SU1615706A1 - Multiplying device - Google Patents
Multiplying device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1615706A1 SU1615706A1 SU884626198A SU4626198A SU1615706A1 SU 1615706 A1 SU1615706 A1 SU 1615706A1 SU 884626198 A SU884626198 A SU 884626198A SU 4626198 A SU4626198 A SU 4626198A SU 1615706 A1 SU1615706 A1 SU 1615706A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- register
- multiplier
- registers
- bits
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике и может найти применение в высокопроизводительных машинах и системах. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи за счет введени двух регистров, двух коммутаторов, двух сумматоров и соответствующих св зей. Устройство работает по принципу конвейера, за счет наличи в нем регистров частичных произвеений, причем в каждом цикле осуществл етс умножение на очередные P разр дов старшей и младшей частей множител , (где P*983), и в процессе умножени простой основной части оборудовани сведен к минимуму. 3 ил.The invention relates to digital computing and can be used in high-performance machines and systems. The aim of the invention is to increase the speed by introducing two registers, two switches, two adders and corresponding connections. The device operates according to the conveyor principle, due to the presence of partial product registers in it, and each cycle is multiplied by the next P bits of the higher and lower multipliers, (where P * 983), and in the process of multiplying the simple main equipment is reduced to the minimum. 3 il.
Description
Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике,.предназначено дл умножени чисел, представленных в двоичной системе счислени , и может найти применение в качестве операционного блока в высокопроизводительных вычислительньк машинах и системах.The invention relates to digital computing, is intended to multiply the numbers represented in the binary number system, and can be used as an operation unit in high-performance computing machines and systems.
Целью изобретени вл етс повышение быстродействи .The aim of the invention is to increase speed.
В устройстве операнды - положительные числа, представленные в видеIn the device operands are positive numbers, represented as
А 21а; 2 , а; 6fo,l, где А A 21a; 2, a; 6fo, l, where a
... двоичный п-разр дный код числа А. Выполнение операции умножени в устройстве основано на таблично-алгоритмическом методе умножени с использованием конвейеризации за счет совмещени во времени получени элементарных произведений... the binary p-bit code of the number A. The execution of the multiplication operation in the device is based on the tabular-algorithmic multiplication method using pipelining by combining in time the production of elementary products
лl
У..2-и накоплени частичных произведений и распараллеливани за счет совмещени во времени вычислени произведений множимого на старшую и .младшую части множител .U..2 is the accumulation of partial products and parallelization by combining in time the calculation of the products of the multiplicand by the upper and lower parts of the multiplier.
tttt
Пусть X х- 2 и YLet X x - 2 and Y
множимое и множитель соответственно, где X ; и у - значени i-x разр дов кодов сомножителей. Тогда дл представлени точного результата Z X«Y требуетс 2п-разр дный двоичный код.multiplier and multiplier respectively, where X; and y are the values of the i-x bits of the multiplier codes. Then, a 2n-bit binary code is required to represent the exact result of Zx "Y.
Процесс вычислени произведенийThe process of calculating works
Z запишетс в виде л лZ is written in the form l
Z z:(Y:z:x,-( ).(2 г, (1) -I Z z: (Y: z: x, - (). (2g, (1) -I
где X where is x
X;х X; x
1+1 1 + 1
к to
,Чр-1 двоично-кодированна цифра кода множимого в ка(онической, Chr-1 is a binary-coded digit of the code of the multiplicand in a caus
аbut
СП SP
позиционной системе счислени с основанием q positional number system with base q
y;yj4.f -yj+p-i двоично- кодированна циЛра кода множител . y; yj4.f -yj + p-i is a binary-coded cylinder of the multiplier code.
Если Y представить как сумму старшей и младшей частей:If Y is presented as the sum of the older and younger parts:
ОABOUT
22
ИЛIL
у;гда процесс вычислени Z where; the process of calculating Z
(2) запишетс (2) will be recorded
вид ifview if
Z Z
, ,
J. ,РЧx: (2) ).( +J., RFCx: (2)). (+
(Y(Y
(2V ).2 r(2V) .2 r
(3)(3)
Таким образом, п роцесс умножени состоит из однотипных повтор ющихс циклов . Во врем очередного j-ro цикла j -го частичное произведение Y р.cr.jThus, the multiplication process consists of repetitive cycles of the same type. During the next j-ro cycle, the jth partial product of Y p.cr.j
Д- X ; 2 множимого на очередные D- X; 2 multiplicands on the next
р разр дов старшей части множител bits of the highest part of the multiplier
п „ вычисл етс на К умножител х, n is calculated by K multipliers,
пP
наon
РR
30thirty
выполн ющих операцию умножени р-разН р дного двоичного кода Y: на р-раз-- р дньм двоичньй код X, с образованием произведени разр дности 2р, Далее элементарные произведени собираютс в п + р двоично-разр дный код частичного произведени х YCT.J на 35 сумматоре, одновременно на тех же К умножител х формируютс элементарные произведени X на очередные р разр ов младшей части множител Y, которые затем собираютс в частичное роизведение на другом сумматоре.performing the multiplication operation of the p-times of the binary binary code Y: by the p-fold of the binary code X, with the formation of a product of 2p. Then the elementary products are assembled into the n + p binary-bit code of the partial products of YCT. J on the 35 adder, at the same time on the same K multipliers, elementary products of X are formed by successive rains of the younger part of the multiplier Y, which are then assembled into partial production on another adder.
Наличие регистров частичных произ ведений при соответствующем управлении позвол ет организовать конвейер ри вычислении X или Х- Yд,д, когда в один и тот же момент времени на соответствующем сумматоре формируетс частичное произведение X YpT.jV, MAji-i) а на другом сумматоре формируетс сумма частич «-ОThe presence of partial product registers with appropriate control allows organizing a pipeline to calculate X or X-Yd, d, when at the same time a partial product X YpT.jV, MAji-i is formed on the corresponding adder and on the other adder the sum of the parts "-O
4040
4545
5050
ных произведений ZJ..T.J X YCT.J (или ZZJ..T.J X YCT.J (or Z
+ + X Y+ + X Y
мд. 1md one
ссы или Xssy or X
ZCT.I.. --i7 9-Р ZCT.I .. --i7 9-P
Zw,j., 2 Zw, j., 2
++
++
YMA.() Процессы вычислени YMA. () Calculation Processes
cT.j-n WA.j овмещены во времени. cT.j-n WA.j are shifted in time.
MA.MA.
ГR
и Zand Z
ct.Jct.J
5555
После вычислени --- п-разр дныхAfter calculating --- n-bit
10ten
1515
00
5five
00
5 five
00
5five
00
5five
Z - Zj происходит суммирование на одном из сумматоров Z- и п старщих разр дов Z. В результатеZ - Zj is summed on one of the adders of Z- and n most significant bits of Z. As a result
33
определ ютс --- п старших разр довare determined --- n high order bits
Z, а младшие -|- разр дов опредены при вычислении Z,,.Z, and the lower - | - bits are defined when calculating Z ,,.
На фиг.1 приведена функциональна схема устройства дл умножени ; на фиг.2 - относительна временна развертка сигналов на выходах блока синхронизации; на фиг.З - пример реализации блока синхронизации.Figure 1 shows the functional diagram of the multiplier; figure 2 is a relative time scan of the signals at the outputs of the synchronization unit; on fig.Z - an example of the implementation of the synchronization unit.
Устройство (фиг.1) содержит регистры множимого 1 и младшей части множител 2, К умножителей 3 - 3,, второй сумматор 4 элементарных произведений , второй сумматор 5 частичных произведений, блок 6 синхронизации , регистр 7 старшей части множител , первый коммутатор 8, первый сумматор 9 элементарных произведений, первый 10 и второй 11 регистры частичных произведений, второй коммутатор 12, первый сумматор 13 частичных произведений , регистры старшей 14 и младшей 15 частей результата.The device (figure 1) contains the registers of multiplicable 1 and the younger part of the multiplier 2, K multipliers 3 - 3 ,, the second adder 4 elementary works, the second adder 5 partial works, block 6 synchronization, register 7 older parts of the multiplier, the first switch 8, the first adder 9 elementary products, the first 10 and second 11 registers of partial products, the second switch 12, the first adder 13 partial products, registers older 14 and younger 15 parts of the result.
Блок 6 синхронизации (фиг.З) содержит выходы 16-21, вход 22 пуска, тактовый вход 23, RS-триггер 24,элемент И 25, счетчик 26 и элемент 27 пам ти.Synchronization unit 6 (FIG. 3) contains outputs 16-21, start input 22, clock input 23, RS flip-flop 24, AND 25, counter 26 and memory element 27.
Регистр 1 множимого предназначен дл хранени множимогоRegister 1 of the multiplier is intended to store the multiplicand.
х i:x;(2 r Хх,.. (2)- .x i: x; (2 r Хх, .. (2) -.
Регистр 7 старшей части множител .сдвиговый , разр дный, причемRegister 7 of the higher part of the multiplier. Shift, bit, and
сдвиг осуществл етс на р разр дов, предназначен дл хранени Y.the shift is carried out by a number of bits, intended for storage Y.
Умножители 3 - 3|( предназначены дл вычислени очередного элементарного произведени X ;-Yj, i ,.., ...,К, имеют два р-разр дных входа и 2р-разр дный выход. В качестве умножителей могут быть применены одно- тактные матричные умножители или ПЗУ с прошитой таблицей умножени в 2 -ной системе счислени .The multipliers 3 - 3 | (designed to calculate the next elementary product X; -Yj, i, .., ..., K, have two p-bit inputs and a 2p-bit output. As multipliers, one can use clock matrix multipliers or ROMs with a stitched multiplication table in a 2-number system.
Первьй коммутатор 8 - р-разр д- ньй, предназначен дл передачи на вход умножителей , соответствующих р разр дов с регистра 7 или 2.The first switch 8 - p-bit d-ny, is designed to transmit to the input multipliers corresponding to the p bits from register 7 or 2.
Регистр 2 М)1адшей части множитеRegister 2 M) 1 part multiply
значений Z . и Z дддZ values. and Z ddd
дл определени л - -|- + р-разр дньй, сдвиговый.to determine l - - | - + p-bit dny, shear.
причем сдвиг осуществл етс на р р зр дов, предназначен дл хранени moreover, the shift is carried out by a number of orders, intended for storage
АЛАПервый и второй сумматоры 4 и 9 элементарных произведений - п-раз- р дные, предназначены дл формировани старших п разр дов частичных произведений Y, X и Y,. X соответственно . ALA The first and second adders of 4 and 9 elementary products, n-bit, are designed to form the higher n bits of the partial products of Y, X, and Y ,. X respectively.
Первый и второй регистры П и 10 частичных произведений ,- n p-paзp д- ные, предназначены дл хранени частичных произведений YJ,д X и YfT-ГХ соответственно, п разр дов которых поступ :.от из соответствующего сумматора 4 и 9, а младшие р разр дов - из умножител 3,.The first and second registers P and 10 partial products, n p-Parse, are intended for storing partial products YJ, q X and YfT-GC, respectively, n bits of which are received: from the corresponding adder 4 and 9, and younger bits are from multiplier 3 ,.
Второй коммутатор 12 предназначен дл передачи на вход второго слагаемого сумматора 13 частичных произведений операнда из регистра 10 частичных произведений или старших п разр дов регистра 15 младшей части результата .The second switch 12 is designed to transmit to the input of the second term of the adder 13 partial products of the operand from the register of 10 partial products or higher n bits of the register 15 lower part of the result.
Сумматор 5 частичных произведений - двухвходовый, пз-р-разр дньш, предназначен дл вычислени значе- .The adder of 5 partial products - two-input, pz-p-bit dnsh, is designed to calculate the value of-.
Сумматор 13 частичных произведе- 3 НИИ - двухвходовый, --- п-разр дный,The adder 13 partial products - 3 research institutes - two-input, --- n-bit,
предназначен дл вычислени значений Zp-r j и суммы Z Z f-f + .designed to calculate the values of Zp-r j and the sum of Z Z f-f +.
Регистр 14 старшей части произве3Register 14 of the highest part of the product
дени - --- п + р-разр дньй,сдвиговый , причем сдвиг осуществл етс на р разр дов. Регистр 15 |- п+р-разр дный , сдвиговый, причем сдвиг осуществл етс на р разр дов.The day is --- n + p-bit dny, shear, and the shift is made by p-bits. Register 15 | - n + p-bit, shift, and the shift is carried out by p bits.
Блок 6 синхронизации обеспечивает формирование последовательностей управл ющих сигналов (фиг.2),The synchronization unit 6 provides for the formation of control signal sequences (FIG. 2),
Уст15ойство работает следующим образом .The device operates as follows.
3 исходном состо нии в регистре 1 находитс множимое X, в старших разр дах регистра 2 - младша часть множител Yддд, в регист эе 7 - старша .часть множител YC,-, регистры 10, 11 14 и 15 обнулены (на фиг.1 цепи сброса и питани не показаны).3 of the initial state in register 1 is the multiplicand X, in the higher bits of register 2 - the younger part of the multiplier Uddd, in register ee 7 - the highest part of the multiplier YC, -, registers 10, 11 14 and 15 are cleared (in Fig. 1 reset and power not shown).
В каждом цикле по сигналу на выходах 19, 21 и 17 блока синхронизации происход т формирование К элементарных произведений , i 1,...,К, сдвиг содержимого регист157066In each cycle, the signal at outputs 19, 21, and 17 of the synchronization block is followed by the formation of K elementary products, i 1, ..., K, the content shift registers 157066
ра 2 в сторону младших разр дов на р разр дов, сложение сформированных на предыдущем (-1)-цикле элементарных произведений на сумматоре 4 и за-| пись результата на регистр 11,сложение сформированного в (j-l)-M цикле частичного произведени X, -Yj.7-.: - 1 с содержимым регистра 14 на суммато10 ре 13 (цри j-rl складываютс нули), сдвиг содержимого регистра 15 в рону младших разр дов на р разр дов. Далее по сигналам на выходах 18, 19 и 16 блока синхронизации происход тra 2 in the direction of the lower bits in the ra bits, the addition of the elementary products formed on the previous (-1) cycle on the adder 4 and behind - | writing the result to register 11, adding the partial product X formed in (jl) -M cycle, -Yj.7-: - 1 with the contents of register 14 on summator 13 (cr j-rl add zeros), shifting the contents of register 15 into to the range of low-order bits for p-bits. Further, the signals at the outputs 18, 19 and 16 of the synchronization unit occur
j формирование К элементарных произведений сдвиг содержимого регистра 7 в сторону младших разр дов на р разр дов, сложение сформированных ранее X;YpT j , i 1К наj formation of K elementary products shift of the contents of register 7 towards the lower-order bits by p bits, the addition of the previously formed X; YpT j, i 1К by
20 сумматоре 9 и запись полученного XYpf на регистр 10, сложение содержимого регистра 11 с содержимым регистра 15 на сумматоре 5 и запись результата на регистр 15 (при j 120 adder 9 and write the received XYpf to register 10, add the contents of register 11 with the contents of register 15 on adder 5 and write the result to register 15 (for j 1
25 складываютс нули), сдвиг содержимого регистра 14 п сторону младших разр дов на р разр дов. 125 add up zeros), shifting the contents of the register 14 to the side of the lower bits to a number of bits. one
п кn to
После 2- циклов умножени по сигналу на выходе 21 блока синхронизации происход т сложение на сумматоре 13 содержимого регистра 10 с содержанием регистра 14 и запись сфо рмирован- ной старшей части произведени Z,. 3i на регистр 14. По тому же сигналу происход т сложение на сумматоре 4 сфор К After 2 cycles of multiplication, the addition of the contents of register 10 with the contents of register 14 on the output of the synchronization unit 21 takes place on the adder 13 and the recorded upper part of the product Z, is recorded. 3i per register 14. For the same signal, an addition occurs on the adder of 4 forms K
мированных в последнем (j --.-)mirovannyh in the latter (j --.-)
цикле элементарных произведений .j запись сформированного частичного произведени XYд на р е- гистр 11. Далее по сигналу на выходе 16 блока синхронизации происходит , сложение на сумматоре 5 содержимого 45 регистров 11 и 15 и сформированна младша часть произведени Z, записываетс на регистр 15. По сигналам на выходах 20 и 21 блока синхрони- . зации происходит сложение на сумма- 50 3the elementary product cycle .j, the recording of the formed partial product XYd to registrar 11. Next, the synchronization block output 16 output signal, the addition of the contents 45 of registers 11 and 15 on the adder 5 and the younger part of the product Z is written to register 15. To signals at the outputs of the 20 and 21 block sync. zation occurs addition on the sum- 50 3
торе 5 п-разр дного кода пtorus 5 n-bit code n
старших разр дов Z д , полученные senior bits Z d obtained
. 3 значени --- п разр дов Z записыва- . 3 values --- n bits Z recorded
55 ютс на регистр 14, а - младших разр дов Z наход тс в младших раз- разр дов Z наход тс в младших разр дах регистра 15.55 per register 14, and the lower order bits Z are in the lower order bits Z are in the lower register bits 15.
7161570671615706
ормула изобретени formula of invention
п т с п в 2Q и вх со пуn m with n in 2Q and ix with
j Устройство дл умножени , содержа- ;щее регистр множимого, регистры стар- 1шей и младшей частей множител , К j умножителей (где К. р5:п, п - раз- Iр дность операндов, р - количество I одновременно обрабатываемых разр дов Iоперандов), регистры старшей и кпад- шей частей результата, первый и второй сумматоры частичных произведений |и блок синхронизации, причем вход Iпервого сомножител каждого умножи- |тел соединен с выходом соответст- |вуюших р разр дов регистра множимо- |го, выходы первого и второго сумматоров частичных произведений соеди- |нены соответственно с информацидн- ными входами регистров старшей и |младшей частей результата, выходы Которых соединены соответственно с Iвходами первых слагаемых первого иj A device for multiplying, containing; the multiplier register, the registers of the upper and lower parts of the multiplier, K j multipliers (where K. p5: n, n is the fraction of operands, p is the number of I simultaneously processed bits of I operands) , the registers of the high and late parts of the result, the first and second adders of partial products | and the synchronization unit, the input of the first multiplier of each multiplied | body connected to the output of the corresponding | bits of the register of the multiplier, the outputs of the first and second adders partial works connected | ootvetstvenno with informatsidn- GOVERNMENTAL inputs and registers older | younger parts result which outputs are connected respectively to the first terms first Iinput and
..
2323
8eight
00
второго сумматоров частичных произведений , первый, второй и третий выходы блока синхронизации соединены соответственно с входами сдвига регистров младшей и старшей частей множител и входом разрешени умножени К умножителей, четвертый выход блока синхронизации соединен с входом сдвига регистра старшей части результата, входом разрешени суммировани второго сумматора частичных произведений и входом разрешени записи регистра младшей части результата , вход сдвига которого соединен с входом разрешени суммировани первого сумматора частичных произведений , входом разрешени записи регистра старшей части результата Q и п тым выходом блока синхронизации, вход пуска и тактовый вход которого соединены соответственно с входом пуска и тактовым входом устройства.The second adders of partial products, the first, second and third outputs of the synchronization block are connected respectively to the shift inputs of the lower and higher parts of the multiplier and the multiplication resolution input K to multipliers, the fourth output of the synchronization block is connected to the shift input of the higher result register, the resolution input of the summation of the second partial adder products and the resolution enable entry of the lower part register of the result, the shift input of which is connected to the summing resolution input of the first sum ora partial products, write enable input of register high part result Q and fifth output synchronization unit, the start input and the clock input of which are respectively connected with the start input and the clock input of the device.
5five
Абтомотное брем Фиг.гAbsomotic burden Fig.d.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884626198A SU1615706A1 (en) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | Multiplying device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884626198A SU1615706A1 (en) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | Multiplying device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1615706A1 true SU1615706A1 (en) | 1990-12-23 |
Family
ID=21417787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884626198A SU1615706A1 (en) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | Multiplying device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1615706A1 (en) |
-
1988
- 1988-11-14 SU SU884626198A patent/SU1615706A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидет-ельство СССР 754412, кл. G 06 F 7/52, 1970. Самофалов К.Г. и др. Цифровые электронные вычислительные машины. Киев: Высша школа,. 1983, с. 304, рис.5.17. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5081573A (en) | Parallel processing system | |
JPS6132437Y2 (en) | ||
CA2039988A1 (en) | Processor chip | |
JPS62280930A (en) | Digital multiplier | |
SU1615706A1 (en) | Multiplying device | |
US5268858A (en) | Method and apparatus for negating an operand | |
US3500027A (en) | Computer having sum of products instruction capability | |
SU1472899A1 (en) | Multiplier | |
EP0547230A1 (en) | Apparatus for sum-of-product operation | |
SU1226447A1 (en) | Multiplying device | |
SU1524046A1 (en) | Device for multiplying two n-digit numbers | |
SU491946A1 (en) | Root degree extractor | |
SU824216A1 (en) | Device for solving mathematical physics n-dimensional problems | |
US4970675A (en) | Multiplier for binary numbers comprising a very high number of bits | |
SU1007103A1 (en) | Square rooting device | |
SU1059568A1 (en) | Device for implementing multiplication in redundant binary system | |
SU1016780A1 (en) | Device for decimal number multiplication | |
SU734669A1 (en) | Converter of proper binary fraction into binary-decimal fraction and integer binary-decimal numbers into binary numbers | |
SU435519A1 (en) | BINARY AND DECIMAL BINARY AND REVERSE CONVERTER | |
SU1495786A1 (en) | Multiplier of serial binary codes | |
SU1166103A1 (en) | Device for calculating values of trigonometric functions | |
SU734683A1 (en) | Device for multiplying n-digit numbers | |
SU1136151A1 (en) | Multiplying device | |
SU1332537A1 (en) | Code-to-greater-radix code converter | |
SU1327092A1 (en) | Combination adder |