Устройство для умножения десятичных чисел

и"л:г г ,:О П-И-:А-Н-И Е 390525ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства М, Кл. С 06 т 7 но 09,Н 1.197-24) 145320 с присоединением з а я в ПриоритетОпубликовано 11.Н 19 сударственныи комитетавета Миниотров СССРпо делам изобретенийи открытий ДК 681.325.5(088 ьЛЪЗО. Бюлле та опубликования описания 16,1.197 вторызобретения В, Я, Пыхтии, А. Н. Василевский, В, Г. Веселовский, А. С. Самарски Р. С. Мойса аявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕН ЕСЯТИЧНЫХ ЧИСЕЛ Известны устроиства умножения, оперирующие с полноразрядными десятичными числами. В известных устройствах сложным дляреализации является десятичное умножение,если применяются методы ускорения этойоперации, использующие кратные множимого,Целью изобретения является экономия оборудования,Предлагаемое устройство отличается отизвестных тем, что десятичное умножениевыполняется путем прибавления кратныхмножимого - удвоенного и (или) упятеренного - без их предварительной заготовки, алишь введением специальных коррекций прнсложении, При таком построении схемы устройства не требуются специальные регистрыдля хранения кратных множимого,Сущность изобретения заключается в том,что один вход схемы формирования сигналадвоичного сложения тетрад соединен с шинойсигнала двоичного сложения, другой ее входсоединен с выходом первой схемы НЕ, спервым входом схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигомвлево на один разряд и с входом схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на три разряда; третийвход схемы формирования сигнала двоичногосложения тетрад соединен со вторым входом схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на один разряд, с одним входом схемы анализа тетрад и выходом регистра множимого; выход схе мы формирования сигнала двоичного сложения тетрад подключен к первому входу накапливающего сумматора частичных произведений, второй вход которого связан с выходом схемы формирования сигнала двоичного 10 сложения тетрад со сдвигом влево на одинразряд, третий вход которой соединен с шиной сигнала двоичного сложения со сдвигом влево а одип разряд и с первыми входами первой, второй и третьей схем И, вторые 15 входы которых и первые входы четвертой пятой, шестой, седьмой и восьмой схем И и вход первой схемы 1-1 Е подключены к шине сигнала формирования коррекции; третьи входы первой и второй схем И подключе ны к одному из выходов схемы анализа тетрад, другой выход которой соединен с четвертым входом первой схемы И и вторым входом шестой схемы И, третий выход схемы анализа тетрад подсоединен к четвертому 25 входу второй схемы И и к третьему входутретьей схемы И, выходы первой и второй схем И соединены со входами первой схемы ИЛИ, выход которой подключен к третьему входу накапливающего сумматора ча стичных произведений, четвертый вход котоНеобходимые действия Цифра множителя10 пп,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 иет да иет да иет нет да иет да иет нет иет да да да 2 разаиет нет да да да 2 раза иет нет нет иет нет да да да да да 15 20 рого подсоединен к выходу схемы формирования оигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на три разряда, второй вход которой подключен к шине регистра множимого предшествующей тетрады, и третий вход соединен со вторыми входами пятой, седьмой и восьмой схем И, со входом второй схемы НЕ и с шиной сигнала двоичного сложения со сдвигом влево на три разряда; второй вход четвертой схемы И и третий вход пятой схемы И подключены к четвертому выходу схемы анализа тетрад, пятый выход которой подсоединен к четвертому входу пятой схемы И; выход последней соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, второй, третий и четвертый входы которой подсоединены соответственно к выходам третьей, четвертой и шестой схем И; выход второй схемы ИЛИ подключен к пятому входу накапливающего сумматора частичных произведений, шестой вход которого соединен с выходом восьмой схемы И; выход второй схемы НЕ соединен с третьими входами четвертой и шестой схем И, четвертые входы третьей и шестой схем И подключены к шестому выходу схемы анализа тетрад, седьмой выход которой соединен с третьими входами седьмой и восьмой схем И; восьмой выход схемы анализа тетрад соединен с четвертым входом восьмой схемы И, девятый выход схемы анализа тетрад подключен к четвертому входу седьмой схемы И, выход которой соединен с седьмым входом накапливающего сумматора частичных произведений, выход последнего подключен к другому входу схемы анализа тетрад,На чертеже представлена схема устройства на одну тетраду.Устройство содержит накапливающий сумматор 1 частичных произведений, регистр множимого 2, схему 3 анализа тетрад, шину 4 сигнала двоичного сложения, шину 5 сигнала двоичного сложения со сдвигом влево на один разряд, шину б сигнала двоичного сложения со сдвигом влево на три разряда, шину 7 сигнала формирования коррекции, схему 8 формирования сигнала двоичного сложения тетрад, схему 9 формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на один разряд, схему 10 формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на три разряда, схему ИЛИ 11 формирования коррекции на 6, схему И 12 формирования коррекции на 5, схему ИЛИ 13 формирования коррекции на 12, схему И 14 формирования коррекции на 11, схемы НЕ 15 и 1 б (инверторы коррекции), схемы И 17 - 22, шину 23 регистра множимого предшествующей тетрады,Схемы и блоки коррекции служат для формирования правильной десятичной суммы после двоичного сложения.Умножение в устройстве выполняется последовательно на каждую цифру множителя. Для сокращения числа действий на одну циф 25 30 35 40 45 50 5560 65 ру используется прибавление кратных мцожимого к промежуточному произведению: сложение с удвоенным и с упятеренным множимым. В таблице приведено число действий на каждую цифру множителя,Из этой таблицы видно, что на одну цифрумножителя в среднем производится 1,7 действий.При умножении двух десятичных чиселанализируется очередная цифра множителяи в соответствии с таблицей вырабатываетсяопределенная последовательность десятичныхдействий: сложения, сложения с удвоенныммножимым и сложения с упятеренным множимым. Алгоритм десятичного сложения известен. В устройстве он выполняется следующим образом,По шине 4 сигнала двоичного сложения подается сигнал на схему 8 формирования сигнала двоичного сложения тетрад и производится полное двоичное сложение содержимого накапливающего сумматора 1 с содержимым,регистра множимого 2. Через интврвалвремени, достаточный для распространенияпереносов и установления суммы, формируется сигнал коррекции на шине 7. Этот сигналчерез инвертор коррекции 15 прекращаетдвоичное сложение и разрешает формирование коррекции на 6 на одной из схем И 17или 18 формирования коррекции на 6. Насхеме 17 выходной сигнал формируется в томслучае, когда значение тетрады в накапливающем сумматоре 1 частичных произведений после сложения получилось больше 9,а на схеме 18 выходной сигнал формируется,если был зафиксирован перенос из даннойтетрады. При наличии любого из сигналов навыходах схем И 17 или 18 на выходе схемыИЛИ 11 формируется код 0110, поступающий на вход тетрады накапливающего сумматора и складывается по правилам двоичной арифметики с его содержимым, Послеустановления суммы сигналы сложения икоррекции снимаются с соответствующихшин 4 и 7.Для сложения частичного произведения супятеренным множимым используется следу5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ющая закономерность: двоичные разряды 8, 4, 4 к-й тетрады множимого складываются с разрядами 4, 2, 1 (к - 1)-й тетрады частичного произведения по правилам двоичной арифметики: разряд 1 к-й тетрады указывает, нужно ли прибавлять код 5 в эту тетраду, и это учитывается при коррекции сложения.Правила коррекции суммы после двоичного сложения таковы:тетрада, где сумма получилась больше 9 и разряд 1 тетрады множимого равен нулю, корректируется на 6;тетрада, в которой разряд тетрады множимого равен 1, корректируется на 5, если сумма получилась меньше пяти, или корректируется на 11, если сумма получилась больше пяти.