Матричный вычислитель

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 1191 (111 7 544 15 34 511 4 С ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОР ванияй ордеинстиСССР 1981. гофунин-19,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Институт проблем моделив энергетике АН УССР и Киевсна Трудового Красного Знаментут инженеров гражданской ав(56) Авторское свидетельствоВ 1086426, кл. С 06 Г 7/52,Стасюк А,И. Однородные мноональные матричные процессорьКиев, 1983. Препринт АН УССРэлектродинамики, В 35 1, с. 1рис, 5.(57) Изобретение относится к областивычислительной техники и позволяетосуществлять одновременное вычисление функций вида ю. = Ъ(с - ау) иИ =(Я+а(р)/(с+а. Матричный вычислитель содержит две группы сумматорови три группы блоков сумматоров-вычитателей. Функциональные структуры длвычисления каждого разряда функцийМ и 8 однородны между собой и имеютсвязи только с ближайшими соседнимиструктурами, что позволяет наиболееоптимально реализовать вычислительв интегральном исполнении, 4 ил,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь 1265765ч; тор,21М,(Ч) - разрядный векчизображающий число узовано в качестве спецпроцессора в комплексе с цифровой вычислительной машиной для оперативного вычисления 5 прогоночных коэффициентов при решении дифференциальных уравнений методом прогонки.Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счетЬ вычисления функций вида М = иЕ+а Чс-а( Вс+а(На фиг. 1 приведена структурная схема матричного вычислителя; на фиг. 2-4 - функциональные схемы блоков сумматоров-вычитателей с первой по третью группу соответственно.Матричный вычислитель (фиг. 1) содержит по и сумматоров 1 и 2 первой и второй групп и по и блоков сумматоров-вычитателей 3-5 соответственно первой, второй и третьей групп. Аргументы (, а, с,(, Е, Ъ поступают на входы 6-11 устройства соответственно. Разрядные значения функций ж и -е разряды первого и,второго4 Ь частных значений функции В, и В формируются на выходах 12 и 13 1330 соответственно.Блок 3 (фиг.2) содержит сумматор 14 и вычитатель 15.Блок 4 (фиг. 3) содержит два сумматора 16, вычитатель 17, два сумматора 18 по модулю два и элемент И 19.Блок 5 (фиг. 4) содержит четыре сум" сумматора 20, вычитатель 21 и три ,сумматора 22 по модулю два.Вычислитель реализует вычисление функций: сс с 1 с с с 4с с с4 3 с с 9М9 У Й20 р(;.,) 1В ВзВ В3В4В р ч р Р(,1 . -р(,-11 ДЬ-ср(+а/и+2 ес 9 ) = 0ч рр рч р ч - р 61)1Е-а(у -сВ + а В +2 В ( ) щО (2) которое осуществляется следующим образом.Представим выражение (1) в разрядной форме как Ч 11 ВЬ11 11 1 1 фО = (б,бб) - разрядные векторы,представляющие собой разрядное изображение чисел Ь,с(;, В, Е, О соответ ственно;,"разрядные матрицы, представляющиесобой разрядное иэображение чиселс,(, В при и = 4 соответственно.В общем случае выражение для вы-.числения каждого -го разряда М , Ввекторов М и В могут быть предсавлены для ж соответственно как 45 (.(мающие значение "О", если число положительно, и " 1", если число отрицательно;. ЭОО+ - знак, обозначак(щий операцию сложенИя по модулю два,Вычислитель работает следующим образом,На основе выражений (3) и,(4) фор-З1 мируются разрядные значения м и 8чфункций м, и 8. На выходах г-х сумматоров первой и второй групп формиру-( ( Ю фъ-( ф 1) ются значения 2 Ч;, 2 Ч;На выходах 1-го блока 3 формируются 4 О значения 2 (+1), и 2 Р,. На выходах -х блоков 4 и 5 формируются разрядные значения Й и 1 и промежу(точные результаты Ь, и 2 необходимые для вычислений в следующем раз ряде, Совокупность разрядных значений М и й образует двоичное значение соответствующих функций М и В. Формула изобретения Матричный вычислитель, содержащий по и сумматоров первой и второй групп по и блоков сумматоров-вычитателей первой второй и третьей групп,приУ55 чем каждый блок сумматоров-вычитателей первой группы содержит сумматор и и вычитатель, входы первого и второго слагаемого сумматора блока сумматоров-вычитателей первой группы являются его одноименными входами, выход первого сумматора блока сумматороввычитателей первой группы является выходом суммы блока сумматоров-вычитателей первой группы и подключен к входу уменьшаемого вычитателя, выход которого является выходом разности блока сумматоров соответственно, а каждый блок сумматоров-вычитателей второй и третьей групп содержит первый и второй сумматоры и сумматор по модулю два, входы первого и второго слагаемого первых сумматоров блоКов сумматоров-вычитателей второй и третьей групп являются их одноименными входами., а выходы первых сумматоров подключены к входам первых слагаемых вторых сумматоров блоков сумматоров-вычитателей второй и третьей групп соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет выЬ числения функций вида Ю = иК+а 9с-а(1( 8 в каждом блоке сумматоровс+авычитателей первой группы вход вычитаемого вычитателя и вход стробирования первого слагаемого сумматора являются входами вычитаемого и стробирования первого слагаемого блока сумматоров-вычитателей первой группы, а в каждый блок сумматоров-вычитателей второй группы введены вычитатель,второй сумматор по модулю два и элемент И, первый инверсный и второй входы которого подключены к выходам второго и первого сумматоров по модулю два первые входы которых подключены к входу знакового разряда первого слагаемого блока сумматоров-вычитателей второй группы, а вторые входы - к выходу знакового разряда