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

112

Изобретение относится к вычислительной TeiXHHKe, может быть использовано для быстрого умножения десятичных чисел и может быть также применено в качестве основы при разработке универсальных быстродействующих устройств умножения двоичных и десятичных чисел.

Цель изобререния - сокращение количества оборудования устройства путем использования в нем вместо сложных блоков десятичного умножения, более простых блоков двоичного умножения.

На чертеже приведена структурная схема устройства для умножения чисел для N М 3.

Устройство содержит регистры 1-3 соответственно множимого, множителя и произведения, матрицу блоков 4 двоичного умножения, первую группу двоичных сумматоров 5, вторую грурпу двоичных сумматоров 6, блоки 7 двоичного умножения на шесть, преобразователи 8 двоичного кода в десятичный и десятичный сумматор 9. Первые вход блоков 4 двоичного умножения каждой строки матрицы соединены с выходами соответствующих тетрад регистра 1 :; множимого, вторые входы блоков 4 двоичного умножения каждого столбца матрицы соединены с выходами соответствующих тетрад регистра 2 множителя, входы К-го двоичного сумматора 5 первой группы (К 1,2,.,.,5) соединены с выходами младших тетрад i-x блоков 4 двоичного умножения j-x строк матрицы (i 1,2,3; j 1,2,3; ), входы m-го двоичного сумматора 6 второй группы (т 1, 2,3) соединены с выходами старших тетрад i-x блоков 4 двоичного умножения j-x строк матрицы (i j ш + + 2), выход го-го двоичного сумматора

6второй группы соединен с входом (та + 2)-го двоичного сумматора 5 первой группы и входом (т + 1)-го блока

7двоич юго умножения на шесть, выходы блоков 7 двоичного умножения на шесть с первого по пятый соединены с входами соответствующих двоичньк сумматоров 5 первой группы, выходы которых Соединены с входами соответ- ствуклцих преобразователей 8 двоичного кода в десяшичный, выход старшей тетрады первого блока 4 двоичного умножения первой строки матрицы соединены с входом второго двоичного

5

0

5

0

5

0

5

0 5

сумматора 5 первой группы и входом первого блока 7 двоичного умножения на шесть, выход старшей тетрады тре- тьего блока 4 двоичного умножения третьей строки матрицы соединен с входом пятого блока 7 двоичного умножения на шесть и входом пятой тетрады десятичного сумматора 9,:р-й выход q-ro преобразователя 8 двоичного кода в десятичный соединен с входом (Р t- - 2)-и тетрады десятичного сумматора 9 (Р 1,...,1; 1 - число выходов преобразователя 8 двоичного кода в десятичньй; J 1,2,... ,5), выходы раз рядов с первого по пятый десятичного сумматора 9 соединены с входами тетрад соответственно с второй по шестую регистра 3 произведения, вход первой тетрады которого соединен с первым выходом первого преобразователя 8 двоичного кода в десятичный.

Каждый блок 4 матрицы предназначен для двоичного перемножения двух десятичных цифр (цифры множимого и цифры множителя), представленных, например, в коде 8-4-2-1. Пусть, например, цифра множимого равна 9, а цифра множителя равна 7, тогда на выходах старшей и младшей тетрад блока 4 формируется результат lOOlit X 0111 0011.1111.

В каждом сумматоре 5 первой группы осуществляется двоичное суммирование младших тетрад произведений, сформированных на выходах всех тех блоков 4 двоичного умножения матрицы, которые расположены в той же десятичной позиции, что и данный сзпмматор 5, а также суммы старших тетрад произведений этих же блоков 4, умноженной на шесть на соответствующем блоке 7, и суммы старших тетрад произведений, образованных на выходах всех тех блоков 4 двоичного умножения матрицы, которые расположены в соседней мпадшей весовой позиции по отношению к весовой десятичной позиции данного сумматора 5,

С помощью преобразователей 8 осуществляется преобразование двоичных сумм, сформированных на выходах сумматоров 5 первой группы, в десятичные суммы.

Десятичный сумматор 9 выполняет суммирование с распространением переноса результатов, образованных на выходах преобразователей 8 двоичного

кода в десятичный. В большинстве практических случаев этот сумматор является трехвходовым и может быть построен с использованием двух двух- входовых десятичных сумматоров, соединенных последовательно. При перемножении в устройстