SU1269125A1 - Устройство дл вычислени суммы произведений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  вычислени  выражений вида F а, Ь, + . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет работы с операндами, заданными в дополнительных кодах. Дл  этого в устройство, содержащее накапливающий сумматор, два регистра множимых и множителей, три группы элементов И, группу элементов ИЛИ и дешифратор, введены два элемента задержки, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, три комбинационных сумматора и две группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ. Вычисление выражени  F в устройстве производитс  по алгоритму Бута. При этом частичные произведени  формируютс  в I зависимости от результата анализа двух соседних множителей. 1 ил., (Л 3 табл.

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в. специализированных ЭВМ для вычисления выражений вида F = + + а ₂Ь₂ ·

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет работы с операндами, заданными в дополнительных кодах.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для вычисления суммы произведений.

Устройство содержит накапливающий сумматор 1, первый 2 и второй 3 регистры множимых, первый 4 и второй 5 регистры множителей, первую 6, вторую 7 и третью 8 группы элементов И, группу 9 элементов ИЛИ, дешифратор 10, первый 11, второй 12 и третий 13 комбинационные сумматоры, первую 14 и вторую 15 группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый 16 и второй 17 элементы задержки, первый 18 и второй 19 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,тактовый вход 20.

При вычислении выражения F = а,Ь, + а₂Ь₂ используется алгоритм Бута, который построен на представлении двоичного числа в дополнительном коде в виде

X =‘2^{И Х}П ⁺ Ξ ²Χ = -2^й х_п + -VJ.

+ 2 L. -2^ - 7 = = (ГД - X_n) 2^+.., + ^., - Х₆)-2°' где Х_, =0.

С учетом этого соотношения при последовательном перемножении множимого на разряды множителя операции производятся над последовательными строками, составленными из разрядов множимого по правилу:

Если X_n_, = X_h, то накапливается нуле в ая строка,

Если Х_п_, = 0, Х_п = 1, то множимое вычитается из накопителя,

Если Х_и., = 1, Х_п = 0, то множимое добавляется в накопитель.

Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо вычислить выражение

F = a_tb, + а₂Ь₂ где а, и а₂ - множимые, Ь, и Ь₂ - множители.

В регистры 2 и 3 заносятся значения а, и а₂, а в регистры 4 и 5 значения Ь, и Ь- . Вычисление может производиться, начиная с младших или старших разрядов. В первом случае осуществляется анализ содержимого регистров 4 и 5 со стороны двух младших разрядов и арифметический сдвиг в каждом такте накапливающего сумматора 1 вправо, а во втором случае анализ со стороны старших разрядов и арифметический сдвиг содержимого накапливающего сумматора влево, причем в каждом такте содержимое младших (старших) разрядов регистров 4 и 5 задерживается элементами 16 и 17 задержки (в качестве которых могут быть использованы триггеры), а также осуществляется арифметический сдвиг вправо (влево) содержимого регистров 4 и 5.

В табл.1 приведена зависимость выдачи управляющих сигналов дешифратором 10 и значения кода на выходе накапливающего сумматора 1 от комбинации пар младших (старших) разрядов регистров 4 и 5.

В каждом такте в зависимости от содержимого младшего (старшего) разряда регистров 4 и 5 коды на выходах сумматоров 11 и 12 могут принимать значения а, или -а, и а, или -а„ соответственно. При этом код на выходе сумматора 13 может принимать одно из значений: (а,+ а₂);(а,-а_г),; (а_г-а, ) ·, (-а, -а₂) .

Выходными сигналами дешифратора 10 через соответствующую группу 6-8 элементов И на вход накапливающего сумматора 1 подаются коды с выходов одного из сумматоров 11-13 либо нулевой код.

Значение кодов а, или -а, на выходе сумматора 11 и а_г или -a_? на вь!ходе сумматора 12 формируются путем суммирования с нулем, либо путем инверсии и суммирования с единицей содержимого регистров 2 и 3.

Пример вычисления для величин, заданных в табл.2, проиллюстрирован Табл.3.

В табл.3 содержимое регистров и 5 увеличено на один дополнительный разряд со стороны младших разрядов, который в исходном состоянии обнулен, а в накапливающем сумматоре 1 при сдвиге числа вправо повторяется содержимое старшего (знаково3 го) разряда. Результат вычисления F =3,0, + а₂Ь₂ получается в накапливающем сумматоре 1 и равен Г = = 0000100110.

