Устройство для умножения

ОПИСАН АВТОРСКОМУ Е ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТВУ ике и ь ис- воич- Цель такво СССР00,606 Р 7 ости ь долока изведва и ка цифровых м51, рис. 4 - 12. жива- чной аГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельсМ 1368882, кл. 6 06 Г 111986,Карцев М.А, Арифметшин. - М.: Наука, 1969, с. Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для быстрого умножения двоич-. ных чисел с контролем по четности,Целью изобретения является повышение достоверности результата вычислений устройства,На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема одноразрядного двоичного сумматора с функциональной зависимостью суммы от переноса; на фиг, 3 - функциональная схема одноразрядного двоичного сумматора с дублирующим переносом; на фиг.4 - блок предсказания четности частичных произведений.Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 формирования кратных множимого, блок 2 узлов анализа, блок 3 частичных произведений, блок 4 суммирования, блок 5 предсказания четности частичных произведений, блоки 6 и 7 свертки по модулю два, узел 8 51)5 6 06 Р 11/00,7/(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к автомат вычислительной технике и может быт пользовано для быстрого умножения д ных чисел с контролем по четности, изобретения - повышение достоверн результата вычислений устройства. Цел стигается введением в устройство б предсказания четности частичных про дений, двух блоков свертки по модулю узла сравнения. В устройстве обнару ются все ошибки, вызываемые одино неисправностью блоков суммирования стичных произведений. 4 ил. сравнения, входы 9 и 10 множимого и множителя устройства соответственно, вход 11 четностей кратных множимого устройства, выход 12 результата устройства, выход 13 ошибки устройства, выход 14 переносов блока 4 суммирования,Одноразрядный двоичный сумматор с функциональной зависимостью суммы от переноса (фиг. 2) содержит элементы И 15 - 18, элементы ИЛИ 19 - 21, элемент НЕ 22, сумматор 23 по модулю два,Одноразрядный сумматор с дублирующим переносом (фиг. 3) содержит элементы И 24-27, элементы ИЛИ 28 - 30, элемент И 31, сумматор 32 по модулю два,Блок 5 предсказания четности частичных произведений (фиг. 4) содержит две группы элементов ИЛИ ЗЗ и 34, две группы элементов И 35 и 36 и узел 37 свертки по модулю два.Рассмотрим функциональное назначение и реализацию блоков устройства.Блок 1 комбинационного типа предназначен для получения значений тех кратныхмножимого Х, которые не могут быть образованы сдвигом множимого или его кратныхна определенное число разрядов. Например, если в блоке 2 осуществляется анализнеперекрывающихся двухразрядных группразрядов множителя, то в блоке 1 формируется значение ЗХ, если трехразрядныхгрупп - то значение ЗХ, 5 Х и 7 Х и т,д. Формирование кратных в блоке 1 может бытьосуществлено с помощью комбинационныхсумматоров. В общем случае формируемыев блоке 1 кратные могут быть положительными и отрицательными.Блок 2 содержит гп узлов анализа, где гп -число групп разрядов, на которые разбивается множитель. По значению групп разрядов множителя узлы анализа вырабатываютуправляющие сигналы, по которым в блоке3 осуществляется выбор в качестве частичных произведений соответствующих кратных множимого, сформированных навыходе блока 1, На практике наиболее частоиспользуются узлы анализа, формирующиеуправляющие сигналы выбора кратных (1 Х,2 Х, ЗХ) или (1 Х, - 1 Х, 2 Х, - 2 Х),В блоке 3 формируется гп частичныхпроизведений, каждое из которых есть результат умножения множимого на значениесоответствующей группы разрядов множителя. Блок 3 содержит гп коммутаторов, управляющие входы которых подключены квыходам соответствующих узлов анализаблока 2, На информационные входы коммутаторов с выхода блока 1 поступают значения всех кратных множимого.В блоке 4 осуществляется суммирование с учетом весовых позиций частичныхпроизведений, сформированных в блоке 3,Результат этого суммирования в однорядном коде через выход суммы блока 4 подается на выход 12 результата устройства,Блок 4 может быть построен с использованием самых разных методов и средств,В частности, он может быть реализованна одноразрядных или многоразрядныхдвоичных сумматорах, С целью повышениядостоверности формируемых в устройстверезультатов целесообразно использоватьлибо сумматоры с функциональной зависимостью суммы от переноса, либо сумматорыс дублирующим переносом. Если блок 4 суммирования построен на сумматорах с функциональной зависимостью суммы от переноса, то на его выход 14 подаются значения переносов, формируемых в блоке 4, Если блок 14 построен на сумматорах с дублирующим переносом, то 5 10 15 20 25 30 40 50 на его выход 14 подаются значения дублирующих переносов, формируемых в блоке 4,Блок 5 предназначен для предсказания четности массива частичных произведений, формируемого на выходе блока 3. На фиг. 4 приведена функциональная схема блока 5 для случая, когда множитель разбивается на т непересекающихся групп по два разряда в каждой и используются кратные множимого 1 Х, 2 Х и ЗХ, С входа 11 устройства по линии связи 11.1 поступает значение четности множимого Рх, а по линии связи 11.2 - значение четности утроенного множимого Р. Если в устройстве блок 1 кратных контролируется по четности, то в качестве Р может быть использовано значение фактической или предсказываемой четности утроенного множимого, Если такой контроль не предусмотрен, то значение Рзх может