Устройство для умножения

ОП ИСАНИЕИвавркткНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоцкалистическикРеспублик 997031(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 200781 (21) 3317904/18-.24 Я 1) М Кп э с присоединением заявки М -606 Р 7/49 Государственный комитет СССР оо делам изобретений. и открытийДата опубликования описания 150283 В.В. Роздобара, И,А. Баранов, Г;В. Крейез,с ВП. Пачугин и И.И. Захарчук:.".Изобретение относится к вычисли-.тельной .технике и предназначено дляумножения чисел, представленных многоразрядными двоичными параллельными кодами.Известно устройство для умножения на два разряда множителя, содержащее регистр множимого, регистрмножителя, группу элементов и, сумматор, схему управления умножением, на два разряда 11),Наиболееблизким к предлагаемомуявляется устройство для умножения,содержащее регистр множимого, регистрмножителя, сумматор, три элемента Ии блок таблицы умножения, первыйи второй входы которого соединеныс выходами двух младших разрядоврегистра множителя, а первый, второйи .третий выходы блока таблицы умножения соединены соответственно спервыми входами первого, второго итретьего элементов И, вторые входыкоторых подключены к выходам регистра мвожимого , а выходы элементовИ подключены к информационному входусумматора 2).Однако в известных устройствахдля умножения невозможно умножатьодновременно на два разряда множите ля числа, представленные в виде мно-горазрядных параллельных "золотых"кодов,Целью изобретения является расширение функциональных возможностейи повышение контролеспособностиустройства за счет выполнения операции умножения "золотыхф кодов1 п Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для умножения,содержащее регистр множимого, регистр множителя, сумматор, три группы элементов И и блок таблицы умножения, первый и второй входы которого соединены с выходами двух младших разрядов регистра множителя, апервый, второй и третий выходы блока таблицы умножения соединены соответственно с первыми входами первой,второй и третьей, группы элементовИ, вторые входы которых подключенык выходам регистров множимого, а вы"ходы групп элементов и подключенык информационному входу сумматора,содержит первый и второй блокиконтроля., информационные входы которых соединены соответственно с выходами регистра множимого и регистра множителя, а управляющие входы -с первым управляющим входом устрой 997031ства и с первым управляющим входом сумматора, второй управляющий вход которого соединен со вторым управляющим входом устройства, выходы блоков контроля и сумматора соединены с выходом устройства. 5Кроме того, сумматор содержит блок коммутации, комбинационный сумматор, регистр частичных производе. ний и блок нормализации, причемпервый, второй и третий информаци онные входй блока коммутации соединены соответственно с информационным входом сумматора, выходом регистра частичных произведений и вторым входом комбинационного сумматора, 15 первый и второй управляющие входы блока коммутации соединены соответственно с первым и вторым удравляющими входами сумматора, первый и второй выходы блока коммутации"сое динены соответственно со входом комбинационного сумматора и выходом сумматора, первый выход комбинационного сумматора соединен с первым вхо:дом регистра частичных произведений, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и инФормационным входом блока нормализации управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом сумматора.1Блок контроля содержит элементы И, количество которых равно разряд ности множимого минус единица, и элемент ИЛИ, причем первые входы Э 5 элементов И подключены к управляющему входу блока, второй вход 1-го элемента И подключен к третьему входу.1-1 -го элемента И и к 1-у информационному входу блока, выходы эле ментов И подключены к соответствую- . щим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока конт. роля."Золотые" коды являются кодами степенной избыточной системы счисления с иррациональным основанием с являющимся положительным корнем уравнения х -х - 14+4 в 50аВеса в "золотых" кодах имеют следующие свойства;55 как в двоичной классической системе счисления,И и.как в двоичной Фибоначчиевой системе: 60 счисления.Операции свертки, развертки, сложения, вычитания,.кодирования отрицательных чисел и основные контрольные соотношения для "золотых" кодов 65 аналогичны соответствующим операциям для кодов фибоначчи. Операции ум .ножения и деления чисел в "золотых"кодах аналогичны соответствующим онерациям в двоичной системе счисления,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - блок-схема контроля с регистром множимого, на фиг. 3 - один разряд блока коммутацииф на фиг. 4 - один разряд блока нормализации.Устройство содержит регистр множимого 1, регистр множителя 2, три группы элементов И 3-5, блок таблицы умножения 6, сумматор 7, первый блок контроля 8, второй блок контроля 9, блок коммутации 10, комбинационный сумматор 11, регистр частичных произведений 12, блок нормализации 13. Первый и второй входы блока коммутации подключены соответственно к первому и второму управляющим входам 14 и 15 устройства. Выход сумматора и выходы первого и второго блоков контроля подключены к выходу 16 устройства.Блок контроля 8 содержит элементы И 17, элемент ИЛИ 18, причем число элементов И равно разрядности множимого минус единица, первые входы элементов И подключены к управляющему входу блока, выход элемента ИЛИ 18 является выходом блока контроля.Один разряд блока коммутации 10 содержит элементы И 19-27 и элементы ИЛИ 28-30. Первые входы элементов И 19-22 подключены к информационным входам 31-34 блока коммутации. Первые входы элементов И 23-25 соединены соответственно с первыми входами элементов И 20-22. Вторые входы элементов И:19-22 подключены к первому управляющему входу 14 устройства, вторые входы элементов И 23-25 подключены ко второму управляющему входу 15 устройства. Выходы элементов ИЛИ 28-30 являются соответственно информационными выходами 35-37 блока коммутацииВыход элемейта И 26 подключен к выходу 16 устройства.Один разряд блока нормализации 13 содержит элемент НЕ 38, элементы И 39-41, элемент ИЛИ 42. Первые входы элементов И 39-41 подключены к первому управляющему входу 14 устройства.Вторые входы элементов И 39-41 подключены соответственно к информационным входам 43, 44 и 46 блока нормализации. Третьи входы элементов И 40 и 41 подключены соответственно к информационным. входам 45 и 47 блока нормализации, четвертый вход элемента И 41 подключен .к информационному входу 48 блока нормализации. Выходы элементов ИЛИ 42 и И 41 подключены соответственно к инФормациОнным выходам 49 и 50 блоканормализации.Устройство работает следующимобразом,В случае умножения чисел, представленных фзолотыми" 1 - кодами,на первом управляющем входе 14 уст- .ройства устанавливается разрешающийпотенциал, который запускает блокиконтроля 8 и 9, В блоках контроля8 и 9 происходит контроль кодов множимого и множителя на нормальность,т,е, отсутствие единиц в двух соседних разрядах кода. Если это условиене выполняется, блоки контроля выдают сигнал ошйбки на выход 16 устройства.Если коды множимого и множителя,удовлетворяют условию нормальности,начинается процесс умножения. Двамладших разряда множителя йоотупаютв .блок 6 таблицы умножения. Возможны три значения пары млаФайх разрядов множителя:00 - множимое не поступает насумматор 7; 01 - множимое поступаетв сумматор 7 через группы элементовИ 3-5 без сдвига; 10 -множимое по"ступает в сумматор 7 через группыэлементов И 3-5 со сдвигом на 1 разряд влево,В сумматоре 7 происходит сложениепоступившего кода множимого с кодом,находящимся в регистре частичныхпроизведений 12, Одноименные разряды"золотых" кодов складываются поправилу, заданному таблицей0+000+111+От 11 + 11001При сложении единиц в 1 разрядах слагаемых возникает перенос единицы в6+1)-й и ( В -2)-и разряды суммы еКаждый разряд суьвиторареализующего данный способ сложения, имеет 4 входа а не 3, как в обычной двоичной ариФметике). Однако прн сложении кодов в нормальной Форме появление четырех единиц одновременно на всех входах сумматора невозможно. Поэтому для сложения "золотых" кодов используется комбинационный сумматор 11, на вход которого с блока коммутации 10 поступают преобразованные , значения слагаемых и переносов.Схема одного 3 -го разряда блока коммутации представлена на Фиг. 3На вход 31 поступает перенос с 9 +2)-го разряда комбинационного сумматора 11, на входы 32 и 33 значения одноименных разрядов слагаемых соответственно с групп элементов И 3-5 и регистра частичных произведений 12, на вход 34 - переносс3 -1)-го разряда комбинационногосумматора 11. На выходы 3-7. блокакоммутации поступают преобразованныезначения слагаемых и переносов, ко-,торые суммируются по обычным правичлам двоичной арифметики. Если навходы 32-34 одновременно. поступаюттри единицы, то сигнал ошибки с бло фка коммутации поступает на выход 16 10 устройства.Полученная сумма в ненормализованном виде поступает с комбинационного сумматора на регистр частичныхпроизведений 12. В блоке нормализа-ции 13 код, находящийся в.регистречастичных произведений, приводится кнормальной Форме с помощью операциисвертки д 1111 --111 -110 20 ш ФЛ ьСхема одного -го разряда блоканормализации представлена на Фиг, 4.На входы 43 и 44 1-го разряда блока нормализации поступают инверсныезначения (8+2)-гои И+1)-го разрядов регистра частичных произведений 12, на входы 45 и 46 - прямоеи инверсное значение 1 -го разрядарегистра 12, на входы 47 и 48 - пряЗц мые значения (В -1)-го иВ -2)-горазрядов регистра 12. На выходах 49и 50 блока нормализации образуются.сигналы установки Г-го разряда регистра частичных произведений соот ветственно в ноль. и единицу.После приведения кода в регистречастичных произведений к нормальнойформе осуществляется сдвиг содержимого регистра множителя и регистра 40 частичных произведений вправо надва разряда, и процесс умножения наочередную пару младших разрядов множителя повторяется.Для умножения чисел в двоичнойсистеме счисления на вторую управляющую шину 15 подается разрешающий потенциал, а на первую управляющуюшину 14 - запрещающий. При этом отключаются блоки контроля 8 и 9 иблок нормализации 13. Блок коммута,ции 10 настраивается на суммированиев каждом разряде комбинационногосумматора одноименных разрядов очередного частичного произведения, накопленной суммы частичных произведе ний и переноса иэ пред дущего разрядакомбинацИонного сумматора.Введение новых блоков и связейпозволяет расширить функциональныевозможности устройства для умножения и умножать числа, представленныев "золотой" системе счисления, об-.ладающей высокой ошибкообнаруживающей способностью.При этом достигаются уменьшение 65 аппаратурных затрат в 1,4 раза ыосравнению со случаем, когда умножение чисел в двоичной системе счисления и в "золотой" системе счисления выполняется в разных устройствах; повышение достоверности обрабатываемой информации за счет контроля 5 устройства при умножении чисел в "золотой" системе счисления. Например, блоки контроля, контролирующие 40-разрядные регистры множимого и множителя, обнаруживают 99 пере ходов из разрешеннойнормальной) кодовой комбинации в любую возможную. Кроме того, контролируется процесс сложения кодов в сумматоре.Объем контролирующей аппаратуры 15 в предлагаемом устройстве составляет всего 7 от общих аппаратурных затрат, в то время как в известных контролируемых устройствах, использующих контроль по модулю два, объем контролирующей аппаратуры достигает 50. формула изобретения 251. Устройство для умножения, содержащее регистр множимого, регистр множителя, сумматор, .три группы элементов И, блок умножения, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами двух младших разрядов регистра множителя,. а пер,вый, второй и третий выходы блока умножения соединены соответственно с первыми входами первой, второй и третьей группы элементов И, Вторые входы которых подключены к выходам регистра множимого, а выходы блоков элементов И подключены к информационному входу сумматора, о т л и - 40 ч а ю щ е е с я .тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения контролеспособности устройства за счет выполнения .операции умножения "золотых" кодов, уст ройство содержит первый и второй блоки контроля, информационные входы которых соединены соответственно с выходами регистра множимого и регистра множителя, а управляющие входы - 50 с первым управляющим входом сумматора, второй управляющий вход которого соединен с вторым управляющим входок устройства, выходы блоков контроля и сумматора соединены с выходом устройстваа.2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтосумматор содержит блок коммутации, комбинационный сумматор, регистр частичных произведений и блок нормализации, причем первый, второй и третий информационные входы блока коммутации соединены соответственно с информационным входом сумматора, выходом регистра частичных произведений и вторым входом комбинационного сумматора, первый и второй управляющие входы блока коммутации соединены соответственно с первым и вторым управляющим входами сумматора, первый и второй выходы блока коммутации соединены соответственно с входомкомбинационного сумматора и выходом сумматора, первый вход.комбинационного сумматора соединен с первым входом регистра частичных произведений, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и информационным входом блока нормализации, управляющий вход которого соединен с первым .Управляющим входом сумматора.3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля содержит элементы И, количество которых равно разрядности множимого минус единица, и элемент ИЛИ,причем первые входы элементов Иподклюиены к управляющему входу блока, второй вход-го элемента иподключен к третьему входу (1 +1 )-гоэлемента И и к-у информационномувходу блока, выходы элементов И подключены к соответствующим входамэлемента ИЛИ, выход которого подключен. к выходу блока контроля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Соловьев ГН Арифметическиеустройства ЭВМ. М., "Энергия", 1978.2. Хетагуров Я.А. и др. Основыинженерного проектирования УЦВМ.М., "Советское радио", 1972 (прототип).997031 Составитель Н. Захарева Техред К.Мыцьо орректор А. Грицен дактор Т. Ве Заказ 935/67 но ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Фираж 704 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушска