Устройство для умножения на коэффициенты

(19) (11) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССР В 824197, кл. С 06 Г 7/49, 1979.Авторское свидетельство СССР У 1305663, кл. С 06 Г 7/49, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ НА КОЭФФИЦИЕНТЫЫ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности обработки множимого в дополнительном коде приполучении результата умножения в дополнительном коде. Предлагаемое устройство для умножения на коэффициенты содержит последовательный сумматор-вычитатель 1, сдвиговые регистры2-4, регистр 5 множимого, регистры6,7 коэффициента, коммутаторы 8,9,счетчик 10 по модулю 2 К, регистр 11знака множимого, регистр 12 знакакоэффициента, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 13, 14 и элемент И 15 с соответствующими связями. В устройстве осуществляется суммирование (вычитание)множимого к (из) сумме частных произведений, задержанной на С тактов взависимости от кода преобразованногокоэффициента. 1 ил., 4 табл.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств цифровой обработки сигналов.Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности обработки множимого в дополнительномкоде при получении результата умножения в дополнительном коде,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство для умножения на коэффициенты содержит последовательныйсумматор-вычитатель 1, первый 2, второй 3 и третий 4 сдвиговые регистры, регистр 5 множимого, первый 6 и второй 7 регистры коэффициента, первый 8 и второй 9 коммутаторы, счетчик 10 по модулю 2 К (К - разрядность множимого и коэффициента), регистр 11 знака множимого, регистр 12 знака коэф-, фициента, первый 13 и второй 14 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент И 15, шину 16 множимого, первую 17 и вторую 18 шины коэффициента, вход 19 знака коэффициента, установочный вход20, тактовый вход 2 1, шину 22 старших разрядов результата, шину 23 мпадших разрядов результата и последовательный выход 24 разрядов результата, причем вход 19 знака коэффициента соединен с информационным входом регистра 12 знака коэффициента,установочный вход 20 устройства соединен с входами установки в ноль первого 2, второго 3 и третьего 4 сдвиговых регистров, .счетчика 10 по модулю 2 К, последовательного сумматора-вычитателя 1 и с входами разреше" ния записи регистра 5 множимого, регистра 11 знака множимого, регистра 12 знака коэффициента и первого 6 и второго 7 регистров коэффициента,тактовый вход 2 1 устройства соединен с тактовыми входами счетчика 10 по модулю 2 К, последовательного сумматора-вычитателя 1, первого 2, второго 3 и третьего 4 сдвиговых регистров и регистра 5 множимого, установочные входы которого соединены соответственно с разрядами шины 16 мно" жимого устройства, информационные входы первого 6 и второго 7 регистров коэффициента соединены соответственно с разрядами первой 17 и второй18 шин коэффициента устройства, раз"рядные выходы первого 6 и второго 7регистров коэффициента соединены со 50 55 младших разрядов результата устройства.Устройство работает следующим образом,В начале каждого цикла вычисления на вход 20 установки устройства поступает импульс, который производит обнуление последовательного сумматора-вычитателя 1, счетчика 1 О и первоответственно с управляющими входамипервого 8 и второго 9 коммутаторов,выход первого коммутатора 8 соединенс первым входом последовательного 5сумматора-вычитателя 1, выход которого соединен с информационным входом первого сдвигового регистра 2,разрядные выходы которого соединенысоответственно с информационными входами первого коммутатора 8 и шиной22 старших разрядов результата устройства, выход регистра 5 множимогосоединен с вторым входом последовательного сумматора-вычитателя 1, информационным входом третьего сдвигового регистра 4 и первым информационным входом второго коммутатора 9,каждый (1+1)-й вход которого, начи ная с второго, соединен с -м разрядным выходом третьего сдвиговогорегистра 4, начиная с первого разря"да, прямой выход регистра 11 знакамножимого соединен с первым входом 25 первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13,второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора 9, а выход "с информационным входом регистра 5множимого, выход регистра 12 знака 30 коэффициента соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ14, второй вход которого соединенс выходом элемента И 15, а выход -с вторым входом последовательногосумматора-вычитателя 1, инверсный выход регистра 11 знака множимого соединен с первым входом элемента И 15,второй вход которого соединен с выходом счетчика 10 по модулю 2 К, стар ший разряд шины 16 множимого устройства соединен с информационным входомрегистра 11 знака множимого, выходмладшего разряда первого сдвиговогорегистра 2 соединен с последовательным выходом 24 разрядов результата,выход старшего разряда первого сдвигового регистра 2 соединен с информационным входом второго сдвигового регистра 3, разрядные выходы которого соединены соответственно с шиной 2397901 3 13 го 2, второго 3 и третьего 4 сдвиговых регистров. Этим же импульсом производится запись множимого с шины 16 множимого в регистр 5 множимого, первой и второй частей преобразованного коэффициента соответственно с первой 17 и второй 18 шин коэффициента соотвественно в первый 6 и второй 7 регистры коэффициента, знака множимого со старшего (знакового) разряда шины 16 множимого в регистр 11 множимого и знака коэффициента с входа 19 знака коэффициента в регистр 12 знака коэффициента. Затем на тактовый вход 2 1 устройства начинают поступать тактовые импульсы, причем их количество в каждом цикле умножения равно 2 К,С началом поступления тактовых импульсов в регистре 5 множимого производится потактовый сдвиг множимого, которое, начиная с младшего разряда, поступает на второй вход последовательного сумматора-вычитателя 1 и, в зависимости от значения управляющего сигнала, поступающего на вход последнего с выхода второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, суммируется или вычитается из значения суммы частичных произведений, которая поступает на первый вход последовательного сумматора-вычитателя 1 с его же выхода, но задержанная на С тактов в первом сдвиговом регистре 2 и первом коммутаторе 8.По мере выхода из регистра 5 множимого младших разрядов множимого, в регистр 5 множимого на освободившееся место вновь с выхода первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 записывается значение множимого или число, ему инверсное, что определяется состоянием регистра 11 знака множимого.Причем в связи с тем, что в начале каждого цикла умножения третий сдвиговый регистр 4 обнуляется, между старшим разрядом множимого, первоначально записанного в регистр 5 мно" жимого, и младшим разрядом вновь записываемого множимого формируется В (ВО) нулей (единиц), В результате после К тактов вычисления в регистре 5 множимого формируется число, состоящее из В нулей и К - В младших разрядов множимого, или число, инверсное указанному. Это число в течение последних К тактов вычисления поступает на второй вход последовательного сумматора-вычитателя 1. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 В течение 2 К тактов вычисления с выхода младшего разряда первого сдвигового регистра 2 на последовательный выход 24 результата устройства последовательно поступают 2 К бит результата умножения с удвоенной точностью. В последние К тактов вычисления с выхода старшего разряда первого сдвигового регистра 2 во второй сдвиговый регистр 3 переписывается К младших разрядов произведения, В результате в конце каждого цикла умножения во втором сдвиговом регистре 3 оказываются сформированные К младших разря" дов произведения, которые поступают на шину 23 младших разрядов результата устройства, а в первом сдвиговом регистре 2 - К старших разрядов произведения, которые поступают на шину 22 старших разрядов результата устройства.В табл. 1-4 приведены примеры умножения множимого 01101011 на коэффициент 01001001 для четырех возможных случаев комбинаций знаков множимого икоэффициента, Для данного варианта К=8, К=2, В=1. В первых строках таблиц обозначена операция, выполняемая последовательным сумматором-вычитателем 1, во вторых строках - число, поступающее на первый вход, в третьих строках - число, поступающее на второй вход последовательного сумматоравычитателя 1, в четвертых и пятых строках - значение триггеров соответственно переноса и заема последовательного сумматора-вычитателя 1, в шестых строках - результат умножения.Как видно из таблиц, в случае одинаковых знаков множимого и коэффициента (табл. 1 и 4) результат умножения получается в дополнительном (прямом) коде положительного числа, а в случае разноименных знаков - в дополнительном коде отрицательного числа.