SU987619A1 - Устройство дл умножени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах, в блоках контрол  и обработки информации . Известно устройство дл  умножени  содержащее регистры множител  и множимого , блок модульного умножени , сумматор, формирователи поправок, блоки вычитани , блоки делени  и фор мирователи преобразованньзх множител  и гшожимого tl 3. Недостатками этого устройства дл  умножени   вл ютс  его сложность и низкое быстродействие. Известно также устройство дл  умножени , содержащее два счетчика, две группы элементов И-НЕ, синхронизатор .импульсов, два триггера и сумматор-вычислитель С2 3. Недостатками этого устройства дл  умножени  также  вл ютс  его сложность и низкое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  ундаожени , содержащее регистры первого и второго чисел, группу элементов. И, накапливающий сумматор и четыре схемы согласовани  фаз, в которых дл  синх ронизации периодов умножени  хран тс  коды поразр дной суммы и поразр дного переноса частичного произведени , причем входы управлени  схем согласовани  фаз соединены с шинами пере- . носа, сдвига и выдачи Сз. Недостатком этого устройства  вл етс  его низкое быстродействие. Цель изобретени  - повышение быстродействи . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  умножени , содержащее накапливающий сумматор, группу элементов И, регистры первого и второго чисел, информационные входы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам устройства, управл ющий вход которого соединен с входами управлени  регистров первого и второго чисел , введены блок приоритета, группа дополнительных элементов И, формирователь -импульсов опроса, элемент И и элемент ИЛИ, при этом выходы разр дов накапливающего сумматора подключены соответственно к первым входам элементов И группы, выходы которых соответственно подклачены к выходам устройства, управл ющий вход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ и входу обнулени  накапливающего сумматора, информационные входы которого соединены соответственно с выходами блока приоритета и первьтми входами дополнительных элементов И группы, выходы которых соединены соответственно с обнул ющими входами разр дов регистра первого числа, выходы разр дов которого соединены соответственно с входами блока приоритета и входами элемента И, выход которого соединен с вторыми входами, элементов И группы и другим входом элемента ИЛИ, остальные входы которого подключены к выходам дополнительных элементов И группы, информационные входы формировател  импульсов опроса подключены соответственно к выходам разр дов регистра второго числа, а управл ю-щий вход - к выходу элемента ИЛИ, причем формирователь импульсов опроса содерн(ит регистр, три группы элементов И, элемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, вход которого соединен с управл ющим входом формировател  импульсов опроса и первыми входами элементов И первой группы формировател  импульсов опроса, выход элемента НЕ соединен с пepвы ш входами первых элементов И второй и третьей групп формировател  импульсов опроса , выходы элементов,И первой и второй групп формировател  импульсов опроса соединены с пр мым и инверсным входами соответствующих разр дов регистра формировател  импульсов опроса , инверсные выходы разр дов которого соединены с входами элемента И формировател  импульсов опроса, выходы элементов И третьей группы формировател  импульсов.опроса соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, начина  с второго, формировател  импульсов опроса, первый вход каждого элемента И третьей группы, начина  с второго , соединен ствыходом предыдущего элемента И Третьей группы формировател  импульсов опроса, вторые входы элементов И третьей группы формировател  импульсов опроса соединены с инверсными вEJkoдaми соответствующих разр дов регистра формировател  импульсов опроса, вторые входы элементов И второй группы формировател  импульсов опроса соединены с пр мыми выходами соответствующих разр дов регистра формировател  импульсов опроса, а выходы подключены к входам элемента ИЛИ формировател  импульсов опроса, вторые входы элементов И первой группы формировател  импульсов опроса соединены с соответствующими информационными входами формировател  импульсов опроса, выход элемента И и элемента ИЛИ формировател  импульсов опроса,  вл ющиес 

соответственно первым и вторым выходами формировател  импульсов опроса , соединены соответственно с вторыми входами дополнительных элементов И группы и управл ющим входом накапливающего сумматора, каждый разр д которого содержит счетный триггер и коммутатор, информационные входы которого соединены с выходом счетного триггера предыдущего разр да и управл ющим вх&дом накапливающегосумматора , управл ющий вход коммутатора соединен с соответствующим информационным входом накапливающего сумматора, а вьаход - с входом счетного триггера, вход обнулени  которого соединен 6 входом обнулени  накапливающего сумматора, а выход - с выходом соответствующего разр да накапливающего сумматора.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  умножени  на фиг. 2 - функциональна  схема накапливающего сумматора; на фиг. 3 функциональна  схема формировател  импульсов опроса; на фиг. 4 - функциональна  схема блока приоритета.

