Устройство для умножения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 06 Р 75 О АНИЕ ИЗОБРЕТ ОР СКОМУ ЕЛЬСТ(56) Авторское свВ 1035600, кл. САвторское свидВ,1157542, кл. С; 7 техническии инс А.А.Шостак 8.8)идетельство С 06 Р 7/52, 19 етельство ССС 06 Р 7/52,13 2. ю сяог ул ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке быстродействующих устройств для умножениядвоичных и десятичных чисел. Цельизобретения является расширение области применения устройства за счетвозможности умножения на нем и детичных чисел. Устройство содержитрегистры множимого, множителя и результата, блок кратных, блок частичных произведений, блок двоичногосуммирования, блок суммирования тетрадных переносов, блок коррекции,блок десятичного суммирования и комЯО 1229 57 мутатор. Цель достигнута за счет введения в устройство блока кратных, блока суммирования тетрадных переносов, блока коррекций, блока десятичного суммирования и коммутатора.При этом выход регистра множимого соединен с входом блока кратных, выход которого соединен с вторым входом блока частичных произведений. Выходы тетрадных переносов блока двоичного суммирования соединены соответ- ственно с входами блока суммирования тетрадных переносов, выходы которого соединены соответственно с первой группой входов, блока коррекций, вторая группа входов которого соедине- Е на соответственно с выходами тетрадных сумм блока двоичного суммирования, кроме последнего, который соединен соответственно с входом блокаФ десятичного суммирования, другие входы которого соединены соответственнос выходами блока коррекций. Выходы тетрадных сумм блоков двоичного и десятичного суммированиясоединены со-ответственно с первой и второй группами входов коммутатора, выход котор о соединен с входом регистра ре- СЛ з ьтата. 2 ил, вью29757 1 В узле 10 (фиг.2) для определен О ности рассматривается суммированиедвадцати девяти одноразрядных тетрадных переносов, поступающих в него ион содержит сумматор 16 двадцати девяти одноразрядных двоичных чисел, 45ф четырехразрядный комбинационный двоичный сумматор 17 с ускоренным переносом, пять элементов И 18 и четыреэлемента ИЛИ 19. С помощью элементовИ 18,-18 и элемента ИЛИ 19, форми О руется перенос С , равный единице, когда сумма тетрадных переносовна выходе сумматора 16 больше девяти, но меньше двадцати, При этом,когда. возникает этот перенос из сум мы, полученной на выходе сумматора16, вычитается число десять (это вычитание в узле 10 выполняется насумматоре 17 путем добавления "+6"),1 12Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке быстродействующих устройств для умножения десятичных чисел.Цель изобретения - сокращение количества оборудования. На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для умножения;.на фиг.2 - выполнение узла суммирования тетрадных переносов.Устройство содержит регистры 13 множимого, множителя и произведения соответственно, блок 4 формирования кратных множимого, блок 5 формирования частичных произведений,блок 6 двоичного суммирования, блок7 суммирования тетрадных переносов,блок 8 коррекции, блок 9 десятичного суммирования. Блок 7 содержитузлы 10 суммирования тетрадных переносовБлок 8 содержит узлы 11 умножения на шесть, узлы 12 десятичногосуммирования, преобразователи 13 двоичного кода в десятичный. Блок 6имеет выходы 14 тетрадных переносови выходы 15 тетрад.Регистры 1 и 2,мнохимого и множителя предназначены для хранения шразрядных десятичных сомножителей,в регистр 3 произведения записывается 2 ш-разрядное десятичное произведение.В блоке 4 формируется двухкратное2 Х, четырехкратное 4 Х и восьмикратное 8 Х множимые.