RU2467377C1 - Method and device for multiplying numbers in "1 out of 4" code - Google Patents
Method and device for multiplying numbers in "1 out of 4" code Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467377C1 RU2467377C1 RU2011115503/08A RU2011115503A RU2467377C1 RU 2467377 C1 RU2467377 C1 RU 2467377C1 RU 2011115503/08 A RU2011115503/08 A RU 2011115503/08A RU 2011115503 A RU2011115503 A RU 2011115503A RU 2467377 C1 RU2467377 C1 RU 2467377C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- register
- multiplier
- result
- multiplying
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения быстродействующих вычислительных средств в системах с повышенной достоверностью обрабатываемых и выдаваемых данных.The invention relates to the field of computer technology and can be used to build high-speed computing tools in systems with increased reliability of the processed and issued data.
Известно устройство умножения (патент RU на изобретение №2148270, заявлено 27.05.1998, опубликовано 27.04.2000, МПК G06F 7/49), содержащее регистр первого множимого, регистр второго множимого, два умножителя, регистр частных произведений, сумматор комбинационный, блок результата, распределитель тактовых импульсов (устройство управления).A multiplication device is known (RU patent for invention No. 2148270, filed on 05.27.1998, published 04/27/2000, IPC G06F 7/49), containing the register of the first multiplier, the register of the second multiplier, two multipliers, the register of private products, combiner, the result block, clock distributor (control device).
Недостатками данного устройства умножения являются:The disadvantages of this multiplication device are:
- в процессе получения произведения последовательно выполняются операции получения частичных произведений, суммирования и фиксации результата умножения, что влечет за собой большие временные затраты, соответствующие объемы аппаратуры и энергопотребление;- in the process of obtaining the product, the operations of obtaining partial works, summing and fixing the result of the multiplication are sequentially performed, which entails large time costs, corresponding volumes of equipment and power consumption;
- отсутствие контроля в режиме функционирования, что снижает достоверность получаемой информации.- lack of control in the operating mode, which reduces the reliability of the information received.
Известно устройство для умножения чисел (патент RU на изобретение №2021633, заявлено 10.07.1991, опубликовано 15.10.1994, МПК G06F 7/52), содержащее n одноразрядных узлов умножения (n - разрядность множимого), две группы по n буферных регистров, n комбинационных сумматоров первой группы, (n+1) комбинационных сумматоров второй группы, (n+1) регистров промежуточного результата, n триггеров переноса.A device for multiplying numbers is known (RU patent for invention No. 2021633, filed July 10, 1991, published October 15, 1994, IPC G06F 7/52), containing n single-digit multiplication nodes (n is the length of the multiplicand), two groups of n buffer registers, n combination adders of the first group, (n + 1) combination adders of the second group, (n + 1) registers of the intermediate result, n transfer triggers.
Данному устройству присущи все недостатки предыдущего.This device has all the disadvantages of the previous one.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) по отношению к заявляемому является устройство для умножения чисел в коде «1 из 4» (патент RU на изобретение №2251144, заявлено 28.10.2003, опубликовано 27.04.2005, МПК G06F 7/52), содержащее регистр множимого, регистр тетрадного сдвига (регистр множителя), блок частичных произведений, блок сумматоров (сумматор), регистр результата и блок контроля (схему контроля «1-4»).The closest technical solution (prototype) with respect to the claimed one is a device for multiplying numbers in the code “1 of 4” (RU patent for the invention No. 2251144, filed October 28, 2003, published April 27, 2005, IPC G06F 7/52), containing the register multiplicative, a notebook shift register (multiplier register), a partial product block, an adder block (adder), a result register and a control block (control scheme “1-4”).
К недостатку данного устройства умножения, работающего с числами в коде «1 из 4», можно отнести необходимость выполнения операции формирования частичных произведений при получении конечного результата - произведения двух чисел, что приводит к определенным временным затратам, ограничивая тем самым быстродействие работы устройства умножения, увеличивает его объем и энергопотребление.The disadvantage of this multiplication device that works with numbers in the “1 out of 4” code is the need to perform the operation of forming partial products when obtaining the final result — the product of two numbers, which leads to certain time costs, thereby limiting the speed of operation of the multiplication device, increases its volume and power consumption.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание устройства умножения чисел в коде «1 из 4», в котором в процессе получения произведения двух чисел исключаются недостатки прототипа.The problem to which the proposed technical solution is directed is to create a device for multiplying numbers in the code "1 of 4", in which the disadvantages of the prototype are eliminated in the process of obtaining the product of two numbers.