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить перемножение коэффициента со знаком на множимое в дополнительном коде при получении результата умножения в дополнительном коде, что имеет место вбольшинстве вычислительных устройств. Формула изобретенияУстройство для умножения на коэффициенты, содержащее последовательный сумматор"вычитатель, первый,1. СЛОЖЕНИЕ ВЫЧИТАНИЕ 2, 00011000 00101111 3. 11010110 01101011 00000000 00111100 01 1 11000 4, 00001111 5. 00000000 6. 11000001 второй и третий сдвиговые регистры, регистр множимого, первый и второй регистры коэффициента, первый и вто-, рой коммутаторы, счетчик по модулю 2 К (К - разрядность множимого и коэф 5 фициента), регистр знака множимого, регистр знака коэффициента и первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем вход знака коэффициента устройства соединен с информационным входом регистра знака коэффициента, установочный вход устройства соединен с входами установки в "0" первого, второго и третьего сдвиговых регистров, счетчика по модулю 2 К, последовательного сумматора-вычитателя и с входами разрешения записи регистра множимого, регистра знака множимого, регистра знака коэффициента и первого 20 и второго регистров коэффициента, тактовый вход устройства соединен с тактовыми входами счетчика по модулю 2 К, последовательного сумматора-вычитателя, первого, второго и третьего сдвиговых регистров и регистра множимого, установочные входы которого соединены соответственно с разрядами шины множимого устройства, информационные входы первого и второго регистров коэффициента соединены соответственно с разрядами первой и второй шин коэффициента устройства, разрядные выходы первого и второго регистров коэффициента соединены соответственно с управляющими входами первого и второго коммутаторов, выход первого коммутатора соединен с первым информационным входом последовательного сумматора-вычитателя, выход которого соединен с информационным входом первого сдвигового регистра, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными вхо" дами первого коммутатора и с шиной старших разрядов результата устройства, выход регистра множимого соединен с вторым информационным входом последовательного сумматора-вычитателя,информационным входом третьего сдвигового регистра и первым информационным входом второго коммутатора, каждый информационный вход которого,начиная с второго, соединен с -мразрядным выходом третьего сдвигового регистра, начиная с первого разряда, прямой выход регистра знакамножимого соединен с первым входомпервого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИсоединен с управляющим входом последовательного сумматора-вычитателя,выход младшего разряда первого сдвигового регистра соединен с последовательным выходом разрядов результатаустройства, выход старшего разрядапервого сдвигового регистра соединенс информационным входом второго сдвигового регистра, разрядные выходыкоторого соединены соответственно сшиной младших разрядов результатаустройства, отличающеесятем, что, с целью расширения областиприменения эа счет возможности обработки множимого в дополнительном коде при получении результата умноженияв дополнительном коде, в него введенэлемент И, причем вход старшего разряда регистра множимого соединен синформационным входом регистра знакамножимого, инверсный вьмод которогосоединен с первым входом элемента И,второй вход которого соединен с выходом счетчика по модулю 2 К, выходэлемента И соединен с первым входомвторого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом регистра знака коэффициента,выход второго коммутатора соединен свторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединенс информационным входом регистра множимого.1397901 Таблица 2 Множимое - положительное, коэффициент - отрицательный ВЫЧИТАНИЕ Таблица 3 Множимое - отрицательное, коэффициент - положительный 1. СЛОЖЕНИЕ СЛОЖЕНИЕ 2. 00010111 11010000 10101011 11111100 00000000 10000111 Таблица 4 Множимое - отрицательное, коэффициент - отрицательный 1, ВЬЧИТ АНИЕ 2. 00011000 3. 10101001 4. 00000000 501110000 6. 1 1000001 11111100 01111000 Составитель В,ГусевТехред Л.Олийнык Корректор М.Пожо Редактор И,Николайчук Заказ 2271/47 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 2, 00010111 3. 11010110 4. 00000000 5. 01111111 6. 10111110 3. 10101001 4. 00000000 5. 00000000 6. 10111110 СЛОЖЕНИЕ 11010000 01101011 00111100 00000000 10000111