Матричное устройство для умножения

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубики К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополни оек свндву(22)Заявлено 27,03,81 (21) 3265501/18-2 Йс присоединением заявки М 6 0 52 судлрстееиеа клнитвт(71) Заявите 5 Й) МАТРИЧНОЕ УСТРО ДЛЯ УМНОЖЕ числии с пол ь -".ычислино- соеляания. лемен- азряд- леы с перИзобретение относится к вы тельной технике и может бытьзовано в специализированных в тельных машинах.Известно устройство для умножения, содержащее регистры множимого и м жителя, выходы которых поразрядно динены с входами квадратной матрицы из однородных модулей сложения, соединенных между собой с необходимым для умножения сдвигом 113.Известно матричное устройство для умножения, в котором используется квадратная матрица из и рядов элементов И и (и) рядов одноразрядных сумматоров, выходы переноса которых, кроме последних в столбце, соединены с первыми входами сумматоров старшей строки одноименных столбцов, а выходы суммы соединены с вторыми. вхоцами.сумматоров старшего столбца одноименной строки. К третьим входам сумматоров подключены выходы элемен-.тов И, первые входы 1-ой строки ко= торых (1 = 1,2п) соединены с,и)-с 1-ым разрядом регистра множителя, выходы элементов И первого, 5 столбца подключены к вторым входамсумматоров второго столбца 21Недостатком этих устройств явется большое количество оборудовНаиболее близким к изобретениюявляется матричное устройство дляумножения, содержащее и групп этов И и (и) сумматоров (п - р.ность операндов), первые входы эментов И каждой группы соединен т 5 входом соответствующего разрядавого операнда, вторые входы К-ыхэлементов И каждой груйпы (К=1п)соединены с входом К-го разряда вто-" рого операнда, выходы элементов Ипервой группы соединены с входамипервой группы соответствующих разрядов первого сумматора, выход первогоэлемента И 1-й группы (1=2п)99904 3соединен с первым входом первого разряда -го сумматора, выход суммыЧ-го разряда Я-го сумматора (Ч = 1,и; И =.1,; ,и) соединенс первым входом. (Ч + 1)-го разряда(Ы + 1)-го сумматора, второй входЧ-го разряда -сумматора соединен свыходом (Ч + 1)-го элемента И +1)-йгруппы, второй вход первого разрядаЧ-го сумматора соединен с выходом пе ореноса (Ч + 1)-го сумматора, выходпереноса первого сумматора, выходысуммы первых разрядов всех сумматорови всех разрядов (и)-го сумматораи выход первого элемента И и-ой 1 ьгруппы соединен с выходами устройства Е 33Недостатком этого устройства является большое количество оборудования.Целью изобретения является сокращение количества. оборудования,зоДля .достижения поставленной целив матричном устройстве для умножения,содержащем и групп элементов И и(и) сумматоров (и - разрядностьоперандов), первые входы элементовИ каждой группы соединены с входомсоот ветствующего разряда первогооперанда, вторые входы К-ых элементовИ первой и второй групп (К = 1и) ззосоединены с входом К-го разряда второго операнда, второй вход 1-го элемента И щ-й группы (в=2,п; 1=1,и-я+2) соединен с входом(1+в - 2)-го разряда второго операнда, выходы элементов И,первой группысоединены с входами первой группы со ответствующих разрядов первого сумматора, выход суммы р-го разрядац-. го сумматора (с 1=и р = 1,и"ц) соединен с первым входомр- го разряда (ц + 1)-го сумматора,выход г-го элемента И 3-й группы(й = 2 и) и выходы суммы и переноса и-го разряда первого сумматора соединены с выходами устройства.выход первого элемента И 5- ой группысоединен с входом переноса (5-1)-госумматора.На чертеже приведена структурнаясхема матричного устройства для 4умножения двух четырехразрядных двоичных цисел,Устройство содержит сумматоры 1-3,элементы И 4-16.Сумматор 1 составляют одноразрядные сумматоры 17-20,сумматор 2 составляют одноразрядные сумматоры 2 и 23,сумматор 3 составляют одноразрядныесумматоры 24 и 25. На входы 26-29подается значение первого операнда,на входы 30-33 - значение второгооперанда. С выходов 34-38 снимаетсязначение результата произведения ).