SU1156064A1 - Multiplying device - Google Patents

Multiplying device Download PDF

Info

Publication number
SU1156064A1
SU1156064A1 SU823528778A SU3528778A SU1156064A1 SU 1156064 A1 SU1156064 A1 SU 1156064A1 SU 823528778 A SU823528778 A SU 823528778A SU 3528778 A SU3528778 A SU 3528778A SU 1156064 A1 SU1156064 A1 SU 1156064A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
elements
matrix
bit
input
Prior art date
Application number
SU823528778A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Викторович Дербунович
Вячеслав Викторович Шатилло
Original Assignee
Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина filed Critical Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority to SU823528778A priority Critical patent/SU1156064A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1156064A1 publication Critical patent/SU1156064A1/en

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО Гщ  , содержащее матрицу элементов И и матрицу одноразр дных сумматоров, причем первые входы элементов и; -го столбца матридь A device Gsch containing a matrix of elements And and a matrix of one-digit adders, with the first inputs of the elements and; matrix column

Description

четвертого элементов И, вход элемента задержки соединен с первым управл ющим входом одноразр дного сумматора и первыми входами п того и дев того элементов И, выход элемента задержки подключен к входу четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с четвертыми входами элементов И с первого по четвертьи и с третьими входами элементов И с шестого по восьмой, вторые входы п того и дев того элементов И соединены с вторым управл ющим входом одноразр дного сумматора , третьи входы п того и дев того элементов И соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первые управл ющие входыthe fourth And elements, the input of the delay element is connected to the first control input of the one-bit adder and the first inputs of the fifth and ninth And elements, the output of the delay element is connected to the input of the fourth element NOT, the output of which is connected to the fourth inputs of the And elements from the first to the fourth and fourth with the third inputs of the elements I from the sixth to the eighth, the second inputs of the fifth and the ninth elements And are connected to the second control input of the one-bit adder, the third inputs of the fifth and ninth elements And are connected to the outputs of the corresponding venno first and second OR elements, the first control inputs

60646064

одноразр дных сумматоров р-й и 2р-й строк матрицы соединены соответственно с первым и вторым тактовыми входами устройства, вторые управл ющие входы одноразр дных сумматоров р-й и 2р-й строк матрицы соединены соответственно с первым и вторым входами сброса устройства, выходы переноса одноразр дных сумматоров 2р-й строки матрицы соединены с вторыми информационными входами соответствующих одноразр дных сумматоров первой строки матрицы, выходы одноразр дных сумматоров с второго по п-и и 2р-й строки матрицы соединеныс третьими входами одноразр дных сумматоров соответственно с первого по(п-1) -ипервой строки матрицы.single-digit adders of the pth and 2p-th rows of the matrix are connected respectively to the first and second clock inputs of the device, the second control inputs of the one-bit adders of the pth and 2p-th rows of the matrix are connected respectively to the first and second inputs of the device reset, transfer outputs one-digit adders of the 2p-th row of the matrix are connected to the second information inputs of the corresponding one-digit adders of the first row of the matrix, the outputs of the one-bit adders from the second to the n-and twop-row of the matrix are connected to the third inputs of norazr dnyh adders respectively the first to (n-1) row -ipervoy matrix.

Изобретение относитс  к цифровой вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в универсаль ных и специализированных цифровых вычислительных устройствах. Цель изобретени  - сокращение аппаратурных затрат при реализации матричного умножител . На фиг, 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устрой ства дл  умножени  (дл  ); на фиг. 2 - то же, одноразр дного сумматора первой и третьей строк матри цы; на фиг. 3 - то же, одноразр дного сумматора второй и четвертой срок матрицы; на фиг. 4 - временна  диаграмма работы устройства. Устройство содержит матрицу одноразр дных сумматоров 1.1-1,И,. 2.1-2.И, 3.1-З.п, 4.1-4.П, матрицу элементов И 5, входы 6.1-6,п разр дов первого операнда А, входы 7.1-7.4 разр дов второго операнда В тактовые входы 8.1-8.2, входы 9.1 и 9.2 сброса, выходы 10.1-10.4 произведени  С, дополнительные входы 11.. Сумматор 1.1 (3.i) содер жит элементы НЕ 12, И 13 и ИЛИ 14. Сумматор 2.1 (4.i) содержит элемент НЕ 15, И 16, ИЛИ 17 и задержки 18. Устройство работает в конвейерно режиме,.суть которого заключаетс  в следующем. В исходном состо нии на входах 8.1,8.2, 9.1 и 9.2 установлен сигнал 1. Перед началом работы умножител  на вход 9,2 подаетс  отрицательный импульс, который сбрасывает одноразр дные сумматоры 4,1-4,п в нулевое состо ние, при этом на четырех выходах суммы и переноса устанавливаетс  сигнал О. Процесс вычислени  начинаетс  с подачи на входы 6.1, ,.,, 6.И, -разр дного двоичного множимого А и двух младших разр дов Bf, В и - разр дного множител  IB на входы 7.1 и 7.2.Через врем  Т на вход 8.1 подаетс  сигнал О, по которому производитс  суммирование на сумматорах 2,1-2.И тахи 5 где , J/, - максимальное врем  переходного процесса в логическом элементе И; Величина определ етс  неравенством nSixMEP « P- mo.,-(), (Тде Д - величина временной задержки сигнала в элементе задержки; ,. С 0-. максимальное та ие врем  переходного процесса в логическом элементе .НЕ при переходе соответственно из 1 О и из О , в U и из и , в г О минимальное и тл   та максимальное вре м  задержки сигн ла в одноразр дпом полном сумматоре при прохождении сигкалов от входов до выходов (во всех полных одно разр дных суммат pax оно одинаково ) . Через врем  (mot поскольку вычислени  в первых двух линей ках закончилось, на вход 8.1 подаетс  сигнал 1, который осуществл ет запо минание информации, установившейс  на выходах сумматоров 2.1-2.h, и запрещает отработку сумматорами 2.1-2.h сигналов, которые по вл тьс  на их информационных входах. В течение времени, пока проходит вычисление ia сумматорах 1.1-l.n и 2,1-2.М , на сумматорах 3.1-З.п и 4.1-4.П идет подготовка и вычислению на входы 7.3-7.4 подаютс  разр ды В и В множител  В, К моменту времени (таки ) заканчиваетс  подача В и В, вычисление продолжаетс  на сумматорах 3.1-З.п, а затем после подачи через врем  ( та w + ак на вход 8.2 сигнала О и на сумматорах 4.1-4..VI. В то же врем  на сумматорах 1. 1 -1. Ч и Г2,1-2. И осуществл етс  считывание двух младших разр дов С и С произведени The invention relates to digital computing and is intended for use in universal and specialized digital computing devices. The purpose of the invention is to reduce hardware costs when implementing a matrix multiplier. Fig. 1 shows the functional scheme of the proposed multiplication device (for); in fig. 2 - the same, one-bit adder of the first and third rows of the matrix; in fig. 3 - the same, one-bit adder of the second and fourth term of the matrix; in fig. 4 - time diagram of the device. The device contains a matrix of one-bit adders 1.1-1, And. 2.1-2.I, 3.1-Z.p, 4.1-4.P, matrix of elements And 5, inputs 6.1-6, n bits of the first operand A, inputs 7.1-7.4 bits of the second operand B clock inputs 8.1-8.2, inputs 9.1 and 9.2 of reset, outputs 10.1-10.4 of the product C, additional inputs 11. The adder 1.1 (3.i) contains the elements NOT 12, AND 13 and OR 14. The adder 2.1 (4.i) contains the element NOT 15, AND 16, OR 17 and delays 18. The device operates in a conveyor mode, the essence of which is as follows. In the initial state, inputs 8.1, 8.2, 9.1, and 9.2 are set to signal 1. Before the multiplier begins operation, a negative pulse is applied to input 9.2, which resets the one-bit adders 4.1-4, n to the zero state, while The four outputs of the sum and the transfer set the signal O. The calculation process begins with the input to the inputs 6.1,,. ,, 6.A, -discharge binary multiplier A and the two least significant bits Bf, B and - the bit multiplier IB to the inputs 7.1 and 7.2. Through time T, input 8.1 is given a signal O, which is summed on adders 2.1-2. And that xi 5 where, J /, - the maximum time of the transition process in the logical element And; The value is determined by the inequality nSixMEP "P-mo., - (), (Tde E - the time delay of the signal in the delay element;,. With 0-. The maximum and the current transition time in the logical element .NE at the transition, respectively, from 1 O and from O to U and from u, in g O is the minimum and the maximum delay time of the signal at one bit for the full adder when passing the signals from the inputs to the outputs (in all full one-bit digits pax it is the same). (mot, since the calculations in the first two lines have ended, input 8.1 is fed signal 1, which memorizes information established at the outputs of adders 2.1-2.h, and prohibits the adders to work out 2.1-2.h signals that appear at their information inputs. During the time that ia adders 1.1 are being calculated -ln and 2.1-2.M, on the adders 3.1-Z.p and 4.1-4. The preparatory process is underway and the calculation at the inputs 7.3-7.4 is applied to bits B and B of the multiplier B, the feed is completed to the moment (s) B and B, the calculation continues on the adders 3.1-З.п, and then after applying through time (that w + ak to the input 8.2 of the signal O and to the adder x 4.1-4..VI. At the same time on adders 1. 1 -1. H and G2,1-2. And the two lower bits, C and C, of the product are read.

где Where

- минимальное врем - minimum time

mm Wmm W

переходного процесса F 1transient F 1

т;п t; n

не меньших, чел (Т,,- f „,„no less, people (T ,, - f „,„

,,

4nVl, ПриТцп,о,х4nVl, PrTTsp, o, x

Аиьо , меньые{Тк +С,-„)Aio, lesser {Tk + C, - „)

/ ,0-1ч/, 0-1h

,- Ji -такие /,- Ji - such /,

логическом элементе И}logical element and}

- максимальное врем ; 64 .4 С с выходов 10.1 и 10.2, а также подача разр дов В и В множител  В па входы 7.1,7.2. После подачи в момент времени ( + 2P moix ° сигнала 1, который осуществл ет за т-оминание промежуточного результата -на выходах сумматоров 4,1-4.f, а также запрет отработки сумматорами 4.1-4,1 поступающей информации, вычисление продолжаетс  в сумматорах 1.1-1. fl и 2.1-2.П. В течение времени, пока будут 1адти вычислени , осуществл етс  считывание разр дов С, С произведени  , С с выходов умножител  10.3 и 10.4 и подача разр дов By и Eg множител  В на входы 7.3 и 7.4. Процесс продолжаетс  циклически. Когда все п разр дов множител  В будут поданы, на входах .1-7.4 устанавливаетс  сигнал О, а процесс вычислени  не прекращаетс  до получени  всех 2 п разр дов произведени  С с выходов 10.1-10.4. При необходнмости ускорени  получени  результата можно закончить вычисление разу же после ввода разр дов В,,, и В множител  В и суммировани  их частичных произведений. Тогда на выходах суммы и переноса сумматоров 4.14 .11 получитс  двухразр дный код старших разр дов произведени  С, который после суммировани  на сумматоре с ускоренным переносом даст значение старших разр дов произведени  С. Дл  обеспечени  гфавильной работы умножител , максимального быстродействи , а также дл  обеспечени  возможности считывани  промежуточной информации и коммутации разр дов множител  В величина Р должна определ тьс , исход  из следующей сксте1 п 1 неравенства - maximum time; 64 .4 C from outputs 10.1 and 10.2, as well as the filing of bits B and B of multiplier B pa inputs 7.1,7.2. After filing at the time point (+ 2P moix ° signal 1, which performs the t-commemoration of the intermediate result - on the outputs of adders 4.1-4.f, as well as the prohibition of working on adders 4.1-4.1 of the incoming information, the calculation continues to accumulators 1.1-1. fl and 2.1-2. P. During the time, while there are 1adti calculations, reading of bits C, C of the product, C from the outputs of the multiplier 10.3 and 10.4 and supplying the bits By and Eg of the multiplier B to the inputs 7.3 and 7.4. The process continues cyclically. When all n bits of the multiplier B are submitted, the inputs .1–7.4 are set There is a signal O, and the calculation process does not stop until all 2 n product bits C are obtained from outputs 10.1-10.4. If it is necessary to accelerate the results, you can finish the calculation as soon as you enter bits B ,,, and B multiplier and summing them Then, at the outputs of the sum and carry of adders 4.14 .11, a two-bit code of higher bits of product C will be obtained, which, after summing up on an accelerator of the adder, will give the value of the higher bits of product C. For ozhitel, maximum performance, and also for enabling read and switching intermediate information bits in the multiplier value R should be determined based on the following inequality skste1 claim 1

необходимое дл  считывани  результата с выходов 10.1-10,4 умножител ;necessary to read the result from the outputs 10.1-10.4 multiplier;

т Т . - максимальное и миниkmoK If mi Nt t. - max and min if ii

мальное врем  коммутации разр дов множител  В на входах 7,1-7.4 с учетом времени прохождени  сигналов через элементы И 5;the minimum switching time of the bits of the multiplier B at inputs 7.1-7.4, taking into account the time of passage of signals through the elements of AND 5;

цддх 1 - величина, равна  большему из элементов, записанных в квадратных скобках.cddh 1 - value equal to the larger of the elements written in square brackets.

Наличие в устройстве входов 1 Kil . 4 позвол ет наращивать разр дость . Это удобно при модульной реали а );ии умножител  или в виде интегральной схемы, при этом увеличение разр дности достигаетс  соответствующей коммутацией входов 11,1-11,4 одного модул  с выходами 10.1-10,4 другого модул .The presence in the device inputs 1 Kil. 4 allows to increase the discharge. This is convenient for modular implementation of a) and multiplier or in the form of an integrated circuit, while increasing the bit is achieved by appropriate switching of inputs 11.1-11.4 of one module with outputs 10.1-10.4 of another module.

Предлагаемое устройство может осуществл ть умножение не только двухП-разр дных чисел, оно позвол ет умножать п -разр дное число на число любой конечной разр дности m , при этом мен етс  только количество циклов работы.The proposed device can multiply not only two-bit numbers, it allows you to multiply n-bit by the number of any finite bit size m, and only the number of work cycles changes.

tS Наличие двух входов 9.1 и 9,2 позвол ет более эффективно использовать умножитель при различных .чени х Ti itS The presence of two inputs 9.1 and 9.2 allows a more efficient use of the multiplier at different Ti i points.

Ш Ю ШSh Yu Sh

АфХAfh

7-7-

ЧH

Ш Ш ШШ Ш Ш

1/ффф1 / fff

ФФ4ГFF4G

тt

(йг.2(yg.2

Фиг.ЗFig.Z

Claims (1)