первого сумматора и входу знакового разряда второго слагаемого блока сумматороввычитателей второй группы соответственно, выход первого сумматора по модулю два подключен к входу стробирования второго слагаемого первого сумматора, выход элемента И и вход второго слагаемого блока сумматороввычитателей второй группы соединены с входом стробирования вычитаемого и входом вычитаемого вычитателя соответственно, вход уменьшаемого которого подключен к выходу второго сум1265765 Ьмладших разрядов с входов первогослагаемого д-го блока сумматоров вычитателей первой группы, вход аргумента Ь вычислителя соединен с входомпервого слагаемого первого блока сумматоров-вычитателей второй группы,вход аргумента с вычислителя соединенсо сдвигом наразрядов в сторонумладших разрядов с входом вычитаемо 10 го -го блока сумматоров-вычитателейпервой группы, вход аргумента Е вычислителя соединен с входом первого слагаемого первого блока сумматоров-вычитателей третьей группы, входы -х1 разрядов аргументови Ч подключены к входу стробирования первого слагаемого д-го блока сумматоров-вычитателей первой группы и входу стробирования второго слагаемого -го блока2 О сумматоров-вычитателей третьей группы соответственно, входы вторых слагаемых первых сумматоров первой ивторой групп и первого блока сумматоров-вычитателей первой группы сое 25 динены с шиной информационного нулявычислителя, вход 1-го разряда аргумента( = 2, ;,и) подключен квходу стробирования третьего слагаемого 1-го блока сумматоров-вычитателей второй группы и входу стробироваматора, вход второго слагаемого и вход стробирования второго слагаемого которого являются входом третьего слагаемого и входом стробирования третьего слагаемого блока сумматоров-вычитателей второй группы, вход и выход знакового разряда которого соединены с выходом вычитателя и выходом второго сумматора по модулю два соответственно, а в каждый блок сумматоров вычитателей третьей группы введены третий и четвертый сумматоры, вычитатель, второй и третий сумматоры по модулю два, первые входы которых соединены с выходом знакового разряда второго сумматора,выход которого соединен с входом первого слагаемого третьего сумматора, выход знакового разряда и выход которого подключен к второму входу третьего сумматора по модулю два и входу первого слагаемого четвертого сумматора, выход которого подключен к входу уменьшаемого вычитателя,вхо вычитаемого, вход стробирования вычитаемого и выход которого являются одноименными входами и выходом блока сумматоров-вычитателей третьей группы, вход третьего слагаемого, вход стробирования второго слагаемого и вход знакового разряда третьего слагаемого которого соединены с входами вторых слагаемых с вторбго по четвертый сумматоров, с входов стробирования второго слагаемого первого сумматора и первым входом первого сумматора по модулю два соответственно, выход которого соединен с входом ,стробирования второго слагаемого второго сумматора, выход знакового раэ 40 ряда первого сумматора подключен к вторым входам первого и второго сумматоров по модулю два, выходы второго и третьего сумматоров по модулю два являются выходами первого и второго знаковых разрядов блока суммато 45 ров-вычитателей третьей группы и соединены с входами стробирования вторых слагаемых третьего и четвертого сумматоров соответственно, вход аргумента а вычислителя соединен со сдвигом на 2 х+1 разрядов в сторону младших разрядов (х=1п) с входами первых слагаемых -х сумматоров первой и второй групп, со сдвигом наразрядов в сторону младших разрядов с вхо-дами вторых слагаемых -х блоков сумматоров-вычитателей третьей группы и со сдвигом на 2 разрядов в сторону ния вычитаемого 1-го блока сумматоров-вычитателей третьей группы, выход знакового .разряда -го блока сумматоров-вычитателей второй группы является выходом 1-го разряда значенияфункции Ы вычислителя и подключен квходу стробирования первого слагаемого -го сумматора первой группы,выходы первого и второго знаковыхразрядов -го блока сумматоров-вычитателей третьей группы являются выходами х-го разряда первого и второгочастных значений функции Й вычислителя и подключены к первому и второмувходам стробирования первого слагаемого -го сумматора второй группы,выходы х-х блоков сумматоров-вычитателей второй и третьей групп подключены к входам первого слагаемого (+1)-хблоков сумматоров-вычитателей второйи третьей групп соответственно, выходсуммы х-го блока сумматоров-вычитателей первой группы подключен к входувторого слагаемого (+1)-го блокасумматоров-вычитателей первой группы,выход разности -го блока сумматороввычитателей первой группы подключенк входам второго и третьего слагае 7 126 мых 1-х блоков сумматоров-вычитателей второй и третьей групп соответственно, выход -го сумматора первой группы соединен с входом третьего слагаемого д-го блока сумматороввычитателей вто 1.ой группы и со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов с входом второго слагаемого 5765 8(х+ 1)-го сумматора первой группы,выход -го сумматора второй группы соединен с входом вычитаемого д-го блока сумматоров-вычитателей третьейгруппы и со сдвигом на один разрядв сторону младших разрядов с входомвторого слагаемого (1+1)-го сумматора второй группы,1265765Составитель А. Ушаков Редактор И,Николайчук Техред В.Кадар Корректор М, Максимишинец Заказ 5665/46 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, 4