В блоке 5 формируются частичныепроизведения множимого Х на все цифры множителя У, причем число частичных произведений равно п=4 ш. Это связано с тем, что формируются четыречастичных произведения множимого накаждую десятичную цифру ш-разрядногомножителя,Блок 6 предназначен для параллельного по возможности суммирования ичастичных произведений,. сформированных в блоке 5 и поступакщих соответствующим образом на входы блока 6 сучетом занимаемых ими весовых позиций. На выходы 14 блока 6 поступаюттетрадные переносы, которые формируются из тетрад в блоке при суммировании частичных произведени . которые в нем же используются для получения правильного результата, Например, на выход 14 подаются все тепереносы, которые образуются из пер; 5 1 О 5 26 25 30 35 вой наименее значимой тетрады блока 6 при суммировании в нем частичных произведений и которые далее обязательно поступают во вторую тетраду блока 6 для формирования правильного результата (переносы же, которые возникают в первой тетраде блока 6 и в ней же ииспользуются, на выход 14, не должны поступать). Тетрадные перено" сы блока б могут быть как одноразрядными, так и многоразрядными двоичными числами. На выходы 15 блока 6 поступает потетрадно 2 п-разрядная двоичная сумма в однорядном, коде.Например, четыре наиболее младших двоичных разряда этой суммы образуют ее первую тетраду и подаются на выход 15 блока 6, а четыре самых старших двоичных разряда образуют последнюю тетраду суммы и поступают на выход 15 блока 6Блок 7 содержит (2 ш) узлов 10 суммирования тетрадных переносовКаждый узел 10 блока 7 осуществляет суммирование переносов, возникащцих из одной тетрады блока 6. Например, узел 10 производит суммирование тех тетрадных переносов, которые образуются во второй тетраде блока 6 и обязательно передаются в его третью тетраду для дальнейшего суммирования (эти тетрадные переносы поступают на входы узла 10 блокас выхода 14 блока 6). Все узлы 10 блока 7 могут быть построены с использованием ПЗУ по соответствующим таблицам истинности. Узлы 10 соединены между собой цепью десятичных переносов.3 1229С помощью элементов И 18 и И 18 Б и элемента ИЛИ 19 образуется из узла 10 перенос С , равный двойке,быхкогда сумма тетрадных переносов на выходе сумматора 16 больше девятнад 5 цати. Когда возникает этот перенос на сумматоре 17 производится коррекция суммы, однако уже путем вычитания из чее числа двадцать. При таком построении узла 1 О при суммиро О вании двадцати девяти тетрадных переносов на его выходе не может образоваться значение суммы, больше чем одиннадцать, Каждый разряд блока 8, образованный совокупностью 1-го узла 11,-го узла 12 и -го преобразователя 13 (=1. ,2 ш), может быть выполнен в виде ПЗУ. Эти узлы могут быть реализованы и по другому, например в виде некоторых ком бинационных схем, синтезированных по соответствующим таблицам истинности. По значению суммы тетрадных переносов, которая равна числу возникших из соответствующей тетрады блока 25 6 определяется число цифр "6", которые необходимо прибавить в соответствующую десятичную позицию результата для его коррекции. Это объясняется тем, что при суммировании частичных произведений в блоке 6 всякий раэ когда возникает одноразрядныйперенос из некоторой тетрады блока 6 необходимо корректировать эту тетраду путем добавления в нее "+6", Эта35коррекция выполняется в блоке 8,757 4соответствующей коррекции (предполагается, что все действия над десятичными числами производятся в коде 8421), Например, на первый вход-го разряда блока 8 поступает с выхода -го узла 10 блока 7 двоичный код суммы тетрадных переносов С =11001, а на второй его вход с -го выхода 15 блока 6 подается двоичный код тетрадной суммы Я =1111. Тогда в 1 -м разряде блока 8 производятся следующие действия: формируется для -й десятичной позиции коррекция результатаК =6 С,150;осуществляется преобразование-й тетрадной суммы Б из двоичной системы счисления в десятичную: Б =1111 Я= 15; выполняется десятичное сложенией тетрадной суммы Я и-й коррекции К; , в результате чего образуется результат для -й десятичной позициик8 + К,о 165.Ниже приведен Фрагмент таблицы истинности разряда блока 8, где через Х Х Х и У У У,У, обозначена информация, поступающая соответственно на первый и второй входы разряда блока 8, а через 22 обозначен результат, который формируется на его выходе (возрастание индексов при буквенных обозначениях принято в направлении старших разрядов).ХХХ,000 001 010 011 100 101 110 Таким образом, в каждом разряде блока 8 формируется коррекция для соответствующей десятичной позиции результата. Она определяется следую О щим образом:где С - значение суммы тетрадныхпереносов-го узла 10 бло"45ка 7, выраженное в десятичном обозначении.