(.57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ, содержащее матрицу элементов И и матрицу одноразрядных сумматоров, причем первые входы элементов И1 -го столбца матрицы (<=1, ..., в ;(.57) A DEVICE FOR MULTIPLICATION, containing a matrix of elements AND and a matrix of one-bit adders, the first inputs of the elements of the I1th column of the matrix (<= 1, ..., in; П - количество разрядов первого операнда) соединены с входом соответствующего разряда первого операнда устройства, вторые входы элементов И] ~й строки матрицы (j = 1, . . . , 2р; Р - произвольное целое число) соединены с соответствующим входом задания второго операнда устройства, выходы элементов И « -й строки матрицы соединены с. первыми информационными входами соответствующих одноразрядных сумматоров соответствующей строки матрицы, выход переноса каждого одноразрядного сумматора 1 -го столбца матрицы соединен с вторым информационным входом последующего одноразрядного сумматора того же столбца матрицы, выход суммы 1 -го одноразрядного сумматора J —й строки матрицы соединен с третьим информационным входом (1-1)-го одноразрядного сумматора (j+1)-й строки матрицы, выходы суммы одноразрядных сумматоров первого столбца матрицы являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, каждый одноразрядный сумматор ρ-й и 2р-й строк матрицы содержит девять элементов И, два элемента ИЛИ, четыре элемента НЕ и элемент задержки, причем выходы элементов И с первого по пятый соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом суммы одноразрядного сумматора, выходы элементов И с шестого по девятый соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом переноса одноразрядного сумматора. вход первого элемента НЕ соединен с. первым информационным входом одноразрядного сумматора и первыми входами первого, четвертого, седьмого и восьмого элементов И, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вход.второго элемента НЕ соединен с вторым информационным входом одноразрядного сумматора, вторыми входами первого, третьего и восьмого элементов И и первым входом шестого элемента И, выход второго элемента НЕ соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И, вход третьего элемента НЕ соединен с третьим информационным входом одноразрядного сумматора, вторыми входами шестого и седьмого элементов И и с третьими входами первого и второго элементовP is the number of bits of the first operand) are connected to the input of the corresponding bit of the first operand of the device, the second inputs of the elements of the Ith row of the matrix (j = 1, ..., 2p; P is an arbitrary integer) are connected to the corresponding input of the job of the second operand of the device , the outputs of the elements And the ith row of the matrix are connected to. the first information inputs of the corresponding one-bit adders of the corresponding row of the matrix, the transfer output of each one-bit adder of the 1st column of the matrix is connected to the second information input of the subsequent one-bit adder of the same column of the matrix, the output of the sum of the 1st single-bit adder of the Jth row of the matrix is connected to the third information input Of the (1-1) -th single-bit adder of the (j + 1) -th row of the matrix, the outputs of the sum of the single-bit adders of the first column of the matrix are the outputs of the device, distinguishing its purpose is that, in order to simplify the device, each single-bit adder of the ρ-th and 2-nd rows of the matrix contains nine AND elements, two OR elements, four NOT elements and a delay element, and the outputs of the first and fifth elements AND are connected to the inputs of the first the OR element, the output of which is connected to the output of the sum of a single-bit adder, the outputs of the AND elements from the sixth to the ninth are connected to the inputs of the second OR element, the output of which is connected to the transfer output of the single-bit adder. the input of the first element is NOT connected to. the first information input of the one-bit adder and the first inputs of the first, fourth, seventh and eighth elements AND, the output of the first element is NOT connected to the first inputs of the second and third elements AND, the input of the second element is NOT connected to the second information input of the one-bit adder, second inputs of the first, third and the eighth element AND and the first input of the sixth element AND, the output of the second element is NOT connected to the second inputs of the second and fourth elements AND, the input of the third element is NOT connected to the third m input single-digit adder, the second inputs of the sixth and seventh elements And and with the third inputs of the first and second elements И, выход, третьего элемента НЕ соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов И, вход элемента задержки соединен с первым управляющим входом одноразрядного сумматора и первыми входами пятого и девятого элементов И, выход элемента задержки подключен к входу четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с четвертыми входами элементов И с первого по четвертый и с третьими входами элементов И с шестого по восьмой, вторые входы пятого и девятого элементов И соединены с вторым управляющим входом одноразрядного сумматора, третьи входы пятого и девятого элементов И соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первые управляющие входы одноразрядных сумматоров р-й и 2р-й строк матрицы соединены соответственно с первым и вторым тактовыми входами устройства, вторые управляющие входы одноразрядных сумматоров р-й и 2р-й строк матрицы соединены соответственно с первым и вторым входами сброса устройства, выходы переноса одноразрядных сумматоров 2р-й строки матрицы соединены с вторыми информационными входами соответствующих одноразрядных сумматоров первой строки матрицы, выходы одноразрядных сумматоров с второго по п-й и 2р-й строки матрицы соединеныс третьими входами одноразрядных сумматоров соответственно с первого по(п-1) -йпервой строки матрицы.And, the output of the third element is NOT connected to the third inputs of the third and fourth elements AND, the input of the delay element is connected to the first control input of the single-bit adder and the first inputs of the fifth and ninth elements AND, the output of the delay element is connected to the input of the fourth element NOT, the output of which is connected to the fourth inputs of the elements And from the first to fourth and with the third inputs of the elements And from the sixth to the eighth, the second inputs of the fifth and ninth elements And are connected to the second control input of a single-bit adder, the third the inputs of the fifth and ninth AND elements are connected to the outputs of the first and second OR elements, respectively, the first control inputs of the single-bit adders of the rth and 2nd pth rows of the matrix are connected respectively to the first and second clock inputs of the device, the second control inputs of the single-bit adders -th matrix rows are connected respectively to the first and second inputs of the device reset, the transfer outputs of single-digit adders of the 2nd matrix row are connected to the second information inputs of the corresponding single-bit sums tori of the first row of the matrix, the outputs of the one-bit adders from the second to the pth and 2nd pth rows of the matrix are connected to the third inputs of the single-bit adders, respectively, from the first to the (p-1) -th first row of the matrix.
SU823528778A 1982-12-24 1982-12-24 Multiplying device SU1156064A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823528778A SU1156064A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Multiplying device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823528778A SU1156064A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Multiplying device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1156064A1 true SU1156064A1 (en) 1985-05-15

