Устройство для умножения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) 01с 50 4 С 06 644 Фср4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМ ЕЛЬСТ зирова сления, а также в с ский идетельство ССС 6 Р 7/52, 1981. етельство СССР 6 Р 7/49, 1979.(54) УС (57) Из зычисли испольэ РОИСТВО ДЛЯ бретение ельной те вано в вь тройствахьного денс ной и изб ЖЕНИЯся к о ластибыть т ики и мож а иислительных последовател твия,работающ точной систе ноиах и у паралле позицио х х СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свУ 999045, кл. 6 0Авторское свидВ 868751, кл. С 0 ных устроиствах цифровои обработки сигналов в реальном масштабе времени. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство для умножения содержит комбинационный сумматор, элемент И, три элемента ИЛИ, регистры порядка и мантиссы мйожимого и частичных произведений, сумматор по модулю два, блок элементов ИЛИ, преобразователь кодов, состоящий иэ четырех элементов И и двух элементов ИЛИ, а также входы и выходы знакоразрядных кодов схемы сдвига мантиссы произведения и схемы анализа модуля первого частичного произведения, со- Я стоящие из элементов И-ИЛИ, что позволило сократить дополнительную задержку на нормализацию мантиссы результата. 2 ил.1226447.Действие над порядкамиИзобретение относится к областивычислительной техники и может бытьиспользовано в вычислительных машинахи устройствах и оследоват ел ь но -пар алл ель н о г о действия , р а б от аюптих в позиционн ой и избыточной сис т емах счисле ния , а также в спе циали зиро ванныхустройствах цифровой обработки си гналов в реальном масштабе времени .Цель изобретения - повышение быс тр оде йс твия устройства ,На фи г . 1 представлена структурнаясхема устройства для умножения, н аФиг . 2 - функцио наль ные схемы блоковсдвига мантиссы произведения и анализа первого частичного произведения .Устройство для умножения ( фиг . 1 )содержит информационные входы 1 и 2мн ожи теля в з н ак ора з рядном коде ус тр ойс тва , три элемента ИЛИ 3 -5 , элемент И 6 , регистры мн ожимо го 7 , порядка множимо го 8 , частичных произведений 9 , сумматоры по модулю дв а 1 Ои частичных произведений 1 1 , пре об р азова т ель 1 2 позиционного кода в знак ора з рядный , блоки сдвига мантиссыпроизведения 1 3 и анализа первогочастичного произведения 1 4 , группуэлементов ИЛИ 1 5 , четыре элементаИ 1 6 - 1 9 преобразователя 1 2 , два элемента ИЛИ 20 и 2 1 преобразователя 1 2 ,вход 2 2 признака нормализации ман тиссы произведения устройства , входыпризнаков ввода 2 3 и выдачи 2 4 ма нтиссы устройства , входы признаковввода 2 5 и выдачи 2 6 порядка устройств а , вх од 2 7 сброса устройства ,вход 2 8 признака выделения порядкамножителя , выходы 2 9 и 30 зн ак ора зрядных кодов результата устройства ,Блок 1 3 сдвига мантиссы произ ведения ( фиг , 2 ) содержит группу элементов И-ИЛИ 3 1Блок 1 4 анализа первого частичного произведения (фиг . 2 ) содержитэлемент И-ИПИ 3 2 .Ап г оритм выполнения операции умножения , начиная с о старших разрядовнад мантиссами МВ ( мн ожимое , представленное в обычной двоичной системе счисления) и ща ( мн ожитель вз накоразрядной системе счисления) ,имеет вид па пв+Б=2(Б -4 ПС )+Па(т+2);к 1=энз, зц 2, 3111, 1 Р Действие над мантиссами щС=МВх ща;тп 2 =МВх ващ 2 =2(гп 2 -4 тпС,1)+МВ х гпа( ( 1 г е 1=13 нз, зн 2, зн 1, 1 р 20 1 если г 2 1,3 щ = - 1 если 2 1 с - 3 с О в осальных случаях,-1гпс, если 2 (/щ 2 /( 1;1 -130 гпс=: 2 тпс, если /тп 2 /с 2 Г О, если 2/щ 2 /с 1;ьп = с- 1, если /гп 2 /(2 где П35 т-и разряд порядка произведения в двоично-избыточном коде;1-й разряд мантиссы произведений 1=0,1,2 и; порядок произведения в позиционном коде;мантисса операнда (а) в двоична-избыточном коде;1-й разряд мантиссы операнда (а);мантисса операнда (В) в позиционном коде, нормализованная;промежуточная сумма порядков в позиционном коде; выделенные четыре старших разряда промежуточной суммы порядков)(т + 1)-е значение мантиссы частичного произведения в обычной двоичной системесчисления,д-й разряд мантиссы произведения в знакоразрядной щс,. Пс40 тпа 45 МВ 5.0 в 2 вс 10 1, если ГБ 13 3ЕЫ 1(-3 П = - 1, если 21О - в остальных случаях,(.