Множительное устройство

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1105,79 (21) 2765395/18-24 (51)М. КЛ. с присоединением заявки М О 06 Г 7/52 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретению В.В. Нешвеев, Б.Л. Лейкехман и Л.В. ДербуновичЮгд ;у1Харьковский ордена Ленина политехнический ийстивух.им. В.И. Ленина(54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Выходы разрядов каждой группы регистров множимого имножителя подключены ко входам соответствующего дешифратора, первые входы всех множительных устройств каждой группы,начиная с младшей, подключены к выходам дешифратора своей группы, вторые входы каждого множительного устройства каждой группы соединены с выходами соответствующей д-разрядной группы регистра множимого, выходы всех множительных устройств каждой группы подключены ко входам соответствующих сумматоров первого ранга, а выИзобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в качестве блока умножения в цифровых вычислительных машинах,а также в цифровых системах контроля и управления.Известно множительное устройство, содержащее многоранговые пирамидально-соединенные сумматоры, и-раз- рядные регистры множимого, множителя и произведения, разбитые на и/д групп разрядов (где д - число разрядов в группе), дешифраторы, (и/д )2 множительных устройств по и/д в каждой группе. ходы сумматора последнего ранга - ковходам регистра произведения (1,Однако пирамидальная структурапостроения приводит к значительномуусложнению устройстваКроме того,в устройстве использованы неоднородные элементы, что усложняет егоэксплуатацию, выполнение умноженияпроисходит в прямом коде, т.е, устройство применимо для умножения толь.ко положительных чисел.Известно также множительное устройство, в котором умножение выполняется в дополнительном коде, т.е.15 применимое для умножения как положи.тельных, так и отрицательных чисел,построено по типу матрицы из рядовцо е полных сумматоров в ряду и а".1элементов И, выходы которых соедине ны с входами соответствующих сумматоров. Кроме того, устройство содержит входную и выходную корректирующие схемы. Выходы входной корректирующей схемы, предназначенной для спе"циального преобразования входныхсигналов в новые двоичные переменные,соединены с соответствующими входами элементов И, а выходы сумматорови-ого ряда - с входами выходной кор ректирующей схемы, которая преобразует произведение сомножителей н дополнительный код,Такое устройство в отличие от описанного ранее построено на однородных элементах 2).Недостаток устройства - усложнениеконструкциИ его за счет наличиявходной и выходной корректирующихсхем, содержащих набор ячеек, И, ИЛИ,Исключающее ИЛИ.Наиболее близким к предлагаемомуявляется множительное устройствоматричного типа, состоящее из и рядов по в ячеек, каждая из которыхсодержит узел формирования переноса,сумматор по модулю дна и элемент И,при этом первый вход узла формирования переноса каждой 1-ой ячейки)-го ряда (1= 1, ,;и; 1 с =, 1щ)соединен с первыми входом сумматора по модулю два той же ячейки и выходом сумматора по модулю дна(1-1)-ой ячейки (1 - 1)-го разряда,второй вход узла формирования переноса каждой 1-ой ячейки 1-го рядасо вторым входом сумматора по модулю два той же ячейки и с выходом узла формирования переноса (к+1)-ойячейки )-го ряда, третий вход узлаформированияпереноса каждой -ойячейки 1-и,порядка - с первым входом элемента И той же ячейки и стретьими входами узлов формиронанияпереноса всех ячеек )-го ряда, третий вход, сумматора ло модулю цнакаждой 1-ой ячейки. -го ряда - с выходом элемента И той же ячейки. Кроме того, каждая 1-ая ячейка 1-горяда известного устройства содержитдополнительный сумматор по модулюдва, выход которого соединен со вто-,рым входом элемента И и четвертымвходом узла формирования переносатой же ячейки. Первый вход дополнительного сумматора по модулю два каждой К-ой ячейки 1-го ряда соединенпервыми входами дополнительных сумматоров всех ячеек каждого )-го ряда, а второй вход дополнительногосумматора по модулю два каждой ячейки первого ряда - со вторыми входамидополнительных сумматоров по модулюдва соответствующих последующих рядов до и-го ряда.Такое устройство построено на однородных ячейках.Однако каждая из ячеек данногоустройства соцержит большое количество составляющих ячейку элементов,что усложняет устройство н целом.Цель изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем,что в множительном устройстве,со"тоящем из и рядов по в ячеек, каждаяиз которых содержит узел формирова ния переноса, сумматор по молуяю лнаи элемент И, при этом первый нхолузла формирования переносэ каждой 1-ой ячейки 1-го ряда соединен с первым входом сумматора по модулю дваи той же ячейки и с выходом сумматора по модулю два (х)-ой ячейки(1-1)-го ряда, второй вход узла фор 5миронания переноса каждой 1-ой ячейки 1-го ряда - со вторым входом сумматора по модулю два и той же ячейкии с выходом узла формирования переноса (1+1)-ой ячейки -го ряда,третий вход узла формирования переносакаждой 1-ой ячейки 1-го ряда - с первым входом элемента И той же ячейкии с третьими входами узлов формирования переноса всех ячеек 1-го ряда,третий вход сумматора по модулю два15 каждой 1-ой ячейки )-го ряда соединен с выходом элемента И той же ячейки, в каждую 1 с-ую ячейку л-ого рядавведен элемент НЕ, выход которогосоединен со вторым входом элементаЩ И той же ячейки, второй вход элемента И каждой 1-ой ячейки первого рядаустройства соединен непосредственносо вторыми входами элементов И Е-ыхячеек последующих рядов, кроме и-огоряда и с выхОдом элемента НЕ 1-ойячейки и-ого ряда, а выход элементаИ каждой ячейки 1-го ряда - с четнертым входом узла формирования переноса той же ячейки.ЗОНа фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого множительного устройства, на фиг. 2 - .функциональная схема элементарной ячейкипервого типа, на фиг. 3 - функциональная схема элементарной ячейкивторого типа (и-го ряда).Устройство содержит а (и) ячеек 1, из которых выполнены нсе рядыустройства, кроме и-го ряда и ю ячеек 2, из которых выполнен и-ый ряд4 Ц, устройства. Ячейки 1 и 2 содержатузел 3 формирования переноса, сумматор 4 по модулю два и элемент И 5,ячейки 2 кроме указанных элементовсодержат элемент НЕ б,45 Первый вход узла 3 формирования.переноса каждой Е-ой ячейки )-го ряда соединен с первым входом сумматора 4 по модулю дна той же ячейки и свыходом сумматора 4 по модулю два(х)-ой ячейки (-1)-го ряда, второй вход узла 3 - со вторым входомсумматора 4 по модулю два той же ячейки и с выходом узла 3 формированияпереноса (1+1)-ойячейки )-го ряда,55третий вход узла 3 - с первым входом элемента И 5 той же ячейки и стретьими входами узлов 3 формирования переноса всех ячеек )-го ряда,четвертый вход узла 3 - с третьимвходом сумматора 4 по модулю два и60 с выходом элемента И 5 той же ячейки, второй вход элемента И 5 каждойМ-ой ячейкипервого ряда устройствасоединен со.вторыми входами элементон И 5 М-ых ячеек последующих ря 65 дов кроме и-ого ряда и с входом элеформула, изобретения 45 50 55 6065 мента НЕ б -ой ячейки и-ого ряда, выход элемента НЕ б каждой -ой ячейки и-ого ряда - со нторым входом элемента И 5 той же ячейки. Первый вход узла 3 формирования переноса каждой первой н рядах, кроме 1-го ряда,.ячейки соединен со вторым входом элемента И 5 той же ячейки, второй вход узла 3 Формирования переноса е-ой в и-ом ряцу ячейки - с третьим входом узла 3 формирования переноса той же ячейки.Устройство работает следующим образом.На первый вход элемента. И 5 перво ячейки каждого 1-ого ряда подаются сигналы, соответствующие значениям разрядов множителя, при этом на первый вход элемента И 5 первой ячейки и-ого ряда подается сигнал, соответствующий значению знакового разряда, на второй вход элемента И 5 каждой 1-ой ячейки первого ряда устройства подаются сигналы, соответствующие значениям разрядов множимого, при этом на второй вход элемента И 5 первой ячейки первого рядаподается сигнал, соответствующий значению зна .кового разряда. На первый вход узла 3 Форьиронания переноса каждой 1.-ой ячейки первого ряда и на второй вход узла 3 формирования переноса в-ой ячейки в каждом )-ом ряду, кроме и-ого ряда ячейки подается сигнал,со отнетствующий логическому "0".Процесс умножения начинается с наименее значащего разряда. В каЖдом -ом ряду происходит умножение одного из разрядов множителя на все разряды множимогоПри поступлении на первый вход элемента И 5,любой Е-ой ячейки 1-ого ряда сигнала, соответст вующего какому-либо разряду множителя У 1, а на второй вход элемента И 5 - сигнала, соответствующего какому-либо разряду множимого ХК, на выходе элемента,И 5 получают сигнал, соответствующий их произведению х К у 1, который поступает на третий вход сумматора 4 по модулю два и четвертый вход узла 3 формирования переноса. На первый вход узла 3 формирования переноса и на перный вход сумматора 4 по модулю два поступает . сигнал, соответствующий сумме час- . тичных произведений с (М)-ой ячейки (1-1)-го ряда,на второй вход узла 3 формирования переноса и на второй вход сумматора 4 по модулю дна сигнал переноса, сформированный в узле 3 формирования переноса (1+1)-ой ячейки 1-го ряда. Всумматоре 4 1-ой ячейки )-го ряда формируется сигнал, соответствующий сумме частичных произведений этой ячейки с учетом суммы частичных произведений предыдущих рядов, который передается на вход сумматора 4 по модулю два (1+1)-ой ячейки (+1)-го ряда,в узле 3 Формирования переноса к-ойячейки - сигнал переноса, которыйпередается на второй вход узла 3 формирования переноса (К)-ой ячейки.Для правильногобпределения знака произведения используется и-ыйряд устройства., Если множитель представляет собой число положительное,то сигнал, соответствующий знаковому разряду множителя, равен нулю,напервый вход элемента И 5 каждойК-ой ячейки и-го ряда поступает сигнал, равный нулю, а на выходе сумматора 4 по модулю два этой ячейки вый рабатынается сигнал, соответствующийсумме частичных произведений (М)-ой15 ячейки (и)-го ряда.Если множитель представляет собойчисло отрицательное, то сигнал,соответствующий знаковому разряду множителя, равен единице, Сигнал, соответ ствующий разряду множимого, поступает на вход инвертора 6 каждой 1-оЯ ,ячейки ряда, где инвертируется, ина выходах элементов И 5 к-ых ячееки-ого ряда получают сигнал, соотнетд 5 стнующий обратному коду множимогоНа второй вход сумматора 4 по модулюдва в-ой ячейки и-ого ряда подаетсясигнал, соответствующий "1", которыйпередается на вторые входы сумматора4 по модулю два всех М-ых ячееки-ого ряда. Это соответствует преобразованию обратного кода н дополнительный, в результате чего нсе суммато. ры 4 по модулю два М-ых ячеек и-огоряда формируют сигналы, соответствую.щие суммам частичных произведений(1 с)-ых ячеек (и)-ого ряда с дополнительным кодом множимого.Таким образом, предлагаемое устройство упрощает известное множитель ное устройство, благодаря чему повы"мается надежность его работы, упро" .щается эксплуатация. Множительное устройство, состоящее из и рядов по в ячеек, каждая из ко,торых содержит узел формирования переноса, сумматор по модулю два и элемент И, при этом первый вход узлаформирования переноса каждой 1-ойячейки /-ого ряда соединен с первыМвходомсумматора по модулю дна и тойже ячейки и с выходом сумматора помодулю два (к)-ой ячейки (-1)-го ряда, второй вход узла формированияпереноса каждой Е-ой ячейки 1-го ряда соединен со вторым входом сумматора по модулю два и той же ячейки и с выходом узла формирования переноса (1;+1)-ой ячейки 1-го ряда, третий, вход узла формирования переноса каждой М-ой ячейки 1-го ряда соединен с первым входом, элемента И той же ячейки и с третьими входами узлов формирования переноса всех ячеек -го ряда, третий вход сумматора по модулю два каждой -ой ячейки 1-го ряда соединен с выходом элемента И той же ячейки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в каждую -тую ячейку и-ого ряда введен элемент НЕ, выход которого соединен со вторым входом элемента И той же ячейки, второй вход элемента И каждой 1-ой ячейки первого ряда устройства соединен непосредственно со вторыми входами элементов И 1-ых ячеек последующих рядов, кромеД У и-ого ряда и с входом эдемента НЕ-ой ячейки и-ого ряда, а выход эле"мента И каждой ячейки -го ряда соединен с четвертым входом узла формирования переноса той же ячейки .5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 487388, кл. О 06 Г 7/52, 1974.2. "1 ЕЕЕ Тгапьасйопт оп Соаросегь", ОсйоЬег, 1975, р. 1025.3, "ТЬе Кадо апд Е 1 есйгопяЕпд 1 пеег", Запоагу, 1974, р. 19 (прототип).Р817705Составитель В. Веревкинактор К. Лембак Техред А-.Савка Корректор М. ШарошиРноака467/64 Тираж 745 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушакая наб., д илиал ППП фПатентф, г. Ужгорбд, ул. Проектная,