Family

ID=21041501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823528778A SU1156064A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Multiplying device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1156064A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР ,№ 8)7705, кл. G 06 F 7/52, 19/9 Папериоа Л.А. Логические основы ЦВТ, М., Советское радио, 1972, с. 218-219, рис. 9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3919535A (en) Multiple addend adder and multiplier
US4965762A (en) Mixed size radix recoded multiplier
US4104729A (en) Digital multiplier
US20220247425A1 (en) Architecture for Multiplier Accumulator using Unit Elements for multiplication, bias, accumulation, and analog to digital conversion over a shared Charge Transfer Bus
SU1156064A1 (en) Multiplying device
JPS5981761A (en) Systolic calculation device
JPH0289130A (en) Binary calculating circuit
GB1476603A (en) Digital multipliers
SU888110A1 (en) Secuential multiplying device
RU2763988C1 (en) Accumulating adder-subtractor by an arbitrary natural number modulo
SU987618A1 (en) Accumulating multiplier
RU1807481C (en) Device for multiplication
SU1005317A1 (en) Threshold logic element
SU1112363A1 (en) Binary counter-type adder
SU888109A1 (en) Multiplier
SU881737A1 (en) Device for computing function
GB2179770A (en) Method and digital circuit for fixed coefficient serial multiplication
SU1550513A1 (en) Device for computing function
SU879584A1 (en) Device for raising complex numbers to the power of two
SU1126946A1 (en) Translator from binary-codeded k-ary code to binary code
SU1018115A1 (en) Multiplication device
SU1405050A1 (en) Device for computing inverse value of normalized binary fraction
SU769540A1 (en) Multiplier
SU1032453A1 (en) Device for multiplying
SU1179322A1 (en) Device for multiplying two numbers