Устройство дл  у множени  содержит регистр 1 первого числа, информационный вход которого подключен к первому информационному входу 2 устройства дл  умножени , регистр 3 второго числа, информационный вход которого подключен к второму информационному входу 4 устройства дл  умножени , уп равл ющий вход 5 которого соединен с входами управлени  регистров 1 и 3 первого и второго чисел, группу элементов И 6, накапливающий сумматор 7, выходы 8 устройства дл  умножени , -блок 9 приоритета, группу дополнительных элементов И 10, формирователь 11 импульсов опроса, элемент И 12 и элемент ИЛИ 13. При этом выходы разр дов накапливающего сумматора 7 подключены соответственно к первым входам элементов И 6 группы , выходы которых соответственно подключены к выходам 8 устройства. Управл ющий вход 5 устройства подключен к одному из входов элемента ИЛИ 13 и к входу обнулени  накапливающего сумматора 7, информационные входы которого соединены соответственно с выходами блока 9 приоритета и первыми входами дополнительных элементов И группы, выходы которых соединены соответственно с обнул ющими входами разр дов регистра первого числа. Входы блока 9 приоритета соответственно подключены к выходам разр дов регистра 1 первого числа и входам элемента И 12, выход которого соединен с вторыми входами элементов И группы б и другим входом элемента ИЛИ 13, остальные входы которого подключены к выходам дополнительных элементов И 10 группы. Информационные входы формировател  11 импульсов опроса подключены соответственно к выходам разр дов регистра .3 второго числа, а управл ющий вход к выходу элемента ИЛИ 13.

Каждый разр д накапливающего сумматора 7 (см.фиг. 2) содержит счетный триггер 14 и коммутатор 15, информационные входы которого соединены с выходом счетного триггера предыдущего разр да исправл ющим входом накапливающего сумматора 7. Управл ющие входы коммутаторов 15 соединены с .соответствующими информационными входси и накапливающего сумматора 7, а выходы j- с входами счетных триггеров 14. Входы обнулени  счетных .триггеров 14 соединены с входом обнулени  накапливающего сумматора 7, а выходы - с выходами соответствующих разр дов накапливающего сумматора 7.

Формирователь 11 импульсовопроса (сМ. фиг. 3) содержит регистр 16, выполненный на п триггерах 17 (где п разр дность регистра 3 второго числа ) , группы элементов И 18 и 19, элемент НЕ 20, группу элементов И 21, элемент И 22, элемент ИЛИ 23. Вход элемента НЕ 20 соединен с управлййои им входом формировател  11 импульсов опроса и первыми входами элементов И 18 первой группы формировател  11 импульсов опроса. Выход элемента НЕ 20 соединен с первыми входами первых, элементов И 19 и 21 второй и третьей групп формировател  импульсов опроса. Выходы элементов И 18 и 19 первой и второй групп формировател  11 импульрод опроса . соединены с пр мым и инверсным входгиии соответст ую цих разр дов регистра 16 формировател  11 импульсов опроса . Инверсные выходу разр дов регистра 16 соединены со входс1ми элемента И 22 формировател  11 импульсов опроса. Выходы элементов И 21 третьей групцы формировател  11 импульсов опроса соединены соответственно с первыми входами элементов И 19 второй группы, начина  с второго , формировател  1-1 импульсов опроса Первый вход каждого элемента И 21 третьей группы, начина  с второго , соединен с выходом предаадущего элемента И 21 третьей группы фо1 шровател  11 импульсов опроса. Вторые входы .элементов И 21 третьей rpyi|nta формировател  11 импульсов опроса соединены с инверсными выходами соответствующих разр дов регистра 16 формировател  11 импульсов -опроса. Вторые входы элементов И 19 второй группы формировател  11 импульсов опроса соединены с пр мыми выходами соответствующих разр дов регистра 16 формировател  11 импульсов опроса

а выходы подключены к .входам элемен- ; та ИЛИ 23 формировател  li импульсов опроса. Вторые входа элементов И. 18 первой группы формировател  11 нмпульсов опроса соединены с соотгветствующими информационными входами формировател  11 импульсов :опрбса. Выходы элемента И 22 и элемента ИЛИ. 23 формировател  11 импульсов опроса,  вл ющиес  соответственно первыми и

вторыми выходами формировател  11 импульсов опроса, (Зоединены соответст-. венно с вторыми входами дополнитель-, ных элементов и 10 группы и управл к) щим входом накапливающего сумматора

7. , , -. .

