Устройство для вычисления сумм произведений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ип 550637 Саюэ Советских Социалистических Республик) Заявлено 10.11.75 121) соединением заявки Хе осударственныи комитв 3) Приоритет овета Министров СССРо делам изобретений 3) УДК 681,3 Опубликовано 15.03.77, Бюллетень Хе хрытнй та опубликования описания 21.03,77 2) Лвторь Козлов Б. Н. Малиновский, В А, Сабельников обрете Ордена Ленина Институт кибернетики АН Украинской С 71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СУММ ПРОИЗВЕДЕНИЙ Х (и - 1) 7 с ум. з ания двух 2 п-разИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении различных специализированных вычислительных устройств и машин.Известны устройства умножения, состоящие из трех регистров и системы функциональных сумматоров, соединенных по матричной схеме 1, 2) ). При вычислении суммы парных произведений в известных устройствах необходимо вместо третьего регистра использовать сумматор. При этом время вычисления суммы Й парных произведений п-разрядных чисел можно представить в видеТ; = Ы + ф+ 1) 1 сум. = Р и + г,) Х где 1., - время суммироврядных чисел;г" - время суммирования на однозначном сумматоре;1 ь - время прохождения сигнала через элемент И.Однако известные устройства имеют низкое быстродействие, обусловленное временем распространения сигнала переноса по длинной цепочке сумматоров (вдоль строки и столбца матрицы). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для вычисления сумм произведений, содержащее регистры множимого и множителя, сумматор и матрицу модулей сложения, выходы которой соединены с первыми входами сумматора, а первые входы матрицы модулей сло жения соединены с прямыми выходами регистра множимого 3. Это устройство предназначено для вычисления суммы произведений только положительных чисел. В широком же классе задач, в частности при решении систе мы линейных алгебраических уравнений, возникает необходимость в перемножении матриц, элементы которых - числа с различными знаками,Целью изобретения является расширение 15 класса решаемых задач. В описываемом устройстве это достигается тем, что оно содержит блок анализа знака, блоки элементов И и блок элементов 2 И-ИЛИ, информационные входы которого соединены с прямыми и ин версными выходами регистра множителя, авыходы соединены со вторыми входами матрицы модулей сложения, третьи входы которой подключены к выходам первого блока элементов И, информационные входы кото рых соединены с прямыми выходами регистра множимого, подключенного инверсными выходами к информационным входам второго блока элементов И, подключенных выходами ко вторым входам сумматора, входы блока 30 анализа знака соединены с выходами знако5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вых разрядов регистров множнмого и множителя, а выход подключен к управляющим входам первого и второго блоков элементов И, блока элементов 2 И-ИЛИ и ко входам знакового, дополнительных и младшего разрядов сумматора,На фиг. 1 приведена схема описываемогоустройства; на фиг, 2 - схема модуля сложения.Устройство содержит регистр множимого 1,регистр множителя 2, матрицу модулей сложения 3, сумматор 4, первый блок элементов И 5, блок элементов 2 И-ИЛИ 6, второй блок элементов И 7 и блок анализа знака 8; 9 - выходы сумматора 4; 10 - выходы матрицы модулей сложения 3. Сумматор 4 содержит и основных, 1 од,й дополнительных и знаковый разряды. Первые входы матрицы модулей сложения 3 соединены с прямыми выходами регистра множимого 1, вторые входы - подключены к выходам блока элементов 2 И-ИЛИ 6, входы которого соединены с прямыми и инверсными выходами регистра множителя 2. Выходы матрицы модулей сложения 3 соединены с первыми входами сумматора 4, вторые входы которого соединены с выходами блока элементов И 7, информационные входы которого подключены к инверсным выходам регистра множимого 1.