Устройство для умножения Советский патент 1986 года по МПК G06F7/52 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке быстродействующих устройств для умножения десятичных чисел.

Цель изобретения - сокращение количества оборудования.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для умноженияj на фиг.2 - выполнение узла суммирования тетрадных переносов.

Устройство содержит регистры 1 - 3 множимого, множителя и произвед е- ния соответственно, блок 4 формиро вания кратных множимого, блок 5 формирования частичных произведений, блок 6 двоичного суммирования, блок 7 суммирования тетрадных переносов, блок 8 коррекции, блок 9 десятичного суммирования. Блок 7 содержит узлы 10 суммирования тетрадных переносов . Блок 8 содержит узлы 11 умножения на шесть, узлы 12 десятичного

суммирования, преобразователи 13 дво- 25 суммирование переносов, возникакщих

из одной тетрады блока 6. Например,

ичного кода в десятичный. Блок 6 имеет выходы 14 тетрадных переносов и выходы 15 тетрад.

Регистры 1 и 2,мнозкимого и множителя предназначены для хранения го- разрядных десятичных сомножителей, в регистр 3 произведения записывается 2т разрядное десятичное произведение.

В блоке 4 формируется двухкратное 2 X, четьфехкратное 4 X и восьмикратное 8 Х множимые.

В блоке 5 форнируют ся частичные произведения множимого X на все цифрам множителя У, причем число частичных произведений равно . Это связано с тем, что формирутотся четыре частичных произведения множимого на каждую десятичную цифру вг-разрядного множителя.

Блок 6 предназначен для паратглель- ного по возможиости суммирования п частичных произведений, сформированных в блоке 5 и поступающих соответствующим образом на входы блока 6 с учетом занимаемых ими весовых позиций. На выходы 14 блока 6 коступают тетрадные переиосы, которые формируются из тетрад в блоке при сз ммнро- вании частичных произведений : которые в нем же используются для получения правильного результата. Например, на выход 14 подаются все те переносы, которле образуются из перг

30

35

44

узел 10 производит суммирование тех тетрадных переносов, которяле образук тся во второй тетраде блока 6 и обязательно передаются в его третью тетраду для дальнейшего суммирования (эти тетрадные переносы поступают на входы узла lOj блока 7 с хода 14, блока 6). Все узлы 10 блока 7 могут быть построены с использованием ПЗУ по соответствующим таблицам истинности. Узлы 10 соединены между собой цепью десятичных переносов.

В узле 10 (фиг.2) для определенности рассматривается суммирование двадг1ати девяти одноразрядных тетрад ных переносов, поступающих в него и он содержит сумматор 16 двадцати девяти одноразрядных двоичных чисел, четырехразрядный комбинационный двоичный; сумматор 17 с ускоренньйч переносом, пять элементов И 18 и четыре элемента ИЛИ 19. С помощью элементов И и элемента ИЛИ 19.,, формируется перенос .С,, , равный единице, когда сумма тетрадных переносов на вьгходе сумматора 16 больше девяти, но меньше двадцати. При этом, когда, возникает этот перенос из сум- 55 мы, полученной на выходе сумматора 16, вычитается число десять (это вычитание в узле 10 выполняется на сумматоре 17 путем добавления +6),

45

50

вой наименее значимой тетрады блока 6 при суммировании в нем частичных произведений и которые далее обязательно пост1 пают во вторую тетраду блока 6 для эрмирования правильного результата (переносы же, которые возникают в первой тетраде блока бив ней же и используются, на выход 14, не должны поступать). Тетрадные переносы блокс1 6 могут быть как одноразрядными, так и многоразрядными двоичными числами. На выходы 15 блока 6 поступает потетрадно 2п-разрядная двоичная сумма в однорядном.коде. 5 Например, четыре наиболее младших двоичных разряда этой суммы образуют ее тетраду и подаются на выход 15, блока 6, а.четыре самых старших двоичных разряда образуют последнюю тетраду суммы и поступают на выход 15j блока 6.

Блок 7 содержит (2ni-1) узлов 10 сумми:рования тетрадных переносов. Каждый узел 10 блока 7 осуществляет

0

узел 10 производит суммирование тех тетрадных переносов, которяле об разук тся во второй тетраде блока 6 и обязательно передаются в его третью тетраду для дальнейшего суммирования (эти тетрадные переносы поступают на входы узла lOj блока 7 с хода 14, блока 6). Все узлы 10 блока 7 могут быть построены с использованием ПЗУ по соответствующим таблицам истинности. Узлы 10 соединены между собой цепью десятичных переносов.

