Устройство для умножения двоичных чисел

(19) 01) 151) а С 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ности,схем. Ц кращени ства пр количеС жителях количес ров мир Уст носится к вычис может быть истических устрой(56) Карцев М,А Брик В.А, Вычислительные системы и синхронная арифметика.-М.: Радио и связь, 1981, с. 174.Авторское свидетельство СССР )1 732869, кл. С 06 Р 7/52, 1977(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕБИ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение отлительной технике ипользовано в арифмествах ЦВМ при реализации их, в наств виде больших интегральных ель изобретения состоит в сои аппаратурных затрат устрой- и больших значениях и где ив тво двоичных разрядов в сомно) за счет сокращения общего тва сумматоров в блоках формиания частичных произведений и сумования их только в пряьих кодах, ройство для умножения двоичных чисел содержит регистры множителя 1 и множимого 2, блоки 3, 4 формирования частичных произведений, блоки 5, 6 формирования вспомогательных сумм, блоки 7, 8 суммирования частичных произведений н блок 9 вычитания часТтичных произведении, 1 ил.Изобретение относится к вычислительной техникЕ и предназначено дляиспользования в арифметических устройствах ЦВГ при реализации их, например, в виде больших интегральных схем,5Цель изобретения состоит в сокрацегпгп аппаратурных э атрат устройствапрц больших значениях и ( где и - количество двоичных разрядов в сомцожгтелях), 0На чертеже представлена структурная схема для умножения двоичцьгх чи-,сел,Устройство содержит регистры 1 и2 множителя и мцожимого, блоки 3 и 4 15формирования частичных произведениИ,блоки 5 и 6 формирования вспомогательцых сумч, блоки 7 ц 8 суммированиячастичных произведений, блок 9 вычитания частичных произведений, Выходы 20регистра 1 множителя разделегы напервую часть0 выходов, соответствующую младшим двоичным разрядам, вторуючасть 11 выходов, соответствующую средним двоичным разрядам, и третью часть 12 выходов соответствующую старшим двоичным разрядам множителя, Выходы регистра 2 мцожимогоразделены соответственно на первую13, вторую 14 и третью 15 части, соответствующие младшим, средггим и старшим двоичным разрядам множимого, Первый блок 3 Формирования частичных произведений содержит первую группу входов, состоящую иэ трех частей 16-18,вторую группу входов, состоящую иэтрех частей 9-21, и выходы, разделенные ца три части 22-24, Второйблок 4 формирования частичгых произведений также содержит первую гРуппувходов, состоящую иэ трех частей 2527 вторую группу входов, состоящуюиз трех частей 28-30, и выходы, раэделегцгые ца три части 31-33, Первыйблок 5 Формирования частичных суммсодержит входы, разделенные на тричасти 34-36, ц выходы, разделенные на.трц части 37-39, Второй блок 6 формирования вспомогательных сумм содержит входы, разделенные ца три части40-42, и.вьгходн, разделенные на тричастц 43-45, Первый блок 7 суммирования гастичых произведений содержитвходы, разделенные на три части 4648 и выходы разделенные на три часг55ти 49-51, Блок 9 вычитания частичныхпроизведений содержит первую группувходов, разделенную на три части 5254, вторую группу входов, разделенную на три части 55-57, и выходы, разделенные на три части 58-60, Второйблок суммирования частичных произведений имеет шесть групп 61-66 входов, соответствующих слагаемым - частичным произведениям, в которых весамладших двоичгых разрядов равгы 2округленное до ближайшего большегоцелого, Выходы 67 блока 8 являются выходами устройства,Устройство работает следующим образом,Второй блок 8 суммирования частичных произведений осуществляет суммирование шести слагаемых - частичных произведений с учетом веса младших разрядовэтих слагаемых в соответствии с выражением АВ=а,Ь,2 +а Ь 2 + а Ъ,24 + С,2 + С 2"++С 2 , где А и В - множимое и множитель;а а, а - т - разрядгые двоичные числа, соответствующие младшей, среднейи ст аршей частям двоичных р аз рядовмножимого;Ь Ь , Ь г-ш - разрядные двоичныечисла, соответствующие младшей, средней и старшей частям двоичных разрядов множителя,С, С, С - ( 2 ш+1) - разрядныечастичные произведения, сформированные ца первой 58, второй 59 и третьей60 частях выходов блока 9 вычитаниячастичных произведений, Частичные произведения С, С, С э представляют собой разность между двоичными числами - уменьшаемыми, поданными на первую 52, вторую 53 и третью 54 частивходов первой группы входов блока 9,и двоичными числами - вычитаемымн,поданными на первую 55, вторую 56 итретью 57 части входов второй группы входов этого блока, Уменьшаемые,подаваемые на входы 52-54, представляют собой (2 п 1+2) - разрядные произведения сумм (а,+а ), (Ь,+Ь ), (а +а )гХ(Ьт+Ь З) и ( а,+а (Ь, +Ь , причем (т 4 1)разрядные суммы ( а,+а г), (а+а ) и (я+а з)образуются на выходах 37-39 первогоблока 5 формирования вспомогательныхсумм, суммы (Ь,+Ь ), (Ь+Ь 4) и (Ь,+Ь )образуются на выходах 43-45 второгоблока 6 формирования вспомогательныхсумм, а ( 2 ш+2) - разрядные произведе-.