SU1024910A1

SU1024910A1 - Матричное вычислительное устройство

Info

Publication number: SU1024910A1
Application number: SU823402542A
Authority: SU
Inventors: Сергей Алексеевич Волощенко
Original assignee: Voloshchenko Sergej A
Priority date: 1982-02-25
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1983-06-23

Description

второй входы первой чейки дополнительной строки подключены к входам нулевого сигнала устройства, первый вход первой чейки первой строки и п тый вход N-ой чейки дополнительно строки подключены соответственно к первому и второму управл ющим входам устройства, четвертые входы чеек первой строки и N-ro столбца подключены соответственно к выходам соот ветствующих элементов И третьей и вт рой групп, п тые входы чеек N-ro столбца подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ группы.

2. Матричное вычислительное устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е ес тем, что кажда чейка содержит

одноразр дный сумматор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент И, причем первый вход чейки соединен с первым выходом чейки и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом элемента И, выход элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом cyjjiMaTopa, второй вход, выход суммы, вход переноса и выход переноса которого соединены соответственно с четвертым входом , четвертым выходом, третьим входом и третьим выходом чейки, первый вход элемента И соединен с вторым входом и вторым выходом чейки, второй вход элемента И соединен с п тым входом и.п тым выходом чейки.

Изобретение относитс к вычислительной технике и может Ьыть использовано /у1Я построени матричных устройств делени и умножени в специализированных вычислител х и быстро- 5 действукхцих ЭВМ.

Известно матричное устройство дл . выполнени операции умножени двоичных чисел, содержащее матрицу чеек, кажда из которых включает однораэ- ® р дный сумматор и И l

Недостатком известного устройства дл умножени вл ютс ограниченные функциональные возможности, так как устройство позвол ет выполн ть толь- 5 ко умножение в пр мых кодах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс матричное вычислительное устройство дл выполнени делени , содержащее матри 20 цу чеек из п строк и п столбцов, причем первый, второй, третий и четвертый входы чейки }-ой строки, J-ro столбца . соединены соответственно с . первым выходом чейки 1-ой строки, 5 (j-l)-ro столбца, вторым выходом чейки (1-1)-ой строки, j-ro столбца, третим выходом чейки г-ой строки (jfl)-ro столбца и четвертым выходом чейки (Г-1)-ой строки, (J-H)-ro столбца, 30 первый вход чейки i -ой строки первого столбца соединен с третьим выходом чейки (-1)-ой строки первой строки

первого столбца, первый выход чейки Г-ой строки п-го столбца соединен с третьим входом чейки F-ой строки п-го столбца, вторые входы чеек первой строки вл ютс входа 4 1 делител устройства, четвертые входы чеек первой строки и п-го столбца вл ютс входами делимого устройства, третьи выходы чеек первого столбца вл ютс выходами частного устройства, четвертые выходы чеекп-ой строки вл ютс выходами остатка устройства (|в1,п j«t,n).

Ячейка содержит одноразр дный сумматор и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первый вход чейки соединен с первым выходом чейки и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,- второй вход которого соединен с вторым входом чейки, а выход соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с четвертым входом чейки, а выход суммы, вход переноса и выход переноса соединены соответственно с четвертым выходом, третьим входом и третьим выходом чейки .

Недостатком известного устройства вл етс ограниченность функциональных возможностей, т.е. при данном наборе чеек и св зей между ними выполн етс только одна арифметическа операци - деление Двоичных чисел в пр мых кодах.

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей за счет реализации операций делени и умножени .

Поставленна цель достигаетс тем, 5 что устройство, содержащее матрицу чеек из .N строк и N столбцов, пер-, вый вход п-ой чейки каждой строки (,3,...,N) подключен к первому выходу (п-1)-ой чейки этой же строки, второй вход п-ой чейки каждого столбца под ключей к второму выходу (п-1 )-ой чейки то же столбца,третий вход i-ой чейкикаждой строки (1 1, 2,.. .... ,N-1) подключен к третьему выходу (1+1)-ой чейки этой же строки, четвертый вход каждой чейки каждой строки , за исключением чеек первой строки и N-го столбца, подключен к четвертому выходу чейки предыдущей строки последующего столбца, третий вход каждой чейки N-ro столбца подключен к первому вхЬду этой же чейки,-вторые входы чеек первой строки соответственно подключены к входам первого операнда устройства, четвертые выходы чеек N-ой строки вл ютс выходами младших разр дов результата устройства , содержит группу элементов ИЛИ, первую, вторую и тpetью группы 30 элементов И и дополнительную строку из N чеек, причем первый вход п-ой чейки дополнительной строки подключен к первому выходу (п-1)-ой чейки этой же строки, второй вход п-ой чейки 35 дополнительной строки подключен к четвертому выходу (п-1)-ой чейки nepiвого столбца, третий вход 1-ой чей- ки дополнительной строки подключен к третьему .выходу (i + 1)-ой чейки той 40 же строки)четвертый вход i-ой чейки дополнительной строки соединен с третьим выходом Ной чейки первого столбца и первым входом -ого элемента И первого столбца, выход которого со- 5 единен с первым входом (+1)-ой чейки первого столбца, третий и четвертый входы N-ой чейки дополнительной строки соединена соответственно с первым выходом этой жен чейки и третьим 50 выходом чейки первого столбцаj п тый вход 1-ой чейки каждой строки, подклк ен к п тому выходу (+1)-ой чейки этой же строки, первые входы элементов И первой, второй и третьей-55 групп, элементов ИЛИ группы подключены к первому управл ющему входу устройства, вторые входы элементов

