SU974370A1 - Устройство дл умножени - Google Patents

Устройство дл умножени Download PDF

Info

Publication number
SU974370A1
SU974370A1 SU813270582A SU3270582A SU974370A1 SU 974370 A1 SU974370 A1 SU 974370A1 SU 813270582 A SU813270582 A SU 813270582A SU 3270582 A SU3270582 A SU 3270582A SU 974370 A1 SU974370 A1 SU 974370A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
block
input
inputs
outputs
output
Prior art date
Application number
SU813270582A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Маркович Карцев
Original Assignee
Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Усср
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 Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Усср filed Critical Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Усср
Priority to SU813270582A priority Critical patent/SU974370A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU974370A1 publication Critical patent/SU974370A1/ru

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Description

(S) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ

Claims (3)

  1. Изобретение относитс  к вычисли- тельной технике и может быть использовано при умножении чисел, в частности в системах счислени  с большими основани ми. Известны устройства, в которых выполнение арифметических и логических операций осуществл етс  путем обращени , к матрице, представл ющие собой программируемый блок дл  выполнени  арифметических и логических операций. Устройство содержит пр моугольную мат рицу из M(N+I) логических  чеек и (N+I) управл ющих  чеек - по одной на каждом из (N+I) столбцов матрицы. Кажда  управл юща   чейка состоит из двух каскадов U и V и может находитьс  в состо нии 1 либо О. Ячейки и и V служат дл  управлени  всеми операци ми , выполн емыми соответствующим столбцом. Кажда   чейка матрицы, также состо ща  из двух каскадов X и Y, св зана с соответствующей управл ющей  чейкой и вырабатывает выходные сигна лы D и Е В зависимости от входных сигналов А, В и С. Выходы D и Е -каждой  чейки св заны со входами соседней  чейки, а выходы  чеек крайнего подключены ко входам следующей логической или дополнительной матрицы. Каждый столбец матрицы может быть выбран, исход  из состо ни  каскада и управл ющей  чейки, с целью выполнени  соответствующей арифметической или логической операции. Кроме того выбор соответствующего столбца может быть осуществлен, исход  из состо ни  каскада V: во-первых, в результате реализации каскада U и V логических функций И или ИЛИ в случае выполнени  логической операции и, во-вторых, путем подачи двоичного сигнала на вход столбца в случае выполнени  арифметических операций flj . Известно также устройство дл  умножени , содержащее регистр множимого, регистр множител , блок формировани  частичных произведений и блок суммировани  частичных произведений. Вход блока формировани  частичных произве дений соединены с выходами регистров множимого и множител . Выходы блока формировани  частичных произведений подключены ко входам блока суммирова ни  частичных произведений, выходы которого  вл ютс  выходами устройства 2 . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  умножени , ко торое содержит регис;тр множимого, ре гистр множител , блок формировани  частичных произведений, блок суммиро вани  частичных произведений, блок поразр дного накоплени  переносов, сумматор с распространением переносо и регистр результата. Входы регистра результата подключены к выходам тсумматора . Перва  и втора  группы входо сумматора подключены к первой группе выходов блока суммировани  частичных произведений и к выходам блока поразр дного накоплени  переносов соответственно . Входы блока суммировани  частичных произведений подключены к первой группе выходов блока формировани  частичных произведений, втора  Группа выходов которого подключена к первой группе входов блока поразр дного накоплени  переносов, втора  группа входов которого подключена ко второй группе выходов блока суммировани  частичных произведений. Перва  и втора  группы входов блока формировани  частичных произведений подключены к выходам регистров множимого и множител  соответственно ( 3 Недостатками известных устройств дл  умножени   вл ютс , большие затраты оборудовани , значительную часть которых составл ет блок формировани  частичных произведений, содержащий при умножении пр- разр дных р-ичных чисел (2пр-Пр)х2р двухвходовых элементов И, мала  достоверность получаемого результата. Цель изобретени  - уменьшение затрат оборудовани  за счет уменьшени  числа двухвходовых элементов И блока формировани  частичных произведений, а также повышение достоверности результата умножени . Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  умножени , содержащее регистр множимого, регистр множител , блок формировани  частичных произведений,-блок суммировани  частичных произведений, блок накоплени  97 переносов, сумматор с распространением переноса и регистр результата, причем входь регистров множимого и МНО-. жител  подключены соответственно ко входам множимого и множител  устройства, выходы регистров множимого и множител  подключены соответственно к первому и второму входам блока формировани  частичных произведений, первый выход которого подключен ко входу блока суммировани  частичных произведений, а второйк первому входу.блока накоплени  переносов , второй вход которого подключен к первому выходу блока суммировани  частичных произведений, второй выход которого подключен ко входу первого слагаемого сумматора с распространением переноса, выход которого подключен ко входу регистра результата, выход последнего подключен к выходу результата устройства, содержит блок накоплени  коэффициентов и блок суммировани  коэффициентов и переносов, причем вход блока накоплени  коэффициентов соединен с третьим выходом блока суммировани  частичных произведений , выход блока накоплени  коэффициентов подключен к первому входу блока суммировани  коэффициентов и переносов, второй вход которого подключен к выходу блока накоплени  переносов , а выход блока суммировани  коэффициентов и переносов подключен ко входу второго слагаемого сумматора с распространением переноса. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл  умножени ; (на фиг. 223 показана реализаци  устройства дл  случа  ),на фиг. 2 - структурна  схема блока формировани  частичных произведений; на фиг. 3 - функциональна  схема матрицы умножени -, на фиг. k, 5 - функциональные схемы матриц, сложени  дл - , на фиг. 6 - структурна  схема блока суммировани  частичных произведений; на фиг. 7 функциональна  схема матрицы сложени  двух Однородных Р-ичных чисел; на фиг. 8структурна  схема блока накоплени  коэффициентов; на фиг. 9. Ю и 11 функциональные схемы матриц двухвходовых элементов И и матриц многовходовых э-лементов И; на фиг. 12 - структурна  схема блока накоплени  переносов-; на фиг. 13 - функциональные схемы матриц элементов И, реализующих блок накоплени  переносов; на фиг. l структурна  схема блока суммировани  коэффициентов и переносов; на фиг. 155 . 37 23 функциональные схемы матриц элементов И, реализующих блок суммировани  коэффициентов и переносов, выполненные дл  примера на диодных сборках Устройство содержит регистр 1 множимого , регистр 2 множител , блок 3 формировани  частичных произведений, блок t суммировани  частичных произве дений, блок 5 накоплени  коэффициентов , блок 6 накоплени  переносов, блок 7 суммировани  коэффициентов и переносов, сумматор 8 с распространением переноса, регистр 9 результата. Входы регистров 1 и 2 подключены соответственно ко входам множимого 10 и множител  11 устройства, а их выходы соединены с первым и вторым входами блока 3 соответственно. Первый выход блока 3 подключен ко входу блока k, второй - к первому входу блока 6, третий выход блока 3 - ко входу блока 5. Первый выход блока t соединен со вторым входом блока 6, второй выход блока подключен к входу первого слагаемого сумматора 8. Выход блока 5 соединен с первым входом блока суммировани  7, второй вход которого подключен к выходу блока 6, а выход ко входу второго слагаемого сумматора 8. Выход сумматора 8 соединен со входом регистра 9. выход последнего подключен к выходу 12 результата устройства . Блок 3 представл ет собой схему (см. фиг. 2), включающую матрицы И умножени  и матрицы 15 и 16 сложени  двух одноразр дных чисел, причем входы 1 и 2 каждой матрицы подключены к соответствующим ей входным шинам группы 1 и 2 блока 3 соответственно. Входы 1 и 2 матриц 15. а также входы матриц 16 подключены к выходам 3 и выходам i матриц 1Д. Выходы 1 матриц 1 и 15 объединены в группу 1 выходов блока 3. Выходы 2 матриц 15 и выходы матриц 16 объединены в группу 2 входов блока 3- Выходы 2 матриц 1 и выходы 3 матриц 15 объединены в группу 3 выходов блока 3- Функциональные схе мы матриц I, 15 и 16 представлены на фиг. 3, и 5 соответственно дл  примера в счислении с основанием . Блок представл ет собой многоуро вневую схему (см. фиг. 6), включающую матрицу 17 сложени  двух одноразр д ных р-ичных чисел. Функциональна  схе ма матрицы 17 представлена на фиг. 7 дл  примера дл  . 