Е 1 - выделенные три знаковые иодин старший значащий разряд мантиссы произведения;щС - нормализованное значениенмантиссы произведения;(щ 2,/ - модуль первого частичногопроизведения в позиционнойсистеме счисления; 10д П, - приращение порядка произведения;ща. - (+1)-й разряд мантиссы+ 1множителя в знакоразряднойсистеме счисления.Устройство для умножения работает следующим образом.Регистр 9 сброшен по входу 27 в нуль. Код порядка множимого в позиционном коде записан по входу 25 в регистр 8, а мантисса, множимого по входу 23 - в регистр 7. При выполнении операции над порядками в первом такте подается сигнал на вход 17 выделения порядка множителя и одновременно информация перезаписывается по сигналу, поступающему на вход 26 из регистра 8 в К-старшие разряды регистра 9, с выхода которого выдается порядок множимого параллельным кодом30 в позиционном коде, сдвинутый в сторону старших разрядов на входы сумматора 11.На входы суммирования и вычитания сумматора 1", поступает старшими разрядами вперед порядок множителя в избыточном коде в виде знакоразрядных кодов по входам 1 и 2, который также поСтупает на вход четвертого старшего разряда первого слагаемого сумматора 11 через элемент ИЛИ 4 и открытый элемент И 16, В зависимости от знаковых разрядов порядка множителя в избыточном коде сумматор 11 настраиваетея на суммирование (вычитание) единичного разряда с полноразрядным кодом порядка множимого в позиционном коде, С приходом каждого последующего, начиная со старшего, разряда множителя, промежуточная сумма порядков поступает с выхода регистра 9 на вход сумматора 11 со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов, Из сумматора 11 информация поступает через блок 13 сдвига в преобразователь 12 кода, где она преобразуется из пози ционного кода в знакоразрядный и выдается на выходы 29 и 30 в видеО, +1. При этом (+1) видается на выход, тог 47 4 да вычисленная сумма 8 , +3, а(+1) вырабатывается сумматором 10коррекции промежуточной суммы порядков с (+) на (-), при вьдаче ( - 1) вырабатывается коррекция с (-) на (+),причем коррекция вырабатывается только тогда, когда сумма по модулю меньше 4, По окончании выполнения операции над порядками снимается сигнал,поступающий на вход 28. При выполнении операции умножения мантисс мантисса множимого МВ в каждом такте выдается из регистра 7 по сигналу, поступающему на вход 24 и подается параллельным кодом на одни входы сумматора 11. На входы суммирования и вычитания сумматора 11 поступает старшими разрядами вперед мантисса множителя ща в виде знакоразрядного кода по входам 1 и 2. Если ща, =1, то в сумматоре 11 суммируется множимое щВ с содержимым регистра 9. Если ща 1= -1, то вычитается. При умножении на второй разряд множителя производится перезапись информации из регистра 9 в сумматор 11 со сдвигом на один разряд влево и т.д., Таким образом, в каждом такте множимое МБ передается в сумматор, если ща, = =+1, либо не передается, если ща;=О, и сумма сдвигается на один разряд в сторону старших. Четыре старших разряда промежуточной суммы частичных произведений из сумматора 11 через блок 13 сдвига поступает на входы преобразователя 12 кода, где информация из позиционного кода преобразуется в знакоразрядний и видается на выходы 29 и 30 в Нормализация мантиссы щС осуществляется в первом такте по сигналу, поступающему на вход 22. Если выполняет 1ся/щХ с - ,то блоком 14 анализа выдается отрицательное приращение порядка (ДПс = - 1), которое поступает через элемент 21 преобразователя 12 на выход 30. Кроме того, ДПс = -1 поступает на входы регистра 7 и блока 13 сдвига, При этом происходит сдвиг в регистре 7 множимого МВ и сдвиг блоком 13 сдвига суммы частичных произведений на один разряд влево, что равносильно умножению вычис - ленной мантиссы на два.Фо рм ул я и за бр ет ен ия Устройство для умножения, содержащее регис.тры множимога, порядка мнажимого и частичных произведений, 5 сумматор по модулю два, группу элементов ИЛИ, три элемента ИЛИ, элемент И, нреобрзовятель позиционного кода в знакоразрядный и сумматор частичных произведении, входы суммирования10 и вычитания которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами множителя в знакорязрядцом коде устройства и первым и зтарым входами первого элемента И:1 И, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход каторога соединен с входом признака пс.рядка цОжтеля устройства, я вы.Од - с первым входом второго элемец. 20 тя ИЛ 11, второй вход которага саедицсц с выходом третьего старшего разряля регистра множимого, вьходы первого и второго старших разрядов кото" 5 рого соединены соответственно с входами второго и третьего сгарших раз-.рядов первого слагаемого и сумматора час.гичцых произведений, вход четвертогс старшега разряца перзога слагаемого которого соединен с выхалом вто-того элемента ИЛИ, вьха, регистра мцапиьОГО нячиня 5 с четверО 1 а , тя шаго разряда соединены саатветси; . цс с входами первого слагаемого сум;яторя ястичных произведений, цачи цяя с пятого старшего разряда, входи в гсраго слагаемого, начиняя с прва- ГО стар пего разряда, соединены соагве гствецца с выходами регистра чяс - тичных произведений, информяциоцные -1 О разрядные входы каторогО саетИцецысоаВетственна с выходами элементов И 1 группы, первые входы которых саедицецы соответственно с выходами регистра порядка множимаго, вхо;.; счи тывяния поряцка которога соеди:ец с входам признака выдачи порядка уст - ройства, вход признака вводя порядка которого соединен с входам записи порядка регистра порядка мнажимога, 5 О торой вход первого элемента ИЛИ группь саедицен с выходом сумматора по модулю два, вход первого слагаемого которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый и второй входы 55 которого соединены соответственна с первым и вторым вьходами преобрязова.- -еля позиционного кода в знакаразряцный, а второй вход второго слагаемого :умматоря по модулю два соединен с первым информационным вхоцом преобразователя позиционного кода в знакаразрядный, второй информационный вход которого соединен с вторым входом втооаго элемента ИЛИ группы,. второй вход третьего элемента ИЛИ которой соединен с третьим информационным входом преобразователя позиционного кода в знакоразряцный, вход сброса устройства соединен с входа сброса регистра частичных произведений, входы признаков ввода и выдачи мантиссы устройства соединены соответственно с входами записи и считывания мантиссы регистра множимого, О т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью павьшенин быстродействия в него введены блок сдвига мантиссы произведения, содержаций группу элеменган И-ИЛИ, и блок анализа первого час;ичного произведения, содержащий элемент И-ИЛИ, выход которого соединен с входом младшего разряда регистра множимого, четвертым информационным входом преобразователя позиционного кода в знакоразрядныйпервыми входами всех элементов ИПИ Группы блока сдвига мантиссыпрапзведения, вторые входы которых соединены с соответствующими разрядными выходами сумматора частичных произведений выходы четырех старшихразрядов которого соединены саатветственна с четырьмя инверсными и четырьмя прямыми вхоцами элемента И в И алака анализа первого частично-О прог 1 зведения, управляющий вход которого соединен с входам признака нормализации мантиссы произведения устройства, выход первого элемента И-И:1 И группы блока сдвига лантиссы произведения соединен с пятым информяциагпым входом преобразователя пав зициоцного кода в знака азрядный, вход второго слагаемого сумматора по модупо два соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ группы блока сдвига мантиссы произведения, выходыпос едующих элементов И-ИЛИ группы, кроме последнего, соединены соответстнекио с вторыми входами элементов ИЛИ группы, начиная с второго элемента ИЛИ, вход младшего разряда регистра частичных произведений соединен с выходам последнего элемента И-ИЛИ блока сдвига мантиссы произведения, 122 б 447первый и второй выходы знакоразрядных кодов результата устройства соединены соответственно с первым и вторым выходами преобразователя позиционного кода взнакоразрядный.1226447Составитель Е. Захарченко Редактор Т. Кугрьппева Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар Заказ 2134/48Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5