Блок 9 приоритета (см. фиг. 4) содержит (K-l) элементов И 24 и {К-1) . элементов НЕ 25. При этом одни входхы элементов И 24 соединены череэ элементы НЕ 25 со всеми выходами младших разр дов регистра 1 первого чис ла, а другие входы элементов И 24 соединены соответственно с выходами остальных разр дов регистра 1 первого числа. Выходы элеме  тов И 24 св заны с управл кнцими входами коммутаторов 15 накапливающего сумматора 7. Устройство дл  умножени  работает следующим образом..

Перед началом работы на входы 2 и 4 устройства (из внетннего устройства обработки информации) подает необходимые двоичные коды перврго и вто рого чисел.

При подаче импульса на управл ющий вход 5 первое число (например, 001001), поступающее с первого информационного входа 2, записываетс  в регистр 1 первого числа, а второе

число (например, 001110 , поступающее со второго информационного входа 4 устройства, записываетс  в регистр 3 второго числа и через него в регистр 16 формировател  11 импульсов опроса. Счетные триггеры 14 накапливанмцего сумматора.7 устанавливаютс  при этом в нулевое исходное состо ние. Так как в первом разр де регистра 1 первого числа записана единица, то на первом выходе блока .

9 приоритета;формируетс  также единица . При этом вход коммутатора 15 первого разр да накапливающего cynwaтора 7 подключаетс  к выходу элемента ИЛИ 23 формировател  11 импульсов/

опроса.

Claims (3)