Целесообразность создания устройств, систем, работающих с числами, представленными в коде «1 из 4», достаточно обоснована, показана в материалах изобретений, на которые выданы патенты RU №2251143 МПК G06F 7/49, №2251144 МПК G06F 7/52 и др.The feasibility of creating devices, systems that work with the numbers presented in the code “1 of 4” is sufficiently justified, shown in the materials of inventions for which patents RU No. 22251143 IPC G06F 7/49, No. 22251144 IPC G06F 7/52, etc.
При представлении числа в коде «1 из 4» каждый из n четверичных разрядов числа имеет в своем составе только одну единицу, т.е. все возможные комбинации этого кода имеют вид: 0=0001, 1=0010, 2=0100, 3=1000.When representing a number in the “1 of 4” code, each of the n quadruple digits of the number has only one unit in its composition, i.e. all possible combinations of this code are of the form: 0 = 0001, 1 = 0010, 2 = 0100, 3 = 1000.
Поэтому процедура получения частичного произведения сводится к умножению множимого на одно из этих значений.Therefore, the procedure for obtaining a partial product is reduced to multiplying the multiplicable by one of these values.
Указанный результат достигается тем, что в устройство умножения, содержащее регистр множимого, регистр множителя, сумматор, регистр результата и схему контроля «1-4», дополнительно введены устройство управления, регистр хранения результата умножения множимого на два, регистр хранения результата умножения множимого на три, и первая M1 и вторая М2 магистрали передачи данных, при этомThe specified result is achieved by the fact that in the multiplication device containing the register of the multiplier, the register of the multiplier, the adder, the register of the result and the control circuit "1-4", a control device, a register for storing the result of the multiplication of the multiplier by two, a register for storing the result of multiplying the multiplier by three , and the first M1 and second M2 data transmission lines, while
множимое по шинам X1÷Xn поступает на вход регистра множимого (Рг.1), множитель по шинам У1÷Уn поступает на вход регистра множителя (Рг.2), выход сигнала «Запись» поступает на первые входы регистра множимого, регистра множителя, регистра результата (Рг.3) и устройства управления, синхронизирующие импульсы поступают на второй вход устройства управления, в устройстве управления первый выход сигналов управления сопрягается со вторым входом регистра результата, второй выход - со вторым входом регистра множимого, третий выход - со вторым входом регистра множителя, четвертый выход - с первым входом регистра хранения результата умножения множимого на два (Рг.0100), пятый выход - с первым входом регистра хранения результата умножения множимого на три (Рг.1000), четыре выхода младшего четверичного разряда регистра множителя сопрягаются с четырьмя входами устройства управления, передача информации с регистров Рг.1, Рг.0100 и Рг.1000 на первую группу входов сумматора (См.) осуществляется по магистрали M1, передача информации с выхода регистра Рг.3 на вход регистров Рг.0100, Рг.1000, на внешнее устройство (ВУ) и на вторую группу входов сумматора осуществляется по магистрали М2, по этой же магистрали на вторую группу входов сумматора передается информация со второго выхода Рг.1, поразрядно с 1-го по n+1 выходы сумматора поступают на соответствующие входы Рг.3, с выходов которого (1÷n) информация поступает на соответствующие входы схемы контроля «1-4» (Сх.к «1-4»), Сх.к. «1-4» поразрядно (Ош.1÷Ош.n) выдает признаки ошибки во внешнее устройство.the multiplier on the buses X1 ÷ Xn goes to the input of the register of the multiplier (Rg. 1), the multiplier on the buses U1 ÷ Un goes to the input of the register of the multiplier (Rg. 2), the output of the “Record” signal goes to the first inputs of the register of the multiplier, register of the multiplier, register of the result (Section 3) and the control device, the synchronizing pulses are fed to the second input of the control device, in the control device, the first output of the control signals is coupled to the second input of the result register, the second output to the second input of the register of the multiplicand, the third output to the second input of the register multiplier, the fourth output - with the first input of the register for storing the result of multiplying the multiplicable by two (Rg. 0100), the fifth output - with the first input of the register for storing the result of multiplying the multiplicable by three (Rg. 1000), the four outputs of the least four-digit digit of the multiplier register are paired with four inputs of the control device, information transfer from registers Рg.1, Рg.0100 and Рg.1000 to the first group of adder inputs (See) is carried out along the M1 highway, information is transmitted from the output of register Рg.3 to the input of registers Рg.0100, Рг .1000, to an external device (WU) to the second group of inputs of the adder is carried out via the M2 highway, along the same highway to the second group of inputs of the adder information is transmitted from the second output of Rg.1, bitwise from the 1st to n + 1 the outputs of the adder go to the corresponding inputs of Rg.3, from the outputs of which (1 ÷ n) information is fed to the corresponding inputs of the control circuit "1-4" (Sc. To "1-4"), Sc.k. “1-4” bitwise (Osh.1 ÷ Osh.n) gives signs of error to an external device.
Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг.1), на котором изображена структурная схема устройства умножения и временной диаграммой (Фиг.2) его работы.The invention is illustrated in the drawing (Figure 1), which shows a structural diagram of the multiplication device and a time diagram (Figure 2) of its operation.
На Фиг.1 обозначены:Figure 1 marked:
1 - регистр множимого (Рг.1);1 - register of the multiplicative (Rg. 1);
2 - регистр множителя (Рг.2);2 - register of the multiplier (Rg.2);
3 - устройство управления;3 - control device;
4 - схема контроля в коде «1 из 4» (сх.к. «1-4»);4 - control circuit in the code “1 of 4” (c.k. “1-4”);
5 - регистр результата (Рг.3);5 - result register (Rg.3);
6 - сумматор (См.);6 - adder (See);
7 - регистр хранения результата умножения множимого на два (Рг.0100);7 - register for storing the result of multiplying the multiplicable by two (Rg.0100);
8 - регистр хранения результата умножения множимого на три (Рг.1000);8 - register for storing the result of multiplying the multiplicable by three (Rg. 1000);
M1 - магистраль передачи данных из Рг.1, Рг.0100, Рг.1000 в См.;M1 - data transmission line from Rg.1, Rg.0100, Rg.1000 to See;
М2 - магистраль передачи данных из Рг.3 в См., Рг.0100, Рг.1000 и ВУ.M2 - data transmission line from Rg.3 to See, Rg.0100, Rg.1000 and VU.
Предлагаемое устройство умножения работает следующим образом. На входе Рг.1 1 и Рг.2 2 устанавливаются данные соответственно множимого (по шинам X1÷Xn) и множителя (по шинам У1÷Уn).The proposed device multiplication works as follows. At the input Рg.1 1 and Рg.2 2, the data of the multiplier (on the buses X1 ÷ Xn) and the multiplier (on the buses У1 ÷ Уn) are set.
По заднему фронту сигнала «Запись» осуществляется запись данных в Рг1 1, Рг2.2, устанавливается в «0» Рг3 5 и запускается работа устройства управления 3, которое подключает к магистрали M1 первый, а к магистрали М2 второй выходы Рг.1 1, т.е. подает на первый и второй входы сумматора 6 данные с указанного регистра. Сумматор 6 комбинационный, поэтому через время переходного процесса на его выходе установится код аналогичный удвоенному коду в регистре Рг.1 1. Передним фронтом синхроимпульса, следующего за импульсом «Запись», данные из сумматора 6 переписываются в Рг.3 5. Задним фронтом этого импульса Рг1 1 отключается от магистрали М2, а регистр Рг.3 5 к данной магистрали подключается. Передним фронтом второго (после импульса «Запись») синхроимпульса содержимое Рг 3 5 переписывается в Рг.0100 7, а задним фронтом этого синхроимпульса новое содержимое сумматора 6 (утроенное содержание Рг.1 1) переписывается в Рг.3 5.On the trailing edge of the “Record” signal, data is recorded in Rg1 1, Rg2.2, set to “0” Rg3 5 and the control device 3 is started, which connects the first to M1 highway, and the second Rg.1 1 outputs to the M2 highway, those. feeds the first and second inputs of the adder 6 data from the specified register. The adder 6 is combination, therefore, after the transition process, a code similar to twice the code in the register Рg.1 is installed at its output. The leading edge of the clock following the “Write” pulse, the data from the adder 6 are overwritten in Рg.3 5. The trailing edge of this pulse Rg1 1 is disconnected from the M2 highway, and the register of Rg.3 5 is connected to this highway. The leading edge of the second (after the “Record” pulse) clock is the contents of Pr 3 5 are rewritten in Pr 0100 7, and the trailing edge of this clock is the new contents of adder 6 (the triple content Pr 1 1) is rewritten in Pr 35.