Выходы элементов И 4-7 предназначенных для образования первого частичного произведения, подключенык входам одноразрядных сумматоров17-20. Второе частичное произведениеобразуется элементами И 8-11, выходыкоторых подключены к входам сумматоров 17-19. Третье и четвертое укороченное частичное произведение образуется элементами И 12-4,15-16 соотвественно, выходы которых подключенык входам сумматоров 21, 22 и 24. Выходы суммы сумматоров 17, 18 и 21подключены к входам сумматоров 2 1,22 и 24, соответственно, а выходыпереноса ко входам сумматоров 18, 9и 22, соответственно.. Выходы суммы сумматоров 9 и 22подключены ко входам сумматоров 23и 23 соответственно, а выходы переноса - к входам сумматоров 20 и 23,соответственно, Выход суммы сумматора 24 является выходом нулевогоразряда произведения, который используется для округления результата,а выход переноса соединен с входомсумматора 25, Выходы сумматоров 25,23 и 20 являются выходами первого,второго и третьего разрядов произведения, Выходом четвертого разряда произведения является вь 1 ход переносасумматора 20. Выход переноса сумматора 25 подключен к входу сумматора23, выход переноса которого соединен с входом сумматора 20. Выходыэлементов И 8, 12 и 15 подключенык входам сумматоров 17, 21 и 24,соответственно,Устройство реализует метод сокращенного умножения, сущность которогозаключается в следующем, Умножениеначинается со старшего разряда множителя, затем отбрасывается последняяцифра множимого и производится умножение укороченного множимого на5 9990 произведения складываются. Полученный результат корректируется, т.е. к по лученной сумме добавляется округлен-, ное произведение отброшенной цифры на (и)-й разряд. Затем вновь отбра-сывается очередная цифра множимого и производится умножение на (и)-й разряд, результат прибавляется к сум.ме произведений и корректируется и т.д. 1 ФПрименение этого метода позволяет вычислять только и значащих цифр произведения, учитывал при этом единицы переноса из младших разрядов.Устройство позволяет сократить 1 количество используемых элементов, Так количество элементов И снижается с р в известном устройстве до) +2 п 1 в данном устройстве.,229 а количество сумматоров с (и) доФормула изобретенияМатричное устройство для умножения, содержащее и групп элементов И и (д)сумматоров (и-разрядность операндов), первые входы элементов Зф И каждой-группы соединены со входом соответствующего разряда первого операнда, вторые входы К-ых элементов И первой и второй групп (К = 1 ,и) соединены со входом К-го разряда второго операнда, второй вход 1-го элемента И в-ой группы (в=2п;1=1п-в+2) соединен с входом 44 4(1+в)-го разряда второго операнда,выходы элементов И первой группысоединены со входами первой группысоответствующих разрядов первого сумматора, выход суммы р-го разрядац-го сумматора (о=1п; р=1,.(5=2п; г=2п+2) соединенс вторым входом (г)-го разряда(и+1)-го разряда 1-го сумматора соединен с выходом переноса (и"1)-горазряда (1 ь 1)-го сумматора (1 = 1,.п), выходы суммы разрядов(и-С+1)-ых разрядов й-ых сумматоров (й = 2, , и). и выходы суммыи переноса и-го разряда первогосумматора соединены с выходамиустройства, о т л и ч а ю щ е е с я,тем, что, с целью сокращения количества оборудования, выход. первогоэлемента И 5-й группы соединен совходом переноса (5-1)-го сумматора.Источники информации,принятые во внимание при .экспертизеПатент США И 3900724,кл. 235-164, опублик. 1975.2. Преснухин В,Н. и др. Цифровыевычислительные машины. М., "Высшаяшкола", 1974, с.23.3 Карцев М.А, и Брик В.А, "Вычислительные системы и синхроннаяарифметика", М "Радио и связь",1981, с. 180-182, рис,4.4.4, (прототип).999044 Составитель В. Березкинедактор Т,Киселева Техред Е. Харитончик Корректор Е.Рошко ака сн а н обре -35,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород., ул. Проектная,157/72ВНИИПИ Государспо делам113035, Москва,704 га комите тений и оРаушская По а СССР крытий наб., д