Например на выходе -го узла 10 блока 7 сформирована двоичная сумма С =10101, тогда С, =21 и К =126, 50Кроме того, в каждом разряде блока 8 осуществляется преобразование иэ двоичной системы счисления в десятичную тетрадной суммы, представленной в двоичном коде и поступающей соот ветственно на его вход с выхода 15 блока 6, а также десятичное подсуммирование значения эт 9 й суммы к значениюДесятичные цифрырезультата уз уу 0000 0000 00000000 9000 0000 0001 0000 0001 0000 0010 0000 0011 0000 0011 0000 0100 0110 0010 1000 0100 0000 0110 0030 старшая Е младшая 2,е1229757 Продолжение таблицы Десятичные цифрырезультата ХХХ, УУУУ,старшая Е младшая К,000 0001 0101 0001 0010 001 010 0010 0111 011 0011 0011 100 0011 1001 20 101 110 1111 1111 0100 0101 0101 0001 0111 0101 25 По таблице истинности может быть легко разработан на ПЗУ любой разряд блока 8. Следует отметить, что с целью обеспечения более высокого быстродействия блока 9 информацию на выходах разрядов блока 8 можно надлежащим образом Формировать в коде с избытком шесть.Блок 9 предназначен для быстрого35 суммирования десятичных результатов, полученных на выходах разрядов блока 8.Устройство работает следующим образом.ф 0Одновременно или последовательно во времени в регистры 1 и 2 загружаются ш-разрядные десятичные сомножители Х и У без знаков. После того в блоке 4 формируются четыре десятичных кратных множимого Х (,1 Х, 2 Х, 4 Х, 8 Х), которые затем поступают на входы блока 5, где и образуется п частичных произведений (четыре частичных произведения при умножении50 на один разряд ш-разрядного множителя). В блоке 6 выполняется быстрое сложение этих частичных произведений с учетом занимаемых ими весовых позиций и по возможности, параллельно, в блоке 7 формируются суммы тет 55 радных переносов, по которым в блоке 8 корректируется 2 ш-.разрядная сумма, образовавшаяся на выходах 15 блока б. Б блоке 9 производится быстрое сложение результатов, сформированных навыходах блока 8, а получившаяся наего выходах 2 в-разрядная сумма записывается в регистр 3Формула изобретения Устройство для умножения, содержащее регистры множимого, мнохснтеля и произведения, блок формирования кратных множимого, блок формирования частичных произведений, блок двоичного суммирования, блок суммирования тетрадных переносов, блоки коррекции и десятичного суммирования, причем блок суммирования тетрадных переносов содержит узлы суммирования тетрадных переносов, блок коррекции содержит узлы умножения на шесть, при этом выходы разрядов регистра множителя подключены к входам первой группы блока Формирования частичных произведений, выходы разрядов регистра множимого подключены к входам блока Формирования кратных множимого, выходы групп с первой по четвертую которого подключены к входам групп с второй по пятую соответственно блока Формирования частичных произведений выходы которого подключены к входам блока двоичного суммирования, выходы тетрадных переносов блока двоичного суммирования подключены в соответствии со значениями весов разрядов к входам соответствукхцих узлов суммирования тетрадных переносов, выходы которых подключены к входам узлов умножения на шесть, выходы блока,цесятичного суммирования соединены с входами регистра произведения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения количества оборудования, блок коррекции содержит узлы десятичного суммирования и преобразователидвоичного кода в десятичный, первые входы узлов десятичного суммирования подключены к выходам соответствующих узлов умножения на шесть, выходы тетрад с первой по предпоследнюю блока двоичного суммирования соединены с входами соответствующих преобразователей двоичного кода в десятичный, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих узлов десятичного суммирования, выходы которых подключены к входам разрядов блока десятичного1229757 Фас. 8 аказ 2451/49 В ак 67 одписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проект суммирования в соответствии со значениями весов разрядов, выход последней тетрады блока двоичного суммирования соединен с входом старшегоразряда блока десятичного суммирования, выходы десятичных переносовузлов суммирования тетрадных переносов соединены с входами последуюцих 5узлов суммирования тетрадных переносов,