Передним фронтом третьего (после импульса «Запись») синхроимпульса содержимое Рг.3 5 переписывается в Рг.1000 8. Задним фронтом этого импульса устанавливается в «0» Рг.3 5, а выход Рг.1 1 отключается от магистрали M1. Подготовительный цикл для получения произведения двух чисел завершен. Следует отметить, что Рг.3 5, сумматор 6, Рг.0100 7 и Рг.1000 8 имеют разрядность n+1, поскольку при выполнении операций сложения может возникнуть перенос.By the rising edge of the third (after the “Recording” pulse) clock, the contents of Pr.3 5 are rewritten into Pr.1000 8. The trailing edge of this pulse is set to “0” Pr.3.5, and the output of Pr.1 1 is disconnected from the M1 trunk. The preparatory cycle for obtaining the product of two numbers is completed. It should be noted that Rg.3 5, adder 6, Rg.0100 7 and Rg.1000 8 have a bit capacity of n + 1, since during the addition operations transfer can occur.
Процесс получения произведения двух чисел состоит из n циклов, где n - количество разрядов множителя. Каждый из циклов начинается с анализа устройством управления 3 состояния младшего четверичного разряда регистра множителя Рг.2 2. Как было сказано выше, каждый из разрядов числа, представленного в коде «1 из 4», содержат только одну из комбинаций - 0001, 0010,0100 и 1000.The process of obtaining the product of two numbers consists of n cycles, where n is the number of bits of the multiplier. Each of the cycles begins with the control device analyzing the 3 states of the least four-digit position of the register of the factor Р.2.2 2. As mentioned above, each of the bits of the number represented in the code “1 of 4” contains only one of the combinations - 0001, 0010,0100 and 1000.
Максимально каждый из циклов получения произведения содержит следующие операции:At most, each of the cycles of obtaining the product contains the following operations:
- анализ младшего разряда Рг.2 2;- analysis of the low order of Rg.2 2;
- передача информации из Рг.1 1 (Рг.0100 7, Рг.1000 8) в См. 6;- transfer of information from Rg.1 1 (Rg.0100 7, Rg.1000 8) to See 6;
- суммирование значений Рг.1 1 (Рг.0100 7, Рг.1000 8) и Рг.3 5;- summation of the values of Pr.1 1 (Pr.0100 7, Pr.1000 8) and Pr.3 5;
- передача См. 6→Рг.3 5;- transmission See 6 → Рg.3 5;
- сдвиг на один разряд в сторону младших разрядов Рг.2 2 и Рг.3 5.- a shift by one bit in the direction of the lower digits Rg.2 2 and Rg.3 5.
Данный объем операций выполняется, когда в младшем разряде Рг.2 2 записано одно из значений 0010, 0100 и 1000, при этом: значение 0010 соответствует передаче информации из Рг.1 1;This volume of operations is performed when one of the values 0010, 0100 and 1000 is recorded in the low order of Rg.2 2, while: the value 0010 corresponds to the transfer of information from Rg.1 1;
- значение 0100 - из Рг.0100 7;- value 0100 - from Pr.0100 7;
- значение 1000 - из Рг.1000 8.- value 1000 - from Rg. 1000 8.
В случае когда в младшем разряде Рг.2 2 записано значение 0001, цикл получения произведения сводится к выполнению двух операций: анализ состояния младшего разряда Рг.2 2;In the case when the value 0001 is recorded in the junior bit of Pr.2.2, the cycle of obtaining the product is reduced to performing two operations: analysis of the state of the least significant digit of Pr.2.2;
- сдвиг в сторону младших разрядов Рг.2 2 и Рг.3 5.- shift towards the lower digits Rg.2 2 and Rg.3 5.
Таким образом, предлагаемый способ и устройство умножения чисел в коде «1 из 4» позволяют создать устройство, в котором время цикла умножения не зависит от величины кода числа, а определяется только количеством операций суммирования, с достаточно высокой степенью достоверности функционирования, сравнительно низким объемом используемой элементной базы и энергопотреблением.Thus, the proposed method and device for multiplying numbers in the code “1 of 4” allows you to create a device in which the time of the multiplication cycle does not depend on the value of the number code, but is determined only by the number of operations of summation, with a sufficiently high degree of reliability of operation, a relatively low amount of used elemental base and power consumption.
