SU809174A1 - Матричное вычислительное устройство - Google Patents

Матричное вычислительное устройство Download PDF

Info

Publication number
SU809174A1
SU809174A1 SU792773756A SU2773756A SU809174A1 SU 809174 A1 SU809174 A1 SU 809174A1 SU 792773756 A SU792773756 A SU 792773756A SU 2773756 A SU2773756 A SU 2773756A SU 809174 A1 SU809174 A1 SU 809174A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
row
input
computational
inputs
cell
Prior art date
Application number
SU792773756A
Other languages
English (en)
Inventor
Лев Алексеевич Шумилов
Андраус Исса Суейдан
Абдалла Абдалла Дауд Али
Игорь Станиславович Зуев
Original Assignee
Ленинградский Ордена Ленинаэлектротехнический Институтимени B.И.Ульянова (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 Ленинградский Ордена Ленинаэлектротехнический Институтимени B.И.Ульянова (Ленина) filed Critical Ленинградский Ордена Ленинаэлектротехнический Институтимени B.И.Ульянова (Ленина)
Priority to SU792773756A priority Critical patent/SU809174A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU809174A1 publication Critical patent/SU809174A1/ru

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Description

(54) МАТРИЧНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Claims (2)

  1. Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих процессорах и специализированных вычислительных устройствах. Известно матричное вычислительное устройство дл  извлечени  квадратного корн  1. Данное матричное вычислительное устройство требует дл  своей реализации больших аппаратурных затрат и имеет неидентичные св зи, что затрудн ет его реализацию на больших интегральных схемах. Наиболее близким по технической суш,ности к предлагаемому устройству  вл етс  матричное вычислительное устройство (МВУ) дл  извлечени  квадратного . Кажда  вычислительна   чейка включает сумматор по модулю два и сумматор и имеет четыре входа и четыре выхода 2. Недостатком устройства  вл ютс  большие аппаратурные затраты при его реализации . Цель изобретени  - сокращение аппаратурных затрат при реализации матричного вычислительного устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что матричное вычислительное устройство, содержащее матрицу вычислительных  чеек, причем кажда  вычислительна   чейка содержит сумматор, при этом первый вход вычислительной  чейки i-ой строки j-ro столбца соединен с первым выходом вычислительной  чейки i-ой строки (j-1)-го столбца, первый вход предпоследней вычислительной  чейки каждой строки соединен с первым входом устройства, первый вход вычислительной  чейки i-ой строки первого столбца соединен со вторым выходом вычислительной  чейки (i-1)-ой строки первого столбца, второй вход вычислительной  чейки i-ой строки j-ro столбца соединен с третьим выходом вычислительной  чейки (i-1) строки (j + l)-ro столбца, вторые Входы вычислительных  чеек второй строки первого и второго столбцов соединены с третьим  выходами вычислительных  чеек первой строки первого и второго столбцов соответственно , вторые входы двух последних вычислительных  чеек каждой строки соединены со вторыми входами устройства, третий вход вычислительной  чейки i-ой строки i-ro столбца соединен со вторым выходом вычислительной  чейки i-ой строки (j + l)-ro столбца, третий вход последней вычислительной  чейки каждой строки соединен с первым выходом последней вычислительной  чейки, четвертый выход вычислительной  чейки i-ой строки j-ro столбца соединен с четвертым входом вычислительной  чейки ()-ой строки j-ro столбца, четвертые выходы последних двух вычислительных  чеек i-ой строки соединены с четвертыми входами последних двух вычислительных  чеек (i+l)-oй строки соответственно, четвертые входы вычислительных  чеек первой строки соединены с третьими входами устройства, кажда  вычислительна   чейка дополнительно содержит элемент И, причем в каждой вычислительной  чейке первый вход элемента И соединен с первым входом и с первым выходом вычислительной  чейки, второй вход элемента И соединен со вторым входом вычислительной  чейки, первый вход сумматора соединен с третьим входом вычислительной  чейки, четвертый вход вычислительной  чейки соединен со вторым входом сумматора, первый выход которого соединен со вторым, а второй выход - с третьим выходами вычислительной  чейки соответственно, четвертый выход вычислительной  чейки соединен со вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом элемента И, третий вход которого соединен с п тым входом вычислительной  чейки, причем п тый вход вычислительной  чейки i-ой строки j-ro столбца соединен со вторым входом вычислительной  чейки (i-l)-o.й строки (j + l)-ro столбца , п тые входы вычислительных  чеек второй строки первого и второго столбцов соединены со вторыми выходами вычислительных  чеек первой строки первого и второго столбцов соответственно, п тые входы последних двух вычислительных  чеек каждой строки соединены со вторыми входами устройства. На фиг. 1 изображена структурна  схема матричного вычислительного устройства; на фиг. 2 - структурна  схема вычислительной  чейки. Матричное вычислительное устройство содержит вычислительные  чейки 1, первые, вторые и третьи входы 2-4 устройства, выходы 5 устройства. Вычислительна   чейка (ВЯ) содержит сумматор 5, элемент И б, входы 7-11, выходы 12-15. Рассмотрим алгоритм извлечени  квадратного корн , который используетс  в предлагаемом МВУ. В отличии от известного предлагаемое МВУ работает по восстанавливающему алгоритму извлечени  квадратного корн . Пусть подкоренное выражение X представлено в данной системе счислени  в пр мом коде и нормализовано, т. е. 1. Пусть требуетс  найти квадратный корень из числа X, где X 0,010011001100... 1-ый шаг: предположим, что перва  цифра результата равна единице. Провери.м это предположение. Это осуществл етс  вычитанием из первых двух цифр подкоренного выражени  числа «01. Вычитание осуществл етс  сложением в дополнительном коде. Поэтому перенос в знаковый разр д означает положительность остатка. Отсутствие переноса означает отрицательность остатка. 01. В данном случае есть перенос в знаковый разр д, что означает положитель001 ность остатка. Следовательно, перва  цифра результата равна «1. 2-ой щаг: в зависимости от знака остатка из первого щага беретс  либо уменьшаемое, либо остаток. Если остаток положительный , то бере.м сам остаток, иначе беретс  уменьшаемое. К этому числу добавл ютс  еще цифры из подкоренного выражени . Это и есть уменьшаемое второго шага. Предположим, что втора  цифра результата равна единице. Проверка этого предположени  осуществл етс  вычитанием из уменьшаемого числа ОС101, где С1 - перва  цифра результата. QQQQ Переноса нет. Остаток отрицаiQii тельный. Следовательно, втоQ-rrrr- ра  цифра результата равна нулю . 3-й шаг; отбрасываем первую цифру остатка и повтор ем действи  второго шага. Из вычитаемого вычитаем число ОС1С201, где С2 втора  цифра результата. 00011 Переноса нет. Остаток отрица . тельный. Треть  цифра резуль011010 тата равна «О и так далее. МВУ работает следующим образом. Разр ды подкоренного выражени  поступают на матрицу. Первые два разр да поступают на вторые и п тые входы ВЯ первой строки, следующие два разр да поступают на вторые и п тые входы последних двух ВЯ второй строки, треть  пара разр дов поступает на вторые и п тые входы последних двух ВЯ третьей строки и т. д. Действи  в первой строке соответствуют действи м на первом шаге, а действи  во второй строке соответствуют действи м на втором шаге и так далее. В зависимости от результата из (i-1)-ой строки, который поступает на первые выходы элементов И ВЯ i-ой строки, в качестве уменьшаемого i-ой строки выбираетс  остаток (i-1)-ой строки, поступающий на вторые входы элементов И ВЯг-ой строки или уменьшаемое (i-1)-ой строки, поступающее на третьи входы элементов ИВЯ i-ой строки. При единогласном значении первого входа элемента И он пропускает значение второго входа, а при нулевом значении первого входа - значение третьего входа. Вычитаемое подаетс  на четвертые входы ВЯ в дополнительном коде. Определим аппаратурные затраты, необходимые при построении предлагаемого МВУ Предлагаемое МВУ и известное устройство т-ребуют дл  своей реализации одинаковое количество ВЯ, а именно 1/2(иЧ5п -2). Дл  конкретности оценим затраты оборудовани , использу  серию элементов 133. Реализаци  сумматора по модулю два в известном устройстве и элемента И в предлагаемом МВУ требует по три логических элемента из этой серии. Реализаци  сумматора, имеющего только пр мые выходы и переноса , требует 10 логических элементов из этой- серии и требует пр мые и инверсные шины всех входов. Входы сумматора в известном устройстве  вл ютс  переносами с соседней  чейки справа, выход сумматора по модулю два и выход суммы одной  чейки верхнего р да. Поэтому дл  сумматора по модулю два и выходов суммы и переноса двойных сумматоров требуетс  по инвертору , в то врем  как дл  предлагаемого МВУ требуетс  инвертировать только выход элемента И и выход переноса двойного сумматора , так как выход сумматора не поступает ни на какой сумматор. Эффективность изобретени  заключаетс  в выигрыше по оборудованию составл ющего 1/2 (п +5п-2) инверторов, где 2п - разр дность подкоренного выражени , что составл ет приблизительно 6% от общего числа оборудовани . Формула изобретени  Матричное вычислительное устройство, содержащее матрицу вычислительных  чеек , причем кажда  вычислительна   чейка содержит сумматор, при этом первый вход вычислительной  чейки i-ой строки J-ro столбца матрицы соединен с первым выходом вычислительной  чейки 1-ой строки (J-1)-го столбца, первый вход пред-последней вычислительной  чейки каждой строки соединен с первым входом устройства, первый вход вычислительной  чейки i-ой строки первого столбца соединен со вторым выходом вычислительной  чейки (i-1)-ой строки первого столбца,второй вход вычислительной  чейки i-ой строки j-ro столбца соединен с третьим выходом вычислительной  чейки (i-1) -ой строки (j Ч-1) -го столбца , вторые входы вычислительных  чеек второй строки первого и второго столбцов соединены с третьими выходами вычислительных  чеек первой строки первого и второго столбцов соответственно, вторые входы двух последних вычислительных  чеек каждой строки соединены со вторыми входами устройства , третий вход вычислительной  чейки i-ой строки j-ro столбца соединен со вторым выходом вычислительной  чейки i-ой строки (J + 1)-го столбца, третий вход последней вычислительной  чейки каждой строки соединен с первым выходом последней вычислительной  чейки, четвертый выход вычислительнрй  чейки i-ой строки j-ro столбца соединен с четвертым входом вычислительной  чейки ()-oй строки j-ro столбца, четвертые выходы последних двух вычислительных  чеек i-ой строки соединены с четвертыми входами последних двух вычислительных  чеек (itI)-oй строки соответственно , четвертые входы вычислительных  чеек первой строки соединены с третьими входами устройства, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  аппаратурных затрат , кажда  вычислительна   чейка дополнительно содержит элемент И, причем в каждой вычислительной  чейке первый вход элемента И соединен с первым входом и с первым выходом вычислительной  чейки, второй вход элемента И соединен со вторым входом вычислительной  чейки, первый вход сумматора соединен с третьим входом вычислительной  чейки, четвертый вход вычислительной  чейки соединен со вторым входом сумматора, первый выход которого соединен со вторым, а второй выход - с третьим выходами вычислительной  чейки соответственно , четвертый выход вычислительной  чейки соединен со вторым входом сумматора , третий вход которого соединен с выходом элемента И, третий вход которого соединен с п тым входом вычислительной  чейки, причем п тый вход вычислительной  чейки i-ой строки j-ro столбца соединен со вторым входом вычислительной  чейки (i-1)-ой строки (j + l)-ro столбца, п тые входы вычислительных  чеек второй строки первого и второго столбцов соединены со вторыми входами вычислительных  чеек первой строки первого и второго столбцов соответственно, п тые входы последних двух вычислительных  чеек каждой строки соединены со вторыми входами устройства. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Devries R. С., Chao М. Н. Fully iterative array for extracting square roots. «Electronics letters, 1970, vol. 6, № 8.
  2. 2.Шауман A. M. Матричное извлечение корн . Сб. «Вычислительна  техника, ЛГУ, вып. б, с. 105-111 (прототип).
SU792773756A 1979-05-31 1979-05-31 Матричное вычислительное устройство SU809174A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792773756A SU809174A1 (ru) 1979-05-31 1979-05-31 Матричное вычислительное устройство

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792773756A SU809174A1 (ru) 1979-05-31 1979-05-31 Матричное вычислительное устройство

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU809174A1 true SU809174A1 (ru) 1981-02-28

Family

ID=20830939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792773756A SU809174A1 (ru) 1979-05-31 1979-05-31 Матричное вычислительное устройство

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU809174A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748581A (en) * 1984-09-07 1988-05-31 U.S. Philips Corp. Digital root extraction circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748581A (en) * 1984-09-07 1988-05-31 U.S. Philips Corp. Digital root extraction circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6523055B1 (en) Circuit and method for multiplying and accumulating the sum of two products in a single cycle
US4594678A (en) Digital parallel computing circuit for computing p=xy+z in a shortened time
US4354249A (en) Processing unit for multiplying two mathematical quantities including at least one complex multiplier
Robinson Mersenne and Fermat numbers
SU809174A1 (ru) Матричное вычислительное устройство
EP0529755A2 (en) Method and apparatus for negating an operand of a multiplication operation
US5430669A (en) Apparatus for finding the square root of a number
US3462589A (en) Parallel digital arithmetic unit utilizing a signed-digit format
JP2682142B2 (ja) 乗算装置
JPH04500572A (ja) Bcdコードまたはデユアルコードでコード化された被演算数の加算または減算のための回路装置
US4197587A (en) Correction circuit for arithmetic operations with non-hexadecimal operands in hexadecimal arithmetic units
SU849206A2 (ru) Арифметическое устройство
US5416733A (en) Apparatus for finding quotient in a digital system
SU1583935A1 (ru) Устройство дл умножени на коэффициент
SU1003074A1 (ru) Устройство дл параллельного алгебраического сложени в знакоразр дной системе счислени
SU1035601A2 (ru) Устройство дл умножени
SU1541596A1 (ru) Устройство дл делени
SU151117A1 (ru) Дес тичный сумматор
SU1024906A1 (ru) Устройство дл умножени
SU752332A1 (ru) Устройство дл вычислени функции
SU634271A1 (ru) Устройство дл вычислени функции
SU842804A1 (ru) Матричное устройство дл возведени В КВАдРАТ
SU1529216A1 (ru) Устройство дл умножени
SU703817A1 (ru) Контролируемый параллельный сумматор
SU779998A1 (ru) Преобразователь кодов