ния образуются на выходах 31-33 второго блока 4 формирования частичныхпроизведений, Вычитаемые, подаваемыена выходы 55-57 блока 9 представляютсобой (2 ш+1) - разрядные суммы произведений (а,Ь+а,Ь)(агд,+аЬэ) и ( а, Ь, + а Ь )причем суммы произ ведений формируются на выходах 49-51 первого блока 7 суммированя частичных5 произведений, а 2 ш - разрядные произведения а,Ь аЬ, и а Ь,- на вьходах 22-24 первого блока 3 формирс вания частичных произведенийРазности СС и Сз никогда не принимают отрицательные значения, так как уменьшаемые всегда больше или равны вычитаемым. Поэтому в устройстве нет необходимости в использовании обратных или до полнительных кодов для представления отрицательных чисел. Формул а из обретения20Устройство для умножения двоичных чисел, содержащее регистры множимого и множителя, первый и второй блоки формирования частичных произведений, первый и второй блоки суммирования 25 частичных произведений, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат при больших значениях и (где п - количество двоичных разрядов в каждом из сомножите О лей), в него внедены первый и второй блоки формирования вспомогательных сумм и блок вычитания частичных произведений, содержащий первую и вторую группы входов, причем выходы регист 35 ров множимого и множителя разделены на три части, первые части ныходов этих регистров соответствуют ш младшим двоичным разрядам множимого или множителя ( где ш=п/3, округленное до ближайшего большего), вторые части выходов соответствуют ш средним двоичным разрядам, третьи части. выходов соответствуют остальным, старшим двоичным разрядам множимого или множителя, входы первой и второй групп входов первого и второго блоков формиро" вания частичных произведений, а также их выходы разделены на три части, причем на первой части выходов каждого иэ этих блоков формируется произведение двоичных чисел, состоящих из двоичных разрядов, поданных на первые части входов первой и второй групп Входов каядого из этих блоков на 55 Второй части выходов формируется произведение двоичных чисел, состоящих из двоичных разрядов, поданных на вторые части входов первой и второй групп входов каждого из этих блоков, на третьей части выходов формируется произведение двоичных чисел, состоя-, щих из двоичных разрядов, поданных на третьи части входов каждого из этих блоков, входы и выходы первого и второго блоков формирования нспомогательных сумм и первого блока суммирования частичных проиэнедений разделены на три части, причем на первой части выходов каждого иэ этих блоков формируется сумма двоичных чисел, состоящих иэ двоичных разрядов, поданных на первую и вторую части входов каждого из этих блоков, на второй части выходов формируется сумма двоичных чисел, состоящих из двоичных разрядов, поданных на вторую и третью части входов каждого из этих блоков, на третьей части выходов формируется сумма двоичных чисел, состоящих из двоичных разрядов, поданных на первую и третью части входов каждого из этих блоков, входы первой и второй групп входов и ныходы блока вычитания частичных произведений разделены на три частипричем на первой части выходов этого блока формируется разность между двоичным числом, состоящим иэ двоичных раз рядов, поданных на первую частьвходов первой группы входов этого блока и двоичным числом состоящим из двоичных разрядон поданных на первую часть входов второй группы входов этого блока, на второй части выходов блока формируется разность между двоичными числамисостоящими из двоичных разрядов, поданных на вторые части входов первой и второй групп входов этого блока, на третьей части выходов - разность между двоичными числами, состоящими иэ двоичных разрядов, поданных на третьи части вхо - дон первой и второй групп входон этого блока, второй блок суммирования частичных произведений содержит шесть групп входов, причем первая группа входов содержит 2 п/3 входов и соответствует слагаемому - частичному произведению, в котором младший двоич-.о ный разряд имеет вес равный 2, вторая и третья группы входов содержлт по 2 п/3 входов каждая и соответствуют слагаемым - частичным произведениЯм, в которых младшие двоичные разряды имеют веса, равные 21 и 2 соответственно, четвертая, пятая и шестая группы входов содержат по 2 п/3+ вхо1517025 Составитель Ю, ВаракинТехред Л.Олийнык Корректор В,Кабаций Редактор О,Юрковецкая Заказ 6391/51 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 дов каждая и соответствуют слагаемым частичным произведениям, в которых младшие двоичные разряды имеют веса М Зп Я 1 п2 , 2 и 2 соответственно, причем первая, вторая и третья части выходов регистра множимого соединены соответственно с первой, второй и третьей частями входов первой группы входов первого блока формирования частичных произведений и с первой, второй и третьей частями входов первого блока формирования вспомогательных сумм, первая, вторая и третья части выходов которого подключены соответ ственно к первой, второй и третьей частям входов первой группы входов второго блока формирования частичных произведений, первая, вторая и третья части выходов регистра множителя сое динены соответственно с первой, второй и третьей частями входов второй группы входов первого блока формировашя частичных произведений и с первой, второй и третьей частями входов 25 второго блока формирования вспомогательных сумм, первая, вторая и третья части выходов которого соединены соответственно с первой, второй и третьей частями второй группы входов второго блока формирования частичных произведений, первая, вторая и третьячасти выходов которого подключены кпервой, второй и третьей частям входов первой группы входов блока вычитания частичных произведений, первая,вторая и третья части выходов первого блока формирования частичных произведений соединены соответственнос первой, второй и третьей группамивходов второго блока суммирования частичных произведений и с первой, второй и третьей частями входов первогоблока суммирования частичных произведений, первая, вторая и третья части выходов которого соединены соответственно с первой, второй и третьейчастями входов второй группы входовблока вычитания частичных произведений, первая, вторая и третья частивыходов блока вычитания частичных произведений подключены соответственнок четвертой, пятой и шестой группамвходов второго блока суммирования частичных произведений, выходы которогоявляются выходами устройства,