Представленные чертеж и описание устройства умножения, а также существующая элементная база дают возможность изготавливать его промышленным способом и, что особенно важно, в виде БИС.The presented drawing and description of the multiplication device, as well as the existing elemental base, make it possible to manufacture it industrially and, most importantly, in the form of LSI.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011115503/08A RU2467377C1 (en) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | Method and device for multiplying numbers in "1 out of 4" code |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011115503/08A RU2467377C1 (en) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | Method and device for multiplying numbers in "1 out of 4" code |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2467377C1 true RU2467377C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011115503/08A RU2467377C1 (en) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | Method and device for multiplying numbers in "1 out of 4" code |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467377C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5957999A (en) * | 1995-08-31 | 1999-09-28 | National Semiconductor Corporation | Booth multiplier with squaring operation accelerator |
RU2148270C1 (en) * | 1998-05-27 | 2000-04-27 | Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем при Таганрогском государственном радиотехническом университете | Device for multiplication |
RU2251144C1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-04-27 | Хетагуров Ярослав Афанасьевич | Device for multiplication of numbers in "1 of 4" code |
EP2284694A1 (en) * | 2003-06-30 | 2011-02-16 | Intel Corporation | A method, apparatus, and instruction for performing a sign operation that multiplies |
-
2011
- 2011-04-19 RU RU2011115503/08A patent/RU2467377C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5957999A (en) * | 1995-08-31 | 1999-09-28 | National Semiconductor Corporation | Booth multiplier with squaring operation accelerator |
RU2148270C1 (en) * | 1998-05-27 | 2000-04-27 | Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем при Таганрогском государственном радиотехническом университете | Device for multiplication |
EP2284694A1 (en) * | 2003-06-30 | 2011-02-16 | Intel Corporation | A method, apparatus, and instruction for performing a sign operation that multiplies |
RU2251144C1 (en) * | 2003-10-28 | 2005-04-27 | Хетагуров Ярослав Афанасьевич | Device for multiplication of numbers in "1 of 4" code |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10649737B2 (en) | Reverse conversion apparatus for residue numbers | |
JP5408913B2 (en) | Fast and efficient matrix multiplication hardware module | |
CN110351087B (en) | Pipelined Montgomery modular multiplication operation method | |
CA2310418C (en) | Apparatus for multiprecision integer arithmetic | |
US9372665B2 (en) | Method and apparatus for multiplying binary operands | |
Yan et al. | An implementation of Montgomery modular multiplication on FPGAs | |
RU2467377C1 (en) | Method and device for multiplying numbers in "1 out of 4" code | |
US20020161810A1 (en) | Method and apparatus for multiplication and/or modular reduction processing | |
US6157939A (en) | Methods and apparatus for generating multiplicative inverse product | |
RU2661797C1 (en) | Computing device | |
RU2510072C1 (en) | Apparatus for performing division and square-rooting | |
Shawl et al. | Implementation of Area and Power efficient components of a MAC unit for DSP Processors | |
CN101120309B (en) | Adder and synthesis method | |
KR100946256B1 (en) | Scalable Dual-Field Montgomery Multiplier On Dual Field Using Multi-Precision Carry Save Adder | |
RU2797164C1 (en) | Pipeline module multiplier | |
Tynymbayev et al. | Devices for Modular Multiplication of Numbers with Analysis of Two Least Significant Bits of the Multiplier. | |
KR20000000770A (en) | Device for multiplying modular | |
KR101100753B1 (en) | Booth multiplier | |
KR20040045152A (en) | Apparatus for modular multiplication | |
RU2823898C1 (en) | Two-channel modulo adder-accumulator | |
JP2864597B2 (en) | Digital arithmetic circuit | |
KR100386979B1 (en) | Method of paralleling bit serial multiplier for Galois field and a bit serial-parallel multipiler using thereof | |
Kumar et al. | Implementation and Performance Analysis of Reconfigurable Montgomery Modular Multiplier | |
SU744563A1 (en) | Multiplying device | |
SU691865A1 (en) | Apparatus for resolving difference boundary problems |