ИЛИ группы подключены соответственно к вторым входам элементов И третьей группы и входам старших разр дов первого операнда устройства, вторые входы элементов И второй группы подключены соответственно к входам младших разр дов первого операнда устройства, четвертые выходы чеек дополнительной строки вл ютс выходами старших разр дов результата устройства, первый и второй входы первой чейки дополнительной строки подключены к входам нулевого сигнала устройства, первый вход первой чейки первой строки и

п тый вход N-ой чейки дополнительной строки подключены соответственно к первому и второму управл ющим входам, четвертые входы чеек первой строки и N-ro столбца подключены соответственно к выходам соответствующих элементов И третьей и второй групп, п тые входы чеек N-ro столбца подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ группы.

Кроме того, кажда чейка содержит

одноразр дный сумматор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент И, причем первый вход чейки соединен с первым выходом чейки и первым входом элемента /ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которогб соединен с выходом элемент та И, выход элемента ИСКЛЮЧАЩЕС ИЛИ соединен с первым входом сумматора, второй вход, выход суммы, вход переноса и выход переноса которого сое/у1нены соответственно с четвертым входом, четвертым выходом, третьим входом и третьим выходом чейки, первый вход элемента И соединен с вторым входом и вторым выходом чейки , второй вход элемента И соединен с п тым входом и п тым выходом чейки

На фиг.1 приведена структурна схема матричного вычислительного устройства; на фиг.2 - функциональна схема чейки.

Матричное вычислительное устройство содержит чейки 1, элементы И 2, элементы ИЗ элементы ИЛИ k, входы операндов 5 и 6, выходы 7 результата, управл ющие входы 8 и 9. Ячейка 1 содержит одноразр дный сумматор 10, элемент И 11, элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ . ИЛИ 12, первый вход 13 первый выход И, второй вход 15, второй выход 1б, третий вход 17, третий выход 18, четвертый вход 19, четвертый выход 20, п тый вход 21, п тый выход 22. Матричное вычислительное устройство оперирует только с мантиссами пр мых кодов операндовс Дл формировани знака результата, если это необходимо, используют еще один элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого должны бытъ подключены к знаковым разр дам операндов.

Управление матричным вычислительным устройством осуществл етс через входы управлени 8 и Э При делении на входы 8 и 9 подают код 10, а при умножении - код 01.

Матричное вычислительное устройство работает Следующим образом.

При делении на входы 5 поступают (2N-.1) разр дов мантиссы делимого, а на входы 6 - (N-1) разр дов мантиссы делител . Причем на вход 6, подключенный к чейкам 1 первого столбца, подают сигнал логического О, а на остальные входы 6 - соответствующие разр ды мантиссы делител . 6 св зи с этим, делимое, по отношению к делителю , вступает в операцию предва- рительно сдвинутым на один разр д влево.

Так как на входе 8 присутствует единичный сигнал, то в первой строке матрицы из сдвинутого делимого вычитаетс делитель. В дальнейшем операци делени выполн етс по алгоритму без восстановлени остатка. Вычитанию из очередного остатка делител соответствует суммирование дополнительного кода делител .

Предполагаетс , что делимое и делитель нормализованные дроби, причем делимое меньше делител , в противном случае делимое по отношению к делите

лю на разр д влево не сдвигаетс . На вход 5 первого элемента И 2 подают первый сигнал, тогда выход 7, подключенный к четвертому выходу первой чейки 1 дополнительной строки, вл етс выходом сигнала о том, что частное больше или равно единице, а (N-1) разр дов частного снимают с четвертых выходов остальных чеек 1

дополнительной строки.