0 Блок 5 представл ет собой многоуровневую схему (см. фиг. 8), включающую матрицы 18 и 19 двухвходовых элементов И, а также матрицы 20-22 MHort)Bxoдовых элементов И. Функциональные схемы матриц 18-22 представлены на фиг. Э 11. При этом матрицы 20-22 выполнены примера На диодных сборках. Блок 6 представл ет собой многоуровневую схему (см. фиг. 12), включающую матрицы двухвходовых элементов И, причем входы 1 и 2 матриц 23 подключены к входным шинам группы 1 входов блока 6. Один из входов матрицы 2i подключен к входной шине группы 1 или группы 2 входов блока 6, а другой - к выходам матрицы 23. Входы матрицы 25 - к выходам соответствующих матриц 23. Входы матрицы 2б - к выходам соответствующих матриц 23 и 2k, а входы матриц 27 - к выходам соответствующей матрицы 2Ц и входной шине группы 2 входов блока 6. Функциональные схемы матриц 23-27 представлены на фиг. 13. - Блок 7 представл ет собой группу (см. фиг. 1) матриц 27 и 30 двухвходовых элементов И, а также матриц 28 и 29 многовходовых элементов И. Входы 1 и 2 матрицы 27 блока 7 подключены к входным шинам О группы 1 и 2 входов этого блока соответственно. Входы 1 , 2 и 3 матрицы 28 подключены к входным шинам 1, 2 и 3- С. 5 и 6) группы входов блока 7 а входы и 5 этой матрицы подключены к входам 1 и 2 (3 и ) группы 2 его входов. Входы 1 матрицы 29 подключены к входной шине 7 группы 1 входов блока 1, а входы 2 и 3 матрицы 29 подключены к входным шинам 5 и 6 группы 2 входов этого блока . Входы 1 и 2 матрицы 2б подключены к входной шине 8 группы 1 входов блока 7 и входной шине 7 группы 2 его входов соответственно. Функциональные схемы матриц 28, 29 и 30 представлены на фиг. . При этом матрицы 29 и 28 выполнены дл  применени  на диодных сборках. Устройство работает следующим образом . С выходов регистров 1 и 2 множимое и множитель поступают на входы 1 и 2 блока 3, в котором все цифры множимого умножаютс  на все цифры множител  одновременно. При этом на входы каждой матрицы 1 сигналы, соответствующие цифре множимого (множител ), поступают следующим образом. На вход с номером , 2, ..., - или - сигнал поступает в том случае если цифра множимого (множител ) равна -, , .., р-2 или р-L соответственно . На вход с номером Т +2, .., р-1 или р сигнал поступает в TJDM случае, если она равна О, 1, .., j- 2 или - - 1 соответственно. На вход с номером р+1 сигнал поступает, цифра находитс  в диапазоне О - - 1 включительно, а на вход с номером р+2 - если -рна находитс  в диапазоне значений - - р-1 включительно. На вход с номером р+3, р+ и т. д. сигнал, соответствующий цифре множимо го (множител ), поступает в том случае , если она принимает одно из двух значений О или -j-, 1 или и т. д. соответственно. Например, дл  умножении цифр множимого и множител  8и 9 сигналы, соответствующие этим цифрам, приход т на входы с номерами Л, 12 и 16 группы входов 1 и входы с номерами 5, 12 и 17 группы входов 2. Выходные сигналы в отмеченном примере по вл ютс  на следующих выходах блока на выходной шине 1 группы выхо дов 1, выходной шине О группы выходов 2, выходной шине 1 и выходной шине 6 группы выходов 3, выходной шине 2 и выходной шине 5 группы выходов и од нозначно соответствует результату умножени  8). С выходов матриц Т сигналы, соответствующие правым и левым составл ющим результата умножени , поступают на входы матриц 15 и 16 и на выходы групп выходов 1, 2 и 3 блока 3На выходах матриц 15 и 16 кажда  цифра представлена двум  сигналами; Первый из wx поступает на с номером О Т, У U второй на шину с номером - - или -2-+1. Результат сложени  двух цифр на матрице 15 по вл етс  на трех ее выходах . При этом известно, что на выходах групп 1 и 3 сигналы, соответствующие значению переноса 1 и значению коэффициента S, по витьс  одновременно не могут. С выходов 2 блока 3 сигналы, соответствующие значени м частичных про изведений в данном разр де, поступают на входы блока k, в котором происходит их сложение на многоуровневой схеме, причем на входы матриц 17 этой схемы кажда  цифра поступает в коде 1 из р (например, цифре О, 1, 2, ..., 9соответствует наличие сигнала на входе с номером О, 1, ..., 9), а результат по вл етс  на двух группах выходов. С выходов 1 блоков 3 и 4 сигналы , соответствующие единицам переносов из каждого разр да в соседний старший разр д, поступают на входы 1 и 2 блока 6 соответственно. С выходов 3 блока 3 сигналы, соответствующие коэффициентам О или - данного разр да поступают на входы блока 5. Сложение мастичных произведений в блоке k, накопление коэффициентов в блоке 5 и накопление переносов в блоке 6 осуществл етс  практически одновременно. Значени  коэффициентов каждого разр да , образование на выходах блока 5, и переносов в соседний старший разр д накопленных в блоке 6, суммируютс  в блоке 7- При этом максимально возможна  сумма в одном из разр дов дл  расс отреннрго примера () составл ет , т. е. дл  - число 13-. Поскольку максимально возможна  цифра одного р-ичного разр да составл ет р-1, то этот факт говорит о том, что предложенное устройство целесообразно использовать дл  значений (так, при и п 3 максимально возможна  сумма коэффициентов и переносов составл ет ). Кроме того; число выходов блока 7 превышает максимально возможное значение в одном разр де и составл ет -24-9 поэтому по вление сигнала на выходе блока 7 с максимальным номером может быть использовано как признак ошибки результата. Эта шина на вход сумматора 8 не заводитс  и самосто тельной группой 2 выходов подаетс  на выход устройства. Значени  сумм каждого разр да, образованные на выходах 2 блока 4, а также значени  сумм коэффициентов этого разр да с переносами из соседнего младшего разр да суммируютс  на сумматоре 8, с выходов которого результат поступает на регистр 9 результата. Общие аппаратурные затраты на реализацию предлагаемого устройства дл  умножени  составл ют А,п2р2 + ()(|рП8) +D,Dif Оэ где D-t, Dj и Оз элементарных компонентов, необходимых дл  пойтроени  блоков накоплени  переносов, накоплени  коэффициентов и суммировани  коэффициентов и переносов соответственно . Общие аппаратурные затраты на реализацию устройства-прототипа состав л ют: A.i () Экономию от внедрени  предлагаемо го устройства дл  умножени  можно оп ределить из следующего выражени : 2 -А:, Поскольку дл  рассмотренного в опи сании случа  () значени  D-i, Dj определены как , D,, Dj 1820, то дл  этого случа  положител ный эффект от внедрени  предлагаемого устройства по сравнению с устройством прототипом при и. составл ет Э 1084о и 3 50008 элементарных компонентов соответственно. Таким образом, в предлагаемом устройстве затраты оборудовани  меньше, чем в устройстве-прототипе и, кроме ,. того, достоверность его функционировани  выше за счет наличи  признака достоверности получаемого решени . Формула изобретени  Устройство дл  умножени , содержащее регистр множимого, регистр множител ,блок формировани  частичных произведений , блок суммировани  частичных произведений, блок накоплени  переносов , сумматор с распространением переноса и регистр результата, причем входы регистров множимого и множител  подключены соответственно ко входам множимого и множител  устройства, выходы регистров множимого и множител  подключены соответственно к первому и второму входам блока формировани  частичных произведений, первый выход которого подключен ко входу блока суммировани  частичных произведений, а второй - к первому входу блока накоплени  переносов, второй вход которого подключен к первому выходу блока суммировани  частичных произведений, второй выход которого подключен ко входу первого слагаемого сумматора с распространением переноса, выход которого подключен ко входу регистра результата , выход которого подключен к выходу результата устройства, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  затрат оборудовани  и повышени  достоверности результата умножени , устройство содержит блок накоплени  коэффициентов и блок суммировани  коэффициентов м переносов, причем вход блока накоплени  коэффициентов соединен с третьим выходом блока суммировани  частичных произведений , выход блока накоплени  коэффициентов подключен к первому входу блока суммировани  коэффициентов и переносов , второй вход которого подключен к выходу блока накоплени  переносов, выход блока суммировани  коэффициентов и переносов подключен ко входу второго слагаемого сумматора с распространением переноса. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.патент США № , кл. G Об F 7/39, опублик. 1977.
  2. 2.Прангишвили И. В. и др. Микроэлектроника и однородные структуры дл  построени  логических и вычислительных устройств. М., Наука, 19б7, с. 180.
  3. 3.Авторское свидетельство СССР 739531 кл. G 06 F 7/52, 1Э79 (прототип ).
    Г.
    I 1 iI г I
    1J
    1
    u.
    4
    13
    i t2
    Фиг.1
    t
    t
    У
    5
    1
    «о
    v:iv
    V
    r CM
    V4
    i
    N
    КЗ
    5
    1
    ЧК
    дч
    55
    K
    Уч
    V
    S
    s
    r
    й
    ffiJ
    Г7-Г
    -w
    Г-К fHC
    гЭ
    OTI
    г б
    r
    . Cv
SU813270582A 1981-04-08 1981-04-08 Устройство дл умножени SU974370A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813270582A SU974370A1 (ru) 1981-04-08 1981-04-08 Устройство дл умножени

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813270582A SU974370A1 (ru) 1981-04-08 1981-04-08 Устройство дл умножени

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU974370A1 true SU974370A1 (ru) 1982-11-15

Family

ID=20951504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813270582A SU974370A1 (ru) 1981-04-08 1981-04-08 Устройство дл умножени

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU974370A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0239899B1 (en) Multiplier array circuit
US5465226A (en) High speed digital parallel multiplier
US4639857A (en) Digital data processor incorporating an orthogonally connected logic cell array
US3670956A (en) Digital binary multiplier employing sum of cross products technique
WO1993022721A1 (en) Compact multiplier
EP0152046A2 (en) Multiplying circuit
US6065033A (en) Wallace-tree multipliers using half and full adders
KR100308726B1 (ko) 고속 산술 장치에서 올림수 예견가산기 스테이지의 수를 감소시키는 장치 및 방법
US4545028A (en) Partial product accumulation in high performance multipliers
US4839848A (en) Fast multiplier circuit incorporating parallel arrays of two-bit and three-bit adders
SU974370A1 (ru) Устройство дл умножени
US5268858A (en) Method and apparatus for negating an operand
US3582634A (en) Electrical circuit for multiplying serial binary numbers by a parallel number
EP0344226B1 (en) High-speed digital adding system
US4190894A (en) High speed parallel multiplication apparatus with single-step summand reduction
KR950006581B1 (ko) 영역 유효 평면도를 갖는 올림수 저장 가산기로 구성되는 2진 트리 승산기
US6484193B1 (en) Fully pipelined parallel multiplier with a fast clock cycle
US5883825A (en) Reduction of partial product arrays using pre-propagate set-up
Lau et al. A self-timed wavefront array multiplier
US3469086A (en) Majority logic multiplier circuit
JPH07141150A (ja) 乗算器
RU2251144C1 (ru) Устройство для умножения чисел в коде "1 из 4"
US3192369A (en) Parallel adder with fast carry network
JP3417172B2 (ja) 演算回路
SU1119006A1 (ru) Устройство дл делени чисел