В узле 10 (фиг.2) для определенности рассматривается суммирование двадг1ати девяти одноразрядных тетрадных переносов, поступающих в него и он содержит сумматор 16 двадцати девяти одноразрядных двоичных чисел, четырехразрядный комбинационный двоичный; сумматор 17 с ускоренньйч переносом, пять элементов И 18 и четыре элемента ИЛИ 19. С помощью элементов И и элемента ИЛИ 19.,, формируется перенос .С,, , равный единице, когда сумма тетрадных переносов на вьгходе сумматора 16 больше девяти, но меньше двадцати. При этом, когда, возникает этот перенос из сум- мы, полученной на выходе сумматора 16, вычитается число десять (это вычитание в узле 10 выполняется на сумматоре 17 путем добавления +6),

С помощью элементов И 18ц и И 185 и элемента ИЛИ 19 образуется из узла 10 перенос С,, равный двойке, когда сумма тетрадных переносов на выходе сумматора 16 больше девятнадцати. Когда возникает этот перенос на сумматоре 17 производится коррекция суммы, однако уже путем вычитания из нее числа двадцать. При таком построении узла 10 при суммировании двадцати девяти тетрадных переносов на его выходе не может образоваться значение суммы, больше чем одиннадцать. Каждый разряд блока 8, образованный совокупностью i-го узла 1 1 , i-го узла 12 и i-го преобразователя 13 ( i 12m-1),

может быть выполнен в виде ПЗУ. Эти узлы могут быть реализованы и по другому, например в виде некоторых ком бинационных схем, синтезированных по соответствующим таблицам истинности. По значению суммы тетрадных переносов, которая равна числу возникших из соответствующей тетрады блока 6 определяется число цифр 6, которые необходимо прибавить в соответствующую десятичную позицию результата для его коррекции. Это объясняет

ных произведений в блоке 6 всякий раз когда возникает одноразрядный перенос из некоторой тетрады блока 6 необходимо корректировать эту тетраду путем добавления в нее +6. Эта -коррекция выполняется в блоке 8.

Таким образом, в каждом разряде блока 8 формируется коррекция для соответствующей десятичной позиции результата. Она определяется следую- щим образом:

к., 6- с; ,

где

С.значение суммы тетрадных переносов i-го узла 10 бло ка 7, вьфаженное в десятичном обозначении.

Например- на выходе 1 -го узла 10 блока 7 сформирована двоичная сумма С 10101, тогда 21 и 126.

Кроме того, в казкдом разряде блока 8 осуществляется преобразование из двоичной системы счисления в десятичную тетрадной суммы, представленной в двоичном коде и поступающей соот- ветственно на его вход с выхода 15 блока 6, а также десятичное подсуммиро- вание значения этвй суммы к значению

соответствующей коррекции (предполагается, что все действия над десятичными числами производятся в коде 8421). Например,, на первый вход J-го

разряда блока 8 поступает с выхода i-ro узла 10 блока 7 двоичный код суммы тетрадных переносов С 11001, а на второй его вход с t-ro выхода 15 блока 6 подается двоичный код тет-

радной суммы S 1111. Тогда в i-м разряде блока 8 производятся следующие действия: формируется для i-и десятичной позиции коррекция результата

6 С,; 150;

осуществляется преобразование i-и тетрадной суммы S из двоичной системы счисления в десятичную: S 1111- S| 15; выполняется десятичное сложение 5 - и тетрадной суммы S4 и i -и коррекции KJ , в результате чего образуется результат для 1-Л десятичной позиции

10

s; + к;„

165.

Ниже приведен фрагмент таблицы истинности разряда блока 8, где через X и , обЬзначена информация, поступающая соответственно на первый и второй входы разряда блока 8, а через ,, обозначен: результат, который формируется на его выходе (возрастание индексов при буквенных обозначениях принято в направлении старших разрядов).

Продолжение таблицы

По таблице истинности может быть легко разработан на ПЗУ любой разряд блока 8. Следует отметить, что с целью обеспечения более высокого быстродействия блока 9 информацию на выходах разрядов блока 8 можно надлежащим образом формировать в коде с избытком шесть.