При умножении на входы 5 подают N разр дов мантиссы множител , а на входа -6 - N разр дов мантиссы множит мого. Умножение выполн етс ,начина

со старших разр дов множител . Мантисса произведени в 2N разр дов формируетс на выходах 7 устройства.

При делении (на входах 8 и 9 код .10)Элемент И 11 открыт сигналом е ир ничного уровн на входе 21 чейки 1 и на его выход поступает бит с входа 15. умножении элементы И 11 управл ютс разр дами множител , а элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 за счет

наличи нулевого сигнала на входе 13 чейки 1 выполн ют функции повторителейо

Наличие в чейках 1 дополнительной строки Элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

не об зательно.

Таким образом, за счет незначи-, тельного увеличени оборудовани существенно расшир ютс функциональные возможности устройства. Кроме делени и умножени , предлагаемое устройство позвол ет выполн ть сдвиги в сторону младших разр дов, а наличие до полнительной строки чеек 1 предоставл ет широкие Возможности дл организации различных видов округлени .

Claims

ί. МАТРИЧНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО,содержащее матрицу ячеек из N стррк и N столбцов, первый вход п-ой ячейки каждой строки (п=2,3,. .. ,ν) ^подключен к первому выходу (п-1)-ой ячейки этой же строки, второй вход п-ой ячейки каждого столбца подключен к второму выходу (п-1)-ой ячейки того же столбца, третий вход ί-ой ячейки каждой строки (i=1,2,...,N-1) подключен к третьему выходу·(i+1)-ой ячейки этой же строки, четвертый вход каждой ячейки каждой строки, за исклю* чением ячеек первой строки и N-ro столбца,подключен к четвертому выходу ячейки предыдущей строки последующего столбца,третий вход каждой ячейки N-ro столбца подключен к первому входу этой же ячейки, вторые входы ячеек первой строки соответственно подключены к входам первого операнда устройства, четвертые выходы ячеек N-ой строки являются выходами младших разрядов результата устройства,о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации операций деления и умножения,содержит группу элементов ИЛИ, первую, вторую и третью группы элементов И и дополнительную строку из N ячеек, причем первый вхрд п-ой ячейки дополнительной строки подключей к первому выходу (п-1)-ой ячейки этой же строки, второй вход п-ой ячейки дополнительной строки подключен к четвертому выходу (п-1)-ой ячейки первого столбца, третий вход 1-ой ячейки дополнительной строки подключен к третьему выходу (1+1)-ой ячейки той же строки, четвертый вход 1-ой ячейки дополнительной строки соединен с третьим выходом ί-ой ячейки первого столбца и первым входом 1-го элемен- g та И первого столбца, выход которого соединен с первым входом (1+1)-ой ячейки первого столбца, третий и четвертый входы N-ой ячейки дополнительной строки соединены соответственно д с первым выходом этой же ячейки и третьим выходом N-ой ячейки первого столб ца, пятый вход ί-ой ячейки каждой стро ки подключен к пятому выходу (1+1)-ой ячейки этой же строки, первые входы элементов И первой, второй и третьей группы, элементов ИЛИ группы подключены к первому управляющему входу устройства, вторые входы элементов ИЛИ группы подключены соответственно к вторым входам элементов И третьей группы и входам старших разрядов первого операнда устройства, вторые входы элементов И второй группы подклю-

1Q24910 $

чены соответственно к входам младших разрядов первого операнда устройства, четвертые выходы ячеек дополнительной строки являются выходами старших разрядов результата устройства, первый и второй входы первой ячейки дополнительной строки подключены к входам нулевого сигнала устройства, первый вход первой ячейки первой строки й пятый вход N-ой ячейки дополнительной строки подключены соответственно к первому и второму управляющим входам устройства, четвертые входы ячеек первой строки и N-ro столбца подключены соответственно к выходам соот' ветствующих элементов И третьей и вто рой групп, пятые входы ячеек N-ro столбца подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ группы.
2, Матричное вычислительное устройство поп.1, отли чающее* с я тем, что каждая ячейка содержит одноразрядный сумматор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент И, причем первый вход ячейки соединен с первым выходом ячейки и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом элемента И, выход элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом сумматора, второй вход, выход суммы, вход переноса и выход переноса которого соединены соответственно с четвертым входом, четвертым выходом, третьим входом и третьим выходом ячейки, первый вход элемента И соединен с' вторым входом и вторым выходом ячейки, второй вход элемента И соединен с пятым входом и.пятым выходом ячейки.