Третьи входы матрицы модулей сложения 3 соединены с выходами блока элементов И 5, информационные входы которого соединены с прямыми выходами регистра множпмого 1, Выходы знаковых разрядов регистров множпмого 1 и множителя 2 соединены со входами блока анализа знака 8, выход которого подключен к управляющим входам блока элементов 2 И-ИЛИ 6, первого блока элементов И 5, второго блока элементов И 7, а также ко входу знакового, дополнительных и младшего разрядов сумматора 4,В каждом такте в регистры множимого 1множителя 2 поступает очередная пара чисел, заданная в прямом коде. Перемножение чисел в матрице модулей сложения 3 производится в дополнительных кодах. При этом производится замена знаков сомножителей так, чтобы знак множимого оставался всегда положительным. Возможность преобразования вытекает из утверждения - знак результата не изменяется при одновременной замене знаков сомножителей. Зто преобразование производит блок анализа знака 8, на выходе которого в зависимости от знака множимого формируется прямой или обратный знак множителя. В зависимости от сформированного знака множителя на первые входы матрицы модулей сложения 3 поступает множимое с прямых выходов регистра множимого 1, на вторые входы матрицы модулей сложения 3 через блок элементов 2 И-ИЛИ 6 подается прямой или обратный код с регистра множителя 2, через первый блок элементов И 5 в младшие п разряды произведения добавляется множимое, а через второй блок элементов И 7 производится корректировка результата в сумматоре 4, Первые входы сумматора 4 соединены с выходами матрицы модулей сложения 3, на вторые входы сумматора 4 под управлением преобразованного знака множителя подается обратный код регистра множимого 1, а в младший, знаковый и дополнительный разряды добавляются единицы.Дополнительные разряды в сумматор введены на случай переполнения результата, который получается на выходе сумматора 4 в дополнительном коде.Время получения суммы Й парных произведений равно (Й+т,+т+1) тактов, где т, равно 2 п нулевых тактов для выхода результата из матрицы модулей сложения 3 и т равно (и+1.) тактов для суммирования переносов в сумматоре 4 (Л - число дополнительных разрядов)Схема модуля сложения, представленная на фиг. 2, содержит: 11 - одноразрядный умно- житель; 12 - одноразрядный сумматор на три входа; 13 - регистр суммы; 14 - регистр переноса; 15 и 16 - входы умножителя; 17 и 18 - входы сложения сумматора 12; 19 выход регистра суммы 13; 20 - выход регистра переноса 14,Таким образом, за счет введения в устройство блока анализа 8, блока элементов 2 И-ИЛИ 6 и блоков элементов И 5 и 7 с соответствующими связями, достигается положительный эффект - расширение класса решаемых задач, так как в ряде практических задач необходимо вычислять сумму произведений как положительных, так и отрицательных чисел. Формула изобретения Устройство для вычисления сумм произведений, содержащее регистры множимого и множителя, сумматор и матрицу модулей сложения, выходы которой соединены с первыми входами сумматора, а первые входы матрицы модулей сложения соединены с прямыми выходами регистра множимого, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит блок анализа знака, блоки элементов И и блок элементов 2 И-ИЛИ, информационные входы которого соединены с прямыми и инверсными выходами регистра множителя, а выходы соединены со вторыми входами матрицы модулей сложения, третьи входы которой подключены к выходам первого блока элементов И, информационные входы которых соединены с прямыми выходами регистра множимого, подключенного инверсными выходами к информационным входам второго блока элементов И, подключенных выходами ко вторым входам сумматора, входы блока анализа знака соединены с выходами знаковых разрядов регистров множимого и множителя, а выход подключен к управляющим входам первого ивторого блоков элементов И, блока элементов 2 И-ИЛИ и ко входам знакового, дополнительных и младшего разрядов сумматора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Хетагуров Л. Я. и др. Основы инженер 6ного проектирования УЦВМ. М., Сов, радио,1972, с. 136,2. Карцев М, А. Арифметика цифровых машин. М., Наука, с. 438, рис. 4 - 9.5 3. Авторское свидетельство СССР Мо 480077,М. Кл6 06 Р 7/52, 21.08.73.550637 Тираж 899 Совета Министро открытий кая наб., д. 4/5 аказ 431/ ПодписноССР НИИ актор Л. Тюрина Составитель В. Березкин Техред М. Семенов Изд. Мо 268 Государственного комитета по делам изобретении 13035, Москва, К, Рауш