Устройство для умножения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (11) 6 06 Г /5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 4-24 Бюл остак 088.8 М. А емы и связь, свиде .6046и В. В. Яскеви В. А. Вычислиная арифметика.174 в 2. Бриксинхрон 1981, с.тельство ССС 6 Г 7/52, 197 У Ц к в при ции его ислительенено для множения пользоваыстр локо ения ил. М Ж Фиг ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИД(21) 4385297 (22) 29.02.88 (46) 15.12.89 (72) А. А. Ш (53) 681.325 (56) Карцев тельные сист М.: Радио иАвторское888109, кл(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ (57) Изобретение относится ной технике и может быть быстрого выполнения опера чисел, Особенно эффективно ние при применении БИС и СБИС. Сомножители могут быть представлены в любой системе счисления. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит регистр 1 множимого, блоки 2 вычисления разрядных значений произведения, буферные регистры первой 3 и второй 4 групп. Соединение входов и выходов переноса соседних блоков вычисления разрядных значений произведения и разрешение прохождения переноса на (и+1) -м такте, а также выбор наиболее б одействующего варианта реализации б в 2 позволило сократить время выполн операции до и+ тактов. 1 з.п.ф-лы, 2Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке быстродействующих устройств умножения чисел, удобных для изготовления с применением больших интегральных схем. Сомножители могут быть представлены в любой системе счисления.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для умножения; на фиг. 2 - функциональная схема блока вычисления разрядных значений произведения.Устройство (фиг. 1) содержит и-разрядный регистр 1 множимого, и блоков 2 вь)числения разрядных значений произведения, и буферных регистров 3 первой группы, и буферных регистров 4 второй группы, входы 5 8 соотве)отвеяно коррекции, мкож:тели, управляющий и переноса устройства, первый выход 9 и второй выход 10 устроиства.Блок 2 вычисления разрядных значений произведения (фиг. 2) содержит умножитель 11, узел 12 суммирования, сумматор 13 и элемент И 14.1 ассмотриы фкк)и)палькое )азкычекие к реализацию узлов и блоков устройства.Регистр 1 множимого предназначен для хранения значения и-разрядного мкожимого. Регистры 3 и 4 предназначены для хранения значений соответственно старшего и младшего разрядов частичных произведений, сформированных соответствующими блоками 2.Каждый блок 2 вычисления разрядных зкаений произведения предназначен для вычисления произведения разряда мкожимого ка разряд множителя, сложения полученного результата с разрядными слагаемыми и учета переноса из соседнего младшего блока. Он реализует функцию:Е=Х )+.4 т-В- Р,где Х, Ецифры сомножителей, поступающие на входы мкожимого и множителя блока;1, Вразрядные слагаемые, поступающие на входы первого и второго слагаемых блока;Р - входной перенос, поступающий навход переноса блока.Таким образом, на выходах блока 2 формируются значения старшего и младшего разрядов разрядного произведения и переноса в старший разряд полученного произведения.Блок 2 - комбинационного типа и может быть реализован самыми различными способами по таблице истинности функционирования блока. Один из примеров реализации представлен на фиг. 2.Умножитель 11 в блоке 2 производит умножение одноразрядных сомножителей, причем результат на его выходах может формироваться как в двухрядном, так и в многорядном коде.Узел 1,2 суммирования предназначен дляпреобразОвания многорядного кода в двухрядный.Сумматор 13 ггредказкачек для суммирования поступающей на его входы в двухрядном коде информации с учетом входного переноса. На его выходах образуются )0 два разряда результата в однорядном коде.Перенос, поступающий в, старший разряд сумматора 13, подается и на выход переноса блока 2.Элемент И 14 предназначен для подачи 5 с разрешения сигнала на входе 7 устройства информации о переносе, образованном на выходе переноса соседнего младшего блока 2, ка вход переноса сумматора 13.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистры 3 и 4 обнулены, в регистре 1 мкожимого хранится без знака и-разрядное значение множимого.На вход 7 устройства подан сигнал, запрещающий распространение переноса между блоками 2.В каждом из и первых тактов работыустройс:тва на его вход 6 поступает по одному разряду множителя, качиная с младших разрядов. При этом в каждом;-м блоке 2 производится умкоженне разряда множимого, поступающего на его вход множимого с 30 35 40 45 50 55 выхода -го разряда регистрамкожимого, на разряд множителя, поступающий ка его вход множителя с входа б множителя устройства, и прибавление к младшему разряду получившегося при этом произведения через входы второго и первого слагаемых блока 2 младшего разряда произведения +1) -го блока 2, сформированного в предыдущем также и хранимого в (г+1)-м регистре 4, и старшего разряда произведения г-го блока 2, сформированного в предыдущем такте и хранимого в г-м буферном регистре 3.Сформированные младший и старший разряды произведения -го блока 2 с его выходов записываются в -е регистры 4 и 3 соответственно.После выполнения и первых тактов работы устройства на его вход 6 множителя поступает нулевая информация, на вход 7 подается потенциал, разрешающий прохождение переноса между блоками 2. В резуль тате этого в устройстве организуется цепь последовательно соединенных блоков 2 (последовательно соединенных линиями переноса сумматоров 13 блоков 2), используемая для быстрого распространения переноса.В течение (и+1)-го такта работы устройства в;-м блоке 2 производится сложение старшего разряда произведения -го, блока 2, сформировакного в и-м такте и хранимого в;-м регистре 3, с младшим разрядом произведения (;+1) -го блока 2, сфор 529216Формула изобретения 4550 мированным в и-м такте и хранимым в (;+1)-м регистре 4, а также прибавление значения переноса, формируемого в (и+1) -м такте на выходе переноса ( - 1) -го блока 2. После завершения переходного процесса в буферные регистры 4 с выходов блоков 2 записываются и старших разрядов произведения сомножителей.Следует отметить, что вывод в устройстве и младших разрядов произведения осуществляется через его первый выход 9 в последовательном коде (по одному разряду в каждом иэ и первых тактов), а вывод и старших разрядов произведения - после завершения (и+1) -го такта через второй выход 10 устройства в параллельном коде.В рассмотренном случае на вход 5 коррекции устройства и его вход 8 переноса во всех тактах работы подается нулевая информация. В тех же случаях, когда требуется получить округленное значение произведения, необходимо в первом также работы устройства на его вход 5 коррекции годать определенное значение информации (для двоично-кодированного шестнадцатиричного представления сомножителей значение информации на входе 5 в первом такте равно 1000). Это позволяет осуществить округление результата без дополнительных временных затрат. Вход 5 может быть ис: пользован также для введения результирующей коррекции по знакам множимого и множителя в случае умножения чисел в дополнительном коде. Подобным же образом может быть использован и вход 8 переноса устройства.Следует особо отметить, что в устройстве на (и+1) -м такте для распространения переноса используется наиболее быстродействующий путь (сигнал переноса, поступивший в блок 2, практически задерживается в нем только на время образования переноса в старший разряд его сумматора 13 от момента подачи входного переноса), поэгому задержка распространения переноса через блок 2 незначительна. 1. Устройство для умножения, содержащее регистр множимого, и блоков вычисления разрядных значений произведения (и-разрядность сомножителей) и две группы по и буферных регистров, причем вход множителя устройства соединен с входами множителя и блоков вычисления раз 5 1 О 15 2 О 25 рядных значений произведения, входы множимого которых соединены с выходами соответствующих разрядов регистра множимого, вход первого слагаемого;-го блока вычисления разрядных значений произведения соединен с выходом;-го буферного регистра первой груп пы соот ветс гвен но (1 =- = 1и), вход второго слагаемого )-го блока вычисления разрядных значений произведения соединен соответственно с выходом (1+1) -го буферного регистра второй группы (,=1и - 1), входы -х буферных регистров первой и второй групп соединены соответственно с выходами старшего и младшего разрядов -го блока вычисления разрядных значений произведения, выход первого буферного регистра второй группы соединен с первым выходом устройства, вход коррекции которого соединен с входом второго слагаемого и-го блока вычисления разрядных значений произведения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, выход переноса -го блока вычисления разрядных значений произведения соединен соответственно с входом переноса (+1) -го блока вычисления разрядных значений произведения, вход переноса первого блока вычисления разрядных значений произведения соединен с входом переноса устронства, управляющий вход которого соединен с входами разрешения переноса и блоков вычисления разрядных значений произведения, выходы и буферных регистров второй группы соединены с вторым выходом устройства.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что каждый блок вычисления разрядных значений произведения содержит умножитель, узел суммирования, сумматор и элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с входами переноса и разрешения переноса блока, а выход - с входом переноса сумматора, входы первого и второго слагаемых которого соединены соответственно с первым и вторым выходами узла суммирования, а выходы старшего и младшего разрядов суммы - соответственно с выходами старшего и младшего разрядов блока, входы множи мого и множителя которого соединены соответственно с первым и вторым входами умножите 1 я, выход которого соединен с первым входом узла суммирования, второй и третий входы которого соединены соответственно с входами первого и второго слагаемых блока, выход переноса которого соединен с выходом переноса сумматора.Составитель Е, МурзинаРедактор О. Спесивых Техред И. Верее Корректор О ЦиплеЗаказ 764244 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно. издательский комбинат Па 1 ент, г. Ужгород, ул. Гагарина, О