1. Далее при сн тии импульса с управл ющего входа 5 элемент НЕ 20 формировател  11 импульсов опроса Овеспечивает подключение этого фоцлгаровател  путем подачи разрешающего сигнала на входы элементов И 19 и 21 первбго и второго раэр дов. При этом в формирователе 11 импульсов опроса одновременно с осуществлением поочередного сброса триггеров 17 (. в которых запи саны единицы Сформируютс  импульсы. Эти импульсы через элемент ИЛИ 23 и коммутатор 15 первого разр да накап ливающего сумматора 7 поступают на счетный вход счетного триггера 14 п вого разр да, который совместно с счетными триггерами 14 второго и третьего разр дов (, в примере исполь , зуетс  гаестиразр дное второе число, поэтому дл  подсчета максимального количества единиц, содержащихс  в н достаточно иметь трехразр дный- сче чик j подсчитывает количество единиц содержащихс  в регистре 3 второго числа (дл  данного примера количест во единиц равно 3), После осуществлени  сброса последнего триггера 17 формировател  11 импульсов опроса на выходе накапливающего суммато ра 7 формируетс  код 000011. Этот код на выходы 8 не передаетс , так как на выходе элемента И 12 пока ещ нет сигнала разрешени . На выходе элемента И 22 формировател  11 импульсов опроса возникает импульс, подключающий группу дополнительньтх элементов И 10. При этом осуществл етс  сброс триггера первого разр да регистра 1 первого числа, а на четвертом выходе блока 9 приоритета формируетс  единица, подключающа  выход коммутатора 15 четвертого разр да накапливающего сумматора 7 к выходу элемента ИЛИ 23 формировател  11 импульсов опроса. Одновременно со сбросом триггера первого разр да регистра 1 первого числа осу ществл етс  перезапись второго числа из регистра 3 второго числа -в регистр 16 формировател  11 импульсов опроса, что приводит к отключению группы дополнительны элементов И 10, так как в perHCTfie 3 второго чис |ла записана нулева  информаци . Далее устройство работает аналогично рассмотренному выше, только импульсы с выхода элемента ИЛИ 23 поступают сразу (мину  три разр да счетчика) через коммутатор 15 четвер того разр да на счетный вход счетного триггера 14 четвертого разр да который совместно со счетными триггерами 14 п того и шестого разр дов подсчитывает количество единиц, содержащихс  в регистре 3 второго числа. После осуществлени  сброса триггера 17 последнего разр да (в котором записана единица ) формировател  11 импульсов опроса на выходе сумматора 7. формируетс  код 011011, а на выходе элемен,та И 22 формировател  11 импульсов опроса возникает импульс, подключающий группу элементов И 10. При этом осуществл етс  сброс триггера четвертого разр да регистра 1 первого числа на всех выходах которого в этом случае формй руетс  нулева  информаци , что обеспечивает формирование на выходе элемента И 12 единицы, котора  подключает группу элементов И б, пропускающую код 011011 с выхода накап-. ливающего сумматора 7 на выходы 8 устройства. Одновременно со сбросом триггера .четвертого разр да регистра 1 первого числа осуществл етс  перезапись второго числа из регистра 3 второго числа в регистр 16 формировател  11 импульсов опроса. Это приводит к отключению дополнительных элементов И 10, так как в регистре 3 второго числа записана не нулева  информаци . Единица на выходе элемента ИЛИ 13 сохран етс ,так как она подаетс  с выхода элемента И 12. Таким образом, на выходах 8 устройства формируетс  двоичный код 011011 (дес тичный код 27), равный произведению двоичного кода первого числа 001001 (дес тичный код 9) на количество единиц, содержащихс  во втором числе 001110, выраженном в ДВОИЧНОМ коде 011 (дес тичный код 3), I При подаче следующего импульса на управл ющий вход 5 устройства цикл работы повтор етс . Положительный эффект от использовани  устройства заключаетс  в повышении его быстродействи  путем осуществлени  вычислени  всех промежуточных произведений без внешнего тактировани , получени  промежуточных произведений- с помощью поразр дного подсчета количества единиц одного из сомножителей счетчиком, разр дность которого значительно меньше разр дности рехистра числа и исключени  вычислений промежуточных произведений, равных нулю. Формула изобретени  Устройство дл  умножени , содержащее накапливающий сумматор, группу элементов И, регистры первого ,и второго чисел, информационные входы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам устройства, управл ющий вход которого соединен с входами управлени  регистров первого и второго чисел, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены блок приоритета, группа дополнительных элементов .И, формирователь Импульсов опроса, элемент И и элемент ИЛИ, при этом выходы разр дов накапливающего сумматора подключены соответственно к первым входам элементов И группы, выходы которых соответственно подключены к выходам устройства, управл ющий вход которого подключен к одному из входо элемента ИЛИ и входу обнулени  накап ливающего сумматора, информационные входы которого соединены соответственно свыходами блока приоритета и первыми входами дополнительных элементов И группы, выходы которых соединены соответственно с обнул ющими входами разр дов регистра первого числа, выходы разр дов которого соединены соответственно с входами блока приоритета и входами элемента И, выход которого соединен с вторыми входами элементов И группы и другим входом элемента ИЛИ, остальные входы которого подключены к выходам дополнительных элементов И группы, инфор .мационные входы формировател  импуль сов опроса подключены соответственно к выходам разр дов регистра второго числа, а управл ющий вход - к выходу элемента ИЛИ, причем формирователь импульсов опроса содержит регистр, три группы элементов Иг элемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, вход которо го соединен с управл ющим входом фор мировател  импульсов опроса и первыми входами элементов И первой груп .пы формировател  импульсов опроса, выход элемента НЕ соединен с первыми входами первых элементов И второй и третьей групп формировател  импульсов опроса, выходы элементов И первой и второй групп формировател  импульсов опроса соединены с пр  мым и инверсным входами соответствую щих разр дов регистра формировател  импульсов опроса, инверсные выходы разр дов которого соединены с входами элемента И формировател  импульсов опроса, выходы элементов И третьей группы формировател  импульсов опроса соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, начина  с второго, форми ровател  импульсов опроса, первый вход каждого элемента И третьей груп пы, начина  с второго, соединен с вы ходом предыдущего элемента И третьей группы формировател  импульсов опроса , вторые входы элементов И третьей группы формировател  импульсов спроса соединены с инверсными выходами соответствующих разр дов регистра формировател  импульсов опроса, вторые входы элементов И второй группы формировател  импульсов опроса соединены с пр мыми выходами соответствующих разр дов регистра формировател  импульсов опроса, а выходы подключены к входам элемента ИЛИ формировател  импульсов опроса, вторые входы элементов И первой группы формировател  импульсов опроса соединены с соответствующими информационными входами формировател  импульсов опроса, выходы элемента И и элемента ИЛИ формировател  импульсов опроса,  вл ющиес  соответственно первым и вторым выходами формировател  импульсов опроса, соединены соответственно с вторыми входами дополнительных элементов И группы и управл ющим входом накапливающего сумматора, каждый разр д которого содержит счетный триггер и коммутатор, информационные входы которого соединены с выходом счетного триггера предыдущего разр да и управл ющим входом накапливающего сумматора , управлйющий вход коммутатора соединен с соответствующим информационным входом накапливающего сумматора , а выход - с входом счетного триггера, вход обнулени  которого соединен с входом обнулени  накапливающего сумматора, а выход - с выходом соответствующего разр да накапливающего сумматора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 579617, кл. G 06 F 7/52, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 579616, кл. G 06 F 7/52, 1975.
3. 3.Хетагуров Я.А. и др. Основы инженерного проектировани  УЦВМ. М., Советское радио, 1972, с. 135, рис. 4.44 (прототип).

   8

   Г Г

   //

   ±

   .

   V к

   fj

   aL

   фуг

   f-