вычитателе 2 второй группы реализуется выражение (5), благодаря чему на его"(г 1 выходе образуется значение а , пос;тупающее на входы первых операндов третьего сумматора 3 и второго сумма тора-вычитателя 2 этой же,группы,Во втором сумматоре 3 по выражению (5)ч СЗ 3вычисляется значение а , которое 1520304050 В исходном состоянии на входы 5 и б устройства подаются соответственно значения Ь и а. После этого в схеме устройства протекает переходный процесс, после окончания которого на выходе первого сумматора 3 образуется значение За, которое поступает навторые информационные входы всехмультиплексоров 4 и хранится до момента подачи на входы 5 и б новых аргу- О ментов. Кроме того, значение а поступоступает на вход второго операнда второго сумматора-вычитателяпервой группы, Во втором сумматоре-вычитателе 1 первоц группы реализуется в соответствии с формулой (5) вы"ф(1 -ъ Д (1 ч("1ражение Ь - 2 а ь= Ь , благо"(т 1 даря чему вычисленное значение Ьс его выхода пос.тупает на вхоц первого операнда третьего сумматора-вычитателя 1 первой группы, а на входе знакового разряда второго сумматоравычитателяпо выражению (5) обраг зуется значение второго разряда результата искомого неизвестного ,гЗпначение м поступает на управляющиевходы второго мультиплексора 4,третьего сумматора-вычцтателя 1 первой и второго сумматора-вычитателя 2 второй групп. В зависимости от значения с , равного "1", "О", на выходе второго мультиплексора 4 образуется соответственно значение За и а, поступающее на входы вторых операндов третьего сумматора 3 и второго сумматора-вычитателя 2 второй группы, кроме того, третий 1 и второй 2 сумматоры-вычитатели первой и второйгрупп настраиваются на сложение иливычитание соответственно,Во втором сумматоре-вычитатсле 2второй группы по выражению (6) вы" (11числяется значение а , поступающеена входы первых операндов четвертогосумматора 3 и третьего сумматора-вычитателя 2 этой же группы, В третьем(э 1 сумматоре 3 вычисляется значение а , поступающее на вход второго операнда третьего сумматора-вычитателя 1 первой группы, а в третьем сумматоре-вычитателе 1 первой группы по выражению (6) вычисляются значение Ь"(Ч поступающее на вход первого операнда четвертого сумматора-вычитателя 1 этой же группы, и значение Я , поступающее на выход третьего разряда 7 результата и на управляющие входы третьего мультиплексора 4 и четвертого 1 и третьего 2 сумматоров-вычитателей первой и второй групп. Аналогичным образом в каждом 1-м сумматоре 3, (1-1)-м сумматоре-вычитателе 2 второй группы по выражению (6) определяются значения а и а , ана выходе 1-го сумматора - вычитателя 1 первой группы образуются по выражечнию (6) значение Ъ 1, поступающее на вход первого операнда последующего сумматора-вычитателя 1 этой же груп 1пы, и значение о(,;, поступающее на вы2334 оставитель Л,ушакое хр ед Л Ол ей н ик Редактор И,Николайчук ректор В, Бутяг 67 каэ 2771/50 ПодписноеСР ИИПИ Государственного комитета СС ло делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж-.35, Рауаская наб., д.4/ Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород ул.Проектная, 4 ход г-го разряд 7 результата и управляющие входы -го мультиплексора 4,1-го, (1+1)-го сумматоров-вычитателей 1 и 2 первой и второй групп соответственно. И, наконец, на выходезнакового разряда последнего сумматора-вычитателя 1 первой группы обраизуется значение последнего разряда м,ю Т1искомого вектора М, = в,ю к ), Опоступающее на выход последнего разряда 1 результата,Формула и э о б р е т е н и я Матричное вычислительное устройство, содержащее первую группу иэ и сумматоров-вычитателей, где п-разряд. ность представления аргументов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воз О можностей, в него введены п сумматоров, вторая группа из (и) сумматоров-вычитателей и (и) мультиплексо. ров, выход 1.-го сумматора-вычитателя первой группы соединен с входом пер; вого операнда (г+1)-го сумматора-вы,читателя первой группы (г=1,п), выход 1-го сумматора. (1=2,п) соединен со сдвигом на г-разрядов в сторону младших разрядов с входом второго операнда (г+1)-го сумматоравычитателя первой группы, выход знакового разряда х-го сумматора-вычитателя первой группы соединен с входом управления сложением-вычитанием (1+1)-го сумматора-вычитателя первой группы, с входом 1-го сумматора-вычитателя второй группы (с=1п)и с входом управления 1-годвухразрядного мультиплексора и является выходом1-го разряда результата устройства,выход знакового разряда и-го сумматоравычитателя первой группы является выходом и-го разряда результата устройства, вход первого операнда первого сумматора-вычитателя первойгруппы я.вляется входом первого аргумента устройства, вход второго аргумента которого соединен с входом пер.ного операнда первого сумматора, спервыми информационными входами всехмультиплексоров, со сдвигом на одинразряд в сторону младших разрядов свходом второго операнда первого сумматора-вычитателя первой группы, свходом первогс операнда второгосумматора и с входом первого операнда первого сумматора-вычитателя второй группы, со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов свходом второго операнда первого сумматора, выход которого соединен свторыми информационными входами мультиилексоров, выход 1-го мультиплексора подключен со сдвигом на (1+2)разряда в сторону младших разрядовк входам вторых операндов 1-го сумматора и-го сумматора-вычитателявторой группы выход которого лодключен к входам первых операндов Г-госумматора (Г =- 3 .,п) и я-го сумматора-нычитателя второй группы