быть получено, например, путем суммирования по модулю два значений переносов, формируемых в сумматоре блока 1. Совокупность элементов 33; - 36 предназначена для предсказания четности 1-го частичного произведения, формируемого в блоке 3 (11гп), Суммируя по модулю два в узле 37 значения четностей всех частичных произведений, на его выходе формируется значение предсказываемой четности массива частичных произведений, Подобным образом может быть разработан блок 5 для случая использования в устройстве других кратных множимого, например, кратных 1 Х, - 1 Х, 2 Х, -2 Х,Первый блок 6 свертки по модулю два формирует предсказываемую четность результата в соответствии с выражениемРй =: Рмчи + Рс,и . игде Рчи - предсказываемая четность масисива частичных произведений, сформированная на выходе блока 5;Рс - четность переносов блока 4 суммирования (или четность дублирующих переносов блока 4, если в нем используются сумматоры с дублирующим переносом),С помощью второго блока 7 свертки по модулю два образуется в устройстве значение фактической четности результата, которое в дальнейшем сравнивается узлом 8 со значением предсказываемой четности результата, На основе этого сравнения на выходе 13 устройства вырабатывается или не вырабатывается сигнал ошибки.Устройство работает следующим образом,После подачи сомножителей на входы 9 и 10 устройства в блоке 1 осуществляется формирование тех кратных множимого, которые не могут быть получены сдвигом множимого или его кратных на определенное число разрядов (в общем случае кратныемогут быть положительными или отрицательными). Одновременно с этим в блоке 2 осуществляется анализ параллельно всех групп разрядов множителя. В результате этого для каждой группы вырабатывается управляющий сигнал, определяющий, какое кратное множимого должно быть выбрано в качестве частичного произведения в блоке 3, На выходе блока 3 формируется массив частичных произведений, которые, поступая на вход блока 4, суммируются в нем с учетом занимаемых весовых позиций. Результат этого суммирования в однорядном коде поступает через выход результата блока 4 на выход 12 устройства,Одновременно с выполнением в устройстве операции умножения чисел в нем осуществляется следующие действия по контролю вычислительного процесса: с помощью блока 5 осуществляется предсказание четности частичных произведений по значениям сигналов на выходе блока 2 узлов анализа и четностей кратных, поступающих на вход 11 устройства, в блоке 6 по значению предсказанной четности частичных произведений и по значениям переносов (или дублирующих переносов, если в блоке 4 используются сумматоры с дублирующим переносом), поступающих на выход 14 блока 4, формируется предсказанная четность результата, с помощью второго блока 7 свертки по модулю два формируется значение фактической четности результата, которое в дальнейшем сравнивается в узле 8 со значением предсказанной четности результата, в результате чего на выходе 13 устройства вырабатывается или не вырабатывается сигнал ошибки,С помощью рассмотренных средств контроля по четности (блоки 5-7, узел 8) в предлагаемом устройстве обнаруживаются ошибки (одиночные и групповые), вызываемые одиночной неисправностью блока 3 или 4. Блоки 3 и 4 составляют основную часть оборудования устройства (примерно 90 - 95 О, оборудования устройства). Одиночная неисправность блока 1 или 2 может при г 10 15 20 25 30 35 40 45 вести к необнаруживаемому классу ошибок в работе предлагаемого устрсйства. Поэтому для обнаружения всех ошибок, вызываемых одиночной неисправностью устройства, необходимо предусмотреть в нем средства контроля блоков 1 и 2 (эти средства хорошо известны и описаны),Формула изобретения Устройство для умножения, содержащее блок формирования кратных множимого, блок узлов анализа, блок частичных произведений и блок суммирования, причем информационные входы блока формирования кратных множимого и блока узлов анализа образуют соответственно входы множимого и множителя устройства, выходы блока формирования кратных множимого и блока узлов анализа соединены соответственно с информационным и управляющим входами блока частичных произведений, выход которого соединен с информационным входом блока суммирования, выход результата которого является выходом результата устройства, о т л и ч а ю.ц е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результата вычислений устройства, в него введены блок предсказания четности частичных произведений, два блока свертки по модулю двз и узел сравнения, причем информационный вход блока предсказания четности частичных произведений является входом четности кратных мнокимого устройства, выход блока узлов анализа соединен с управляющим входом блока предсказания четности частичных произведений, выход которого и выход переносов блока суммирования соединены с соответствующими разрядами информационного входа первого блока свертки по модулю два, выход которого соединен с первым информационным входом узла сравнения, выход переполнения которого является выходом ошибки устройства, выход результата блока суммирования соединен с информационным входом второго блока свертки по модулю два, выход которого соединен с вторым информационным входом узла сравнения, 1 б 830161683016 Составитель В.ГречневТехред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Редактор М.Бланар Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3414 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5