Блок 9 предназначен для быстрого суммирования десятичных результатов, полученных на выходах разрядов блока 8,

Устройство работает следугацим образом.

Одновременно или последовательно во времени в регистры 1 и 2 загружаются т-разрядные десятичные сомножители X и У без знаков. После того в блоке 4 формируются четыре десятичных кратных множимого X (1 X, 2 X, Ах, 8 X), которые затем поступают на входы блока 5, где и образуется п частичных произведений (четыре частичных произведения при умножении на один разряд т-разрядного множителя) . В блоке 6 выполняется быстрое сложение этих частичных произведений с учетом занимаемых ими весовых позиций и по возможности, параллельно, в блоке 7 формируются суммы тетрадных переносов, по которым в блоке 8 корректируется 2ш-4)азрядная сумма, образовавшаяся на выходах 15 блока 6

В блоке 9 производится быстрое сложение результатов, сформированных на выходах блока 8, а получившаяся на его выходах 21п-раэрядная сумма запи-- сывается в регистр 3.

Формула изобретения

Устройство для умножения, содержащее регистры множимого, мнолсителя и произведе11ия, блок формирования кратных множимого, блок формирования частичных произведений, блок двоичного суммирования, блок суммирования тетрадных переносов, блоки коррекции и десятичного суммирования, причем блок суммирования тетрадных переносов содержит узлы суммирования тетрадных переносов, блок коррекции содержит узлы умножения на шесть, при этом выходы разрядов регистра множителя подключены к входам первой группы блока формирования частичных произведений, выходы разрядов регистра множимого подключены к входам блока формирования кратных множимого, выходы групп с первой по четвертую которого подключены к входам групп с второй по пятую соответственно блока формирования частичных произведений,, выходы которого подключены к входам блока д воичного суммирования, выходы тетрадных переносов блока двоичного суммирования подключены в соответствии со значениями весов разрядов к входам соответствующих узлов суммирования тетрадных переносов , выходы которых подключены к входам узлов умножения на шесть, выходы блока десятичного суммиргования соединены с входами регистра произведения, отличающееся тем, что, с целью сокращения количества оборудования, блок коррекции содержит десятичного суммирования и преобразователи двоичного кода в десятичный, первые входы узлов десятичного суммирования подключены к выходам соответствующих узлов умножения на шесть, выходы тетрад с первой по предпоследнюю блока двоичного суммирования соединены с входами соответ- ствуюп(ИХ преобразователей двоичного кода Е десятичный, выходы которых подключены к вторым входам соответ- ствуюпщх узлов десятичного суммирования, выходы которых подключены к входам разрядов блока десятичного

712297578

сзжмирования в соответствии со значе- вания, выходы десятичных переносов ниями весов разр ядов, выход послед- узлов суммирования тетрадных перено- ней тетрады блока двоичного суммиро- сов соединены с входами последующих

вания соединен с входом старшего, узлов суммирования тетрадных переразряда блока десятичного суммиро- носов.

Фт

-tf

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке быстродействующих устройств для умножения двоичных и десятичных чисел. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет возможности умножения на нем и десятичных чисел. Устройство содержит регистры множимого, множителя и результата, блок кратных, блок частичных произведений, блок двоичного суммирования, блок суммирования тетрадных переносов, блок коррекции, блок десятичного суммирования и коммутатор. Цель достигнута за счет введения в устройство блока кратных, блока суммирования тетрадных переносов, блока коррекций, блока десятичного суммирования и коммутатора.При этом выход регистра множимого соединен с входом блока кратных, выход которого соединен с вторым входом блока частичных произведений. Выходы тетрадных переносов блока двоичного суммирования соединены соответ- ственно с входами блока суммирования тетрадных переносов, выходы которого соединены соответственно с первой группой входов.блока коррекций, вторая группа входов которого соединена соответственно с выходами тетрадных сумм блока двоичного суммирования, кроме последнего, который соединен соответственно с входом блока десятичного суммирования, другие входы которого соединены соответственно с выходами блока коррекций. Выходы тетрадных сумм блоков двоичного и десятичного суммирования соединены соответственно с первой и второй группами входов коммутатора, выход которого соединен с входом регистра результата. 2 нл. сл § ьэ ;о - ел м

ВНИИПИ Заказ 2451/49 Тираж 671 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4