Устройство для умножения Советский патент 1984 года по МПК G06F7/52 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при умножении чисел. Известно устройство, в котором выполнение арифметических и логических операций осуществляется путем обращения к матрице 1J. Недостатком данного устройства ,яв ляется большое время выполнения операции умножения, значительную часть которого составляет время распростра нения переноса между разрядами. Известно также устройство для умножения, содержащее регистры множимого, множителя и результата, блок суммирования частичных произведений блок накопления переносов, сумматор блок накопления коэффициентов и блок суммирования коэффициентов и пе реносов 2. Недостатком этого устройства является возможность умножения чисел с разрядностью только г (р+2)/2 (,г разрядность числа-, р - основание сис темы счисления) . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для умножения, содержащее регистры множимого, множителя и результата, блок формирования частичны произведений, блок суммирования частичных произведений, блок поразрядного накопление переносов и сумматор с распространением переносов, причем выходы регистров множимого И множителя соединены с первой и второ группами входов блока формирования частичных произведений, входы.блока суммирования частичных произведений подключены к первой группе выходов блока формирования частичных произведений, первая группа входов сумматора с распространением переносов подключена к первой группе выходов блока суммирования частичных произве дений, вторые группы выходов блоков формирования частичных произведений и суммирования частичных произведений подключены к входам блока поразрядного накопления переносов,выходы которого подключены к второй группе входов сумматора с распростт анением переносов, выходы которого соединены с входами регистра результата СЗ. Недостатком данного устройства являются низкие функциональные возможности, которые сводятся к умножению чисел только с разрядностью Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет умножения чисел с разрядностью Г1 .J р(п разрядность множимого и множителяi р- основание системы счисления). Поставленная цель достигается тем, что устройство для умножения, содержащее регистры множимого, множителя и результата, блок формирования частичных произведений, блок суммирования частичных произведений, первый блок поразрядного накопления переносов и сумматор с распространением переносов, причем выходы регистров множимого и множителя соединены соответственно с первой и второй группами входов блока формирования частичных произведений, первая группа выходов которого подключена к первой группе входов блока суммирования частичных произведений, первая группа выходов которого подключена к первой группе входов сумматора с распространением переносов, к второй группе входов которого подключены выходы первого блока поразрядного накопления переносов, входы которого подключены к второй группе выходов блока суммирования частичных произведений, выходы сумматора с распространением переносов подключены к входам регистра результата, содержит второй блок поразрядного накопления переносов, причем вторая группа выходов блока формирования частичных произведений подключена к входам второго блока поразрядного накопления переносов, выходы которого подключены к второй группе входов блока суммирования частичных произведений. На чертеже представлена блок-схема устройства для умножения. Устройство содержит регистр 1 множимого, регистр 2 множителя,блок 3 формирования частичных произведений, блок 4 поразрядного накопления переносов, блок 5 суммирования частичных произведений, блок 6 поразрядного накопления переносов, сумматор 7 с распространением переносов, регистр 8 результата. Блок 3 формирования частичных произведений содержит матрицу формирования правых и левых частей частичных произведений и сумматоры с сохранением

переносов, блок 5 суммирования частичных произведений и блоки 4 и 6 поразрядного накопления переносов содержат сумматоры с сохранением переносов и сумматоры без образования переносов соответственно, построенные по многоуровневой схеме, структура данных блоков аналогична структуре блоков известного устройства.

Устройство для умножения работает следующим образом.

Сигналы, соответствующие значениям множимого и множителя, поступают с выходов регистров 1 и 2 на входы блока 3 формирования частичных произведений, на выходах которого формируются сигналы, соответствующие результату умножения, казкдого разряда множимого на каждый разряд множителя. При этом на перво группе выходов блока 3 образуются сигналы, соответствующие.значениям частичных произведений в казкдом разряде а на второй группе его выходов образуются сигналы переносо в соседний старший разряд. Сигналы, соответствующие значениям частичных произведений в данном разряде, постпают на входы блока 5, в котором производится их сложение. При этом сигналы переносов в соседний старший разряд, возникающие на каждом из уровней, поступают на вторую группу выходов блока 5. С второй группы выходов блока 3 сигналы, соответствующие единицам переносов из каждого разряда в соседний старший разряд, возникающие при формировании частичных произведений поступают на входы блока 4. Сигналы соответствующие переносам, накопленным в блоке 4, поступают с его выходов на вторую группу входов блока 5. Сигналы с второй, группь выходов блока 5 поступают на входы блока 6. Сложение частичных произведений в блоке 5 и накопление переносов а блоках 4 и 6 осуществляются практически одновременно. Значения сумм каждого разряда, образованные на первой группе выходов блока 5, и переносов в соседний старший разряд, накопленных в блоке 6, суммируются на сумматоре 7 с распространением переносов. С выхода сумматора 7 результат поступает в регистр 8 резултата.

Для больших оснований систем счисления () частичные произведения состоят из правых и левых частей. Их общее число в блоке 3 (при максимальной разрядности сомножителей п р) равно 2 р , причем для каждого разряда оно не превьшает 2р-1,

Следовательно, при окончательном формировании частичных произведений (сложение правых и левых частей) на каждый разряд приходится в худшем случае (р-1) пар слагаемых и одно слагаемое без пары. .

При сложении единицу переноса в следующий разряд может выработать только каждая из (р-1) пар. Таким, образом, количество единичных сигналов переноса на второй группе выходов блока 3 в каждый разряд не превышает (р-1) и накопление этих переросов в блоке 4 осуществляется без возникновения новых переносов.

На первую группу входов блока 5 поступают сигналы, соответствующие значениям р чисел - частичных произведений, сформированных в блоке 3 на вторую группу входов блока 5 поступает еще одно число, соот вйу ствующее накопленным переносам в блоке 4, т.е. в блоке 5 суммируются (р+1) число.

ч

При сложении Vp+U числа в одном разряде образуются не более (р-1) преноса единицы в следующий старший разряд.

Таким образом, в блоке 6 накопление переносов, возникших в блоке 5 в процессе суммирования (р+1) числаосуществляется без возникновения новых переносов.

Из сказанного следует, что умножение в предлагаемом устройстве выполняется за время, не превосходяще время умножения в прототипе.Вместе с тем предварительное суммирование переносов, накопленных во введенном втором блоке поразрядного накопления переносов 4, к образовавшейся сумме частичных произведений в блоке 5 позволяет выполнить умножение чисел с разрядностью nip,, что существенно расширяет функциональные возможности и область применения устройства для умножения.

czz

. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ, содержащее регистры множимого, мнолмтеля и результата, блок формирования частичных произведений, блок суммирования частичных произведений, первьй блок поразрядного накопления переносов и сумматор с распространением переносов, причем выходы регистров множимого и множителя соединены соответственно с первой и второй группами входов блока формирования частичных произведений, первая группа выходов которого подключена к первой группе входов блока суммирования частичных произведений, первая группа выходов которого подключена к первой группе входов сумматора с распространением переносов, к второй группе входов которого подключены выходы первогоблока поразрядного накопления переносов, входы которого подключены к второй группе выходов блока суммирования частичных произведений, выходы сумматора с распространением переносов подключены к входам регистра результата, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет ум(Л ,ножения чисел с разрядностью (п - разрядность множимого и множителя, р- основание системь счисления) . устройство содержит второй блок поразрядного накоштения переносов, причем вторая группа выходов блока формирования уастичных произведений подключена к входам второго блока поразрядного накопления пере-. 1C носов, выходы которого подключены к со второй группе входов блока суммирования частичных произведений.