Claims (1)

1. I Изобретение относитс  к г ычисли тельной технике и может быть испол зовано в. специализированных ЭВМ дл вычислени  выражений вида F а.Ь, + . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за сче работы с операндами, заданными в дополнительных кодах. На чертеже представлена функцио нальна  схема устройства дл  вычис лени  суммы произведений. Устройство содержит накапливающий сумматор 1, первый 2 и второй 3 регистры множимых, первый 4 и вт рой 5 регистры множителей, перБ:ую вторую 7 и третью 8 группы элементов И, группу 9 элементов ИЛИ, дешифратор 10, первый 11, второй 12 третий 13 комбинационные сумматоры первую 14 и вторую 15 группы элеме тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый 16 и второй 17 элементы задержки, первы 18 и второй 19 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,тактовый вход 20. При вычислении выражени  F a,b, + используетс  алгоритм Бута, которы построен на представлении двоичного числа в дополнительном коде в виде -2 X, нX -2 X, т + 2 L- : (С. - XJ ... + (Х - Х,) где Х., 0. С учетом этого соотношени  при последовательном перемножении множ мого на разр ды множител  операции производ тс  над последовательными строками, составленными из разр до множимого по правилу: Если Xn-i X,,, то накапливаетс нуле в а  строка. Если О, Хп 1, то множи мое вычитаетс  из накопител . Если Х 1, Xf О, то множи мое добавл етс  в накопитель. Устройство работает следующм образом. Пусть необходимо вычислить выра жение F + где а и aj - множимые, Ь:, и bj - множители. 5J В регистры 2 и 3 занос тс  значени  а, и а , а в регистры 4 и 5 значени  Ь. и Ь , Вычисление может I 1производитьс , начина  с младших или старших разр дов. В первом случае осуществл етс  анализ содержимого регистров 4 и 5 со стороны двух младших разр дов и арифметический сдвиг в каждом такте накапливающего сумматора 1 вправо, а во втором случае анализ со стороны старших разр дов и арифметический сдвиг содержимого накапливающего с мматора влево, причем в каждом такте содержимое младших (старших) разр дов регистров 4 и 5 задерживаетс  элементами 16 и 17 задержки (в качестве которых могут быть использованы триггеры), а также осутцествл етс  арифметический сдвиг вправо (влево) содержимого регистров 4 и 5. В табл. 1 приведена зависимость выдачи управл ющих сигналов дешифратором 10 и значени  кода на выходе накапливающего сумматора 1 от комбинации пар младших (старших) разр дов регистров 4 и 5. В каждом такте в зависимости от содержимого младшего (старшего) разр да регистров 4 и 5 коды на выходах сумматоров 11 и 12 могут принимать значени  а, или -а и а,, или -а,, соответственно. При этом код на выходе сумматора 13 может принимать одно из значений: (а,+ а);(а,-а),; (aj-a, ); (-а,-а) . Выходными сигналами дешифратора 10 через соответствующую группу 6-8 элементов И на вход накапливающего сумматора 1 подаютс  коды с выходов одного из сумматоров 11-13 либо нулевой код. Значение кодов а или -а, на выходе сумматора 11 и а или -а на выходе сумматора 12 формируютс  путем суммировани  с нулем, либо путем инверсии и суммировани  с единицей содержимого регистров 2 и 3. Пример вычислени  дл  величин, заданных в табл.2, проиллюстрирован Табл.3. В табл.3 содержимое регистров 4 и 5 увеличено на один дополнительный разр д со стороны младших разр дов , который в исходном состо нии обнулен, а в накапливающем сумматоре 1 при сдвиге числа вправо повтор етс  содержимое старшего (знакового ) разр да. Результат вычислени  F + получаетс  в накапливающем сумматоре 1 и равен Г 0000100110. Формула изобретени  Устройство дл  вычислени  суммы произведений, содержащее накапливающий сумматор, первый и второй регистры множимых, первый и второй регистры множителей, первую, вторую и третью группы элементов И, группу элементов ИЛИ и дешифратор, первый, второй и третий выходы которого соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй и третьей групп, выходы которых соединены с входами группы соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с информационными входами разр дов накапливающего сумматора , вход управлени  арифметическим сдвигом которого соединен с входами управлени  сдвигом первого и второго регистров множителей и с так товым входом устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет работы с операндами, заданными в дополнительных кодах, в 254 него введены три комбинационных сумматора , две группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента задержки на один такт,входы и выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы разр дов регистров множимых соединены с первыми входами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответствующей группы, выходы которых соединены с входами соответствующих разр дов первого и второго комбинационных сумматоров, выходы разр дов которых соединены с первыми и вторыми входами соответствующих разр дов третьего комбинационного сумматора, выходы последних разр дов регистров множителей соединены с первыми входами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входами переноса первого и второго комбинационных сумматоров -и вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответствующих групп, выходы разр дов комбинационных сумматоров соединены с вторыми входами соответствующих элементов И соответствующих групп. Т аг б л и ц а 1

   О

   а,

   а, + а а, - а

   а.

   а., - aj

   Продолжение табл. 1

   Исходное

   состо ние 001000111010

   О

   1 1

   2 000010 001110 .2 1

   000010

   001110

   000111

   000001

   000000

   000011

   Таблица 3

   00000

   00000

   +00110 00000

   -а.

   00110

   10

   00110

   00011

   00000

   +11010

   11010

   10 11101

   10000 11110

   +00001

   -aj-a 00001

   11111

   01 11111

   11000

   +00101

   . 1 00101 00100

   00

   01100 00010

   +00000

   00

   00010 00001

   00110

   J9

   17