Для сложения с упятеренным множимым по шине б сложения со сдвигом влево на три разряда подается сигнал на схему 10 сложения тетрад со сдвигом влево на три разряда, которая пропускает содержимое регистра множимого 2 на накапливающий сумматор 1 частичных произведений таким образом, что 8, 4, 2 разряды (к - 1)-й тетрады поступают по шине 23 младшей тетрады в 4, 2, 1 разряды к-й тетрады, и организует полное двоичное сложение вышеуказанных тетрад в накапливающем сумматоре.Сигнал по шине сложения б поступает также на схемы коррекции па 5 - 12, на 11 - 14, на схему И 21 и на схему НЕ 1 б, выход которой блокирует коррекцию на 6 на схемах И 17 и 18. После установления суммы подается сигнал по шине 7 сигнала формирования коррекции, который блокирует сложение на схеме 10 и разрешает формирование коррекции на схемах 14, 12 и 21. На схеме 21 выходной сигнал формируется в том случае, когда первый разряд тетрады множимого равен О и получившееся значение тетрады на,капли вающего сумматора после сложения больше 9. Выход схемы 21 соединен со схемой ИЛИ 11, формирующей сигнал коррекции на 6. На схеме И 12 выходной сигнал образуется в том случае, когда первый разряд тетрады множимого равен 1 и получившееся значение тетрады накапливающего сумматора после сложения меньше 5. Выходной сигнал схемы 12 в виде кода 0101 поступает на вход тетрады сумматора 1 и складывается с его содержимым по правилам двоичной арифметики.На схеме 14 выходной сигнал вырабатывается в том случае, когда первый разряд тетрады множимого равен 1 и получившееся значение тетрады сумматора 1 после сложения больше или равно 5. Выходной сигнал в виде кода 1011 поступает на вход тетрады сумматора и складывается с его содержимым по правилам двоичной арифметики. После установления суммы при коррекции сигналы сложения с упятеренным множимым и коррекции по шинам о и 7 снимаются. Для сложения частичного произведения с удвоенным множимым используется закономерность: двоичные разряды 8, 4, 2, 1 к-й тетрады множимого складываются с разрядом 1 (к - 1)-й тетрады и с разрядами 8, 4, 2 к-й тетады частичного произведения по правилам двоичной аррифметики, тем самым осуществляется сложение со сдвигом на один разряд влево.Правила коррекции суммы после двоичного сложения таковы:- тетрада, где сумма получилась больше или,равной 4, и тетрада множимого больше или равной 8, корректируется на 12;- тетрада, где сумма получилась больпли равной 4 и при двоичном сложении был зафиксирован перенос, корректируется на 12;- тетрада, где сумма получалась боль. ше 9, корректируется на 6;- тетрада, где сумма, получилась меньше 4 и при двоичном сложении был зафиксирован перенос, корректируется на 6;- тетрада, где сумма получилась меньше 4, и тетрада множимого больше пли равна 8, корректируется на 6. Для сложения с удвоенным множимым пошине 5 сложения со сдвигом на один разряд влево подается сигнал на схему 9 формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на один разряд. Формируется сигнал полного двоичного сложения таким образом, что разряды 8, 4, 2, 1 к-й тетрады множимого складываются с разрядом 1 (к - 1) -й тетрады и с,разрядами 8, 4, 2 к-й тетрады накапливающего сумматора 1. Этот же сигнал поступает на схему И 22 формирования коррекции на б и на схемы И 19 и 20 формирования коррекции на 12.После установления суммы подается сигнал коррекции по шине 7, который блокирует сложение,с удвоенным множимым и,разрешает формирование коррекции на схемах И 17 - 20, 22. На схеме 17 выходной сигнал образуется в том случае, когда получившееся значение тетрады накопительного сумматора после сложения больше 9, На схеме 18 выходной сигнал формируется в том случае, когда при сложении с удвоенным множимым был зафиксирован перенос и получившееся значение тстрады накопительного сумматора меньше 4. На схеме 22 выходной сигнал образуется в том случае, когда получившееся значение тетрады накопительного сумматора 1 после сложения с удвоенным множимым меньше 4, а тетрада множимого больше или равна 8.С выходов схем 17, 18 и 22 сигналы через схему 11 в виде кода 0110 поступают на вход с ум м а тора 1.На схеме совпадения 19 выходной сигнал появляется в том случае, когда знач"ние тетрады сумматора 1 после сложения с удвоенным множимым больше или равно 4, а со 390525Предмет изобретенияУстройство для умножения десятичных чисел, содержащее накапливающий сумматор частичных произведений, регистр множимого, схему анализа тетрад, схему формирования сигнала двоичного сложения тетрад, схему формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на один разряд, схему формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на три разряда, схемы формирования коррекции на пять, на шесть, на одиннадцать и на двенадцать, выполненные на логических элементах И, ИЛИ, НЕ, отличающееся тем, что, с целью экономии оборудования, один вход схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад соединен с,шиной сигнала двоичного сложения, другой ее вход соединен с выходом первой схемы НЕ, с первым входом схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на один разряд и с первым входом схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на три разряда; третий вход схемы формирования сигнала двои шого сложения тетрад соединен со вторым входом схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на один разряд, с одним входом схемы анализа тетрад и выходом регистра множимого; выход схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад подключен к первому входу накапливающего сумматора частичных произведений, второй вход которого связан с выходом схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на один разряд, третий вход которой соединен с шиной сигнала двоичного сложения со сдвигом ответствующая тетрада множимого больше или равна 8,На схеме И 20 выходной сигнал формируется в том случае, когда при сложении с удвоенным множимым был зафиксирован перенос из соответствующей тетрады накопительного сумматора 1 и его значение больше или равно 4,С выходов схем 19, 20 сигналы через схему ИЛИ 13 в виде кода 1100 поступают на вход тетрады сумматора 1, где производится обычное сложение с его содержимым. После установления суммы при коррекции сигнал сложения со сдвигом на один разряд влево и сигналы коррекции снимаются с шин 5 и 7,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 влево на один разряд и с первыми входами первой, второй и третьей схем И, вторые входы которых и первые входы четвертой, пятой, шестой, седьмой и восьмой схем И и вход первой схемы НЕ подключены к шине сигнала формирования коррекции; третьи входы первой и второй схем И подключены к одному из выходов схемы анализа тетрад, другой выход которой соединен с четвертым входом первой схемы И и вторым входом шестой схемы И, третий выход схемы анализа тетрад подсоединен к четвертому входу второй схемы И и к третьему входу третьей схемы И; выходы первой и второй схем И соединены со входами первой схемы ИЛИ, выход которой подключен к третьему входу накапливающего сумматора частичных произведений, четвертый вход которого подсоединен к выходу схемы формирования сигнала двоичного сложения тетрад со сдвигом влево на три разряда, второй вход которой подключен к шине регистра множимого предшествующей тетрады, а третий вход соединен со вторыми входами пятой, седьмой и восьмой схем И, со входом второй схемы НЕ и с шиной сигнала двоичного сложения со сдвигом влево иа три разряда; второй вход четвертой схемы И и третий вход пятой схемы И подключены к четвертому выходу схемы анализа тетрад, пятый выход которой подсоединен к четвертому входу пятой схемы И; выход последней соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, второй, третий и четвертый входы которой подсоединены соответственно к выходам третьей, четвертой и шестой схем И; выход второй схемы ИЛИ подключен к пятому входу накапливающего сумматора частичных произведений, шестой вход которого соединен с выходом восьмой схемы И; выход второй схемы НЕ соединен с третьими входами четвертой и шестой схем И, четвертые входы третьей и шестой схем И подключены к шестому выходу схемы анализа тетрад, седьмой выход которой соединен с третьими входами седьмой и восьмой схем И; восьмой выход схемы анализа тетрад соединен с четвертым входом восьмой схемы И, девятый выход схемы анализа тетрад подключен к четвертому входу седьмой схемы И, выход которой соединен с седьмым входом накапливающего. сумматора частичных произведений, выход последнего подключен к другому входу схемы анализа тетрад.