Устройство для умножения двоичных комплексных чисел

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 191 11 1)4006 Е 7/5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сптся к цифровойе й может битьлизированныхциф 1 эовой ццетеция является Изобретение отцослительной техник вича испо про форь льзовацо в специа. ессорах обработки ацииЦелью изобр ашецие аппаратурц ецная цель достиг ойство для умцоже лексцых чисел, со блоки 1, 2 суммат -5, выходной блок лцительцо содержи ветствуюгимп связ5 иле нический т. Пос м, что тав чцых входуст 1О,компные о СССР2, 1982,множитематоров,ггели сзп. л 1 ями4)-ль ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЛВОИЧНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛ ых затр ается т ция дво держание оров, у 11 сум т умцожИзобретение относится к цифровойвычислительной технике и может быть использовано н высокопроизводительныхцифровых вычислительных процессорах,прежде всего специализированных,предназначенных для цифровой обработ 30 ки сигналов.Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат, 1 ОНа фиг.1 приведена схема устройства для умножения двоичных комплексных чисел; на фиг,2 и 3 - схемы входного и выходного блоков сумматоров, соответственно; на фиг,4 и 5 - схемы 15 узлов суммирования и вычитания соответственно.Устройство для умножения двоичных комплексных чисел (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 входные блоки 20 сумматоров, первый-восьмой умножители 3-10, выходной блок 11 сумматоров и имеет входы 12, 13 операндов и выход 14.Входной блок 1 (или 2) сумматоров 25 (фиг.2) содержит сумматоры 15-17, вычитатели 18-20, узел 21 суммирования, узел 22 вычитания и имеет входы 23-26 групп разрядов входа входного блока сумматоров, выходы 27-33 входного блок сумматоров.Выходной блок 11 сумматоров (фиг .3) содержит сумматоры 34-37, вычитатели 38-43, узел 44 суммирования, узел 45 вычитания, выходной сумматор 46 и имеет входы 47-54 выходного блока сумматоров и выход 55 выходного блока сумматоровУзел 21 (или 44) суммирования (фиг.4) содержит вычитатель 56, сум матор 57 и имеет входы 58, 59 соответственно действительной и мнимой частей первого слагаемого узла суммирования, входы 60, 61 соответственно действительной и мнимой частей вто рого слагаемого узла суммирования, выходы 62,63 соответственно действительной и мнимой частей результата узла суммирования.Узел 22 (или 45) вычитания (фиг.5) имеет входы 64, 65 соответственно действительной и мнимой частей уменьшаемого узла вычитания, входы 66, 67 соответственно действительной и мнимой частей вычитаемого узла вычитания, выходы 68, 69 соответственно действительной и мнимой частей результата узла вычитания и содержит вычитатель 70 и сумматор 71. Сумматоры 15-17, 34-37, 46 (вычитатели 18-20, 38-43) являются сумматорами (вычитателями) комплексных чисел, т;е. суммируют (вычитают) отдельно действительные и отдельно мнимые части чисел на их входах для образования действительной и мнимойчастей результата.Сумматоры 57, 71 и вычитатели 56,70 выполняют действия над действительными числами,Выходы сумматора 36, восьмого 1 Ои первого 3 умножителей соединены свходами вычитаемого соответственновычитателей 41, 42 и 43 со сдвигомна два двоичных разряда в сторонустарших, при этом на два младших разряда на входе вычитаемого указанныхвычитателей поступает логический нуль.Выходы вычитателя 4 1, вычитателя42, узла 44 суммирования, вычитателя 43, сумматора 36 и умножителя 10соединены соответственно с вторым,третьим, четвертым, пятым, шестым иседьмым входами выходного сумматора46 со сдвигом соответственно наИ/4-2, И/2-2, 3 М/4-2, И, 5 И/4 и6 И/4 разрядов, где И - разрядностьоперандов. Сдвиг производится в сторону старших разрядов, младшие разряды при этом заполняются нулями.Первый-восьмой умножители 3-10 являются умножителями комплексных чисел,Устройство для умножения двоичныхкомплексных чисел работает следующимобразом.Пусть а, а г, ад, а 4 - К-разрядные комплексные числа, образованные соответственно первой, второй,третьей и четвертой четвертью разрядов 4 К-разрядного первого операндаа ф г,е, КмПервый операнд поступает на вход12 устройства, или более подробно,числа а, а, аь и а 4 поступаютсоответственно на входы 23, 24, 25и 26 первого входного блока 1 сумматоров, На выходах сумматора 16, сумматора 17, вычитателя 18 и вычитателя 19 получаем соответственноВв = а + ал, ъ В, =а, + а 4;1 лг = ам 4 о1 з = аг анНа первом, втором, третьем, четвертом, пятом, шестом и седьмом выходах 27-33 первого входного блока 1сумматоров получаем соответственно1424015 Нлл + 844, Ьлэлэ Ь(б д(2 "д(Э (6(Э Ьлл Ь 44 Ь(- а,; Ьгдлг а 4 5 где 1 - мнимая единица.Аналогично представим второй 4 Кразрядный операнд, поступающий навход 13 устройства: 1 Оа = а + а 2" +2 а +2"а 24г 2 гггде а, аег, агк и а 24 К-Разрядныекомплексные числа.2 э + 24 Ь 2 э = гэ - 24 Ь 25 д 22 1 д 2 Э 4 а 2( Ьег д 22 +.дгЭ агэ Ь 22 Ьлл Ь 24 Ь 26 Полученные суммы с выходов первого и второго"входных блоков 1, 2 сумматоров поступают на входы первогоЬллЬ 24щ - Ьлг Ьггщ эп 14 = Ь 44, Ь 24 щ = Ьлд, Ьы п 16 Ьлб27 щу = ЬЛ 7, Ьгб щ Д Ь(7 ЬгтПолученные на выходах первого- восьмого умножителей 3-10 частичные произведения щ 4;.щ поступают соответственно на первый-восьмой входы 47-54дл = П 12 - щ82 = щ 2+ Ъ; щ 4 + щ 8 с щс + Э Е 4 5 745 вычитания вычи 35 суммирования и соответственно дС = 82 - Бк;52= 52+ 5 К40 д 7 = Яде - 486 д 8 = дб - 4 щ дз = 87- 4 щ Число щл поступает на первый вход выходного сумматора 46, числа д 7, д,45 882 дд Б и щ 4 поступают соответственно на второй-седьмой входы выходного сумматора 46 со сдвигом соот-г РкЭ4 к 54= щл + 2 д + 2 дЯ + 2, 552 + 2 5 к скдз+ 2 56+ 2 щк Узел 21 (или 44) суммирования работает следующим образом.Пусть на входы узла 2 1 суммирования поступают комплексные числа Е 4 =ОХл + 1 У 4 и 22 = Х 2 + 1 У 2, Действительные числа Хл Ул, Хг и У 2 поступают соответственно на входы 58-61 узла 21 суммирования. На выходах дейНа выходах узлатателя 40, узла 44сумматора 37 имеем 8 дг = д 4 882 = д 4 + ЫУ; Числа а, а,г, а и а,4 поступают на входы 23-26 второго входного блока 2 сумматоров, На выходах сумматоров 16 17 вычитателей 18, 19, а также на первом-седьмом выходах 27-33 второго входного блока 2 сумматоров соответственно получаем5 гэ = а ( + агэ 524 -- агг + а 24 с 12, = аг( - агь , д= агг а 24восьмого умножителей 3-10, на выходахкоторых получаем соответственно выходного блока 11 сумматоров, На выходах вычитателя 38, сумматора 34,вычитателя 39, сумматоров 35, 36 получаем соответственно Числа Бь щ и щ поступают на вторые входы соответственно вычнтателей 41-43 со сдвигом на два двоичных разряда в сторону старших, на их выходах соответственно получаем ветственно на К, 2 К, ЗК4 К,5 К, 6 К двоичных разрядов в сторонустарших.На выходе 55 выходного сумматора46 получаем искомьп( результат: ствительной 62 и мнимой 63 частей результата получаем соответственно Х - Уе, У = Х 2+ У 7, Узел 22 (или 45) вычитания работает аналогично.Пусть на его входы поступают комплексные числа 24 = Х 4 + 1 У 4 и Ее- Хг + 1 Уг. Числа Х, УлХе и Уе10 15 20 30 35 55 поступают на входы бчузла 22 вычитания, Нд его ьжодах б 8 и 69 получаем соответственноХ = Х,1 + УрУ = У 1Дополнительный положительный эффект изобретения состоит в повышении быстродействия,Формула изобретения 1, Устройство для умножения двоичных комплексных чисел, содержащее два входцьж блока сумматоров, три умно- жителя, выходной блок сумматоров, причем входы первого и второго опердцдо устройства соединены с входами соответстующцх входных блоков сумматоров, первый, второй и третий выходы первого входного блока сумматоров соедицепы соответственно с входами первого сомножителя первого, второго итретьего умножителей, входы второгосомножителя которых соединены соответственно с первым, вторым и третьимвыхолдми торого входного блока сумматоров, выходы первого, второго итретьего умножителей соединены соотетстеццо с перым, вторым и третьимвходдмц ыходцого блока сумматоров,ьжод которого яляется выходом устройстд, о т л ц ч д ю щ е е с ятем, что, с целью сокращения аппаратурцых затрат, оцо содержит с четвертого по восьмой умцожители, причемыходы с четвертого по седьмой первого входного блока сумматоров соединены соответствеццо с входами первогосомножителя с четвертого по седьмойумножителей, входы второго сомцожителя которых соединены соответственно с четертым, пятым, седьмым и шестым выходами второго входного блокасумматоров, выходы умножителей с четвертого по восьмой соединены соответствецно с входами с четвертого повосьмой вьгходцого блока сумматоров,входы первого и второго сомножителей восьмого умцожителя соединены соот-,ветствеццо с седьмыми выходами первого и второго входцьж блоков сумматоров,2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что входной блок сумматоров содержит три сумматора, три вычитателя, узел суммирования и узел вычитания, причем входы первого и второго слагаемьж первого сумматора соединены соответственно с выхода 40 45 50 ми второго и третьего сумматоров,вход первого слагаемого второго сумматора соединен с входом уменьшаемогопервого вычитатгля и является входомпервой группы разрядов входа входного блока сумматоров, вход второйгруппы разрядов входа которого соединец с входом первого слагаемого третьего сумматора и с входом уменьшаемого второго вычитдтеля, вход второго слагаемого второго сумматора соединен с входом вычитаемого первоговычитателя и является входом третьейгруппы разрядов входа входного блокасумматоров, вход четвертой группыразрядов входа которого соединен с входом второго слагаемого третьего сумматора и с входом вычитаемого второго вычитателя, выходы второго итретьего сумматоров соединены соответствецно с входами уменьшаемого и вычитаемого третьего вычитателя, выход первого вычитателя соединен свходом первого слагаемого узла суммирования и с входом уменьшдемого узла вычитания, вход вычитаемого которого соединен с входом второго слагаемого узла суммирования и с выходом второго вычитателя, вход первогослагаемого второго сумматора, выходы первого сумматора и третьего вычитателя, выходы результата узловсуммирования и вычитания, входы вы-читаемого первого и второго вычитателей являются соответственно выходами с первого по седьмой входного блокд сумматоров.3. Устройство по п.1, о т л и ч д и щ е е с я тем, что выходной блок сумматоров содержит четыре суммдторд, шесть вычитателей, узел суммирования, узел вычитания и выходной сумматор, причем первый вход выходного блока сумматоров соединен с входом первого слагаемого выходного сумматора, выход которого является выходом выходного блока сумматоров, второй вход которого соединен с входом умецьшаемого первого вычитателя и с входом первого слагаемого первого сумматора, вход второго слагаемого которого соединен с входом вычитаемого первого вычитателя и является третьим входом выходного блока сумматоров, четвертый вход которого соединенс входом уменьшаемого второго вычитателя и с входом первого слагаемоговторого сумматора, вход второго слагаемого которого соединен с входом вычитаемого второго вычитателя и является пятым входом выходного блока сумматоров, шестой и седьмой входы которого соединены соответственно с входами первого и второго слагаемых третьего сумматора, выход первого вычитателя соединен с входом уменьшаемого узла вычитания и с входом перво О го слагаемого узла суммирования, вход второго слагаемого которого соединен с входом вычитаемого узла вычитания и с выходом второго вычитателя, выход первого сумматора соединен с входом уменьшаемого третьего вычитателя и с входом первого слагаемого четвертого сумматора, вход второго слагаемого которого соединен с входом вычитаемого третьего вычитателя и с выходом второго сумматора, выход результата узла вычитания соединен с входом уменьшаемого четвертого вычи 1 тателя, выход которого соединен с входом второго слагаемого выходного 2 Б сумматора, вход третьего слагаемого которого соединен с выходом пятого вычитателя, вход уменьшаемого котороГо соединен с выходом третьего вычитателя, выход четвертого сумматора и вход первого слагаемого выходного сумматора соединены соответственно с входами уменьшаемого и вычитаемого шестого вычитателя, выход которого соединен с входом четвертого слагае 35 мого выходного сумматора, вход пятого слагаемого которого соединен с выходом результата узла суммирования, выход третьего сумматора соединен с входом вычитаемого четвертого вычитателя и с входом шестого слагаемого выходного сумматора, вход седьмого слагаемого которого соединен с входом вычитаемого пятого вычитателя и является восьмым входом выходного блокасумматоров.4, Устройство по пп.2 и 3, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что узел суммирования содержит вычитатель и сумматор, причем входы действительной и мнимой частей первого слагаемого узла суммирования соединены соответственно с входом уменьшаемого вычитателя и с входом первого слагаемого сумматора, выходы которых являются соответственно выходами действительной и мнимой частей результата узла суммирования, входы действительной и мнимой частей второго слагаемого которого соединены соответственно с входом второго слагаемого сумматора и с входом,вычитаемого вычитателя.5. Устройство по пп.2 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел вычитания содержит вычитатель и сумматор, причем входы действительной ио мнимой частей уменьшаемого узла вычитания соединены соответственно с входом первого слагаемого сумматора и с входом уменьшаемого вычитателя, выходы которых являются выходами действительной и мнимой частей результата узла вычитания, входы действительной и мнимой частей вычитаемого которого соединены соответственно с входом вычитаемого вычитателя и с входомвторого слагаемого сумматора.1424015 ректор С.Шекмар А.Маковск еда раж 704 Подписное Заказ 4688/5 Производст Проектная цн олиграфическое предприятие, г. Ужгор ВНИИПИ Го по дел 3035, МоскСоставитель А.Кл Техред М.Ходанич дарственного комитета СССР изобретений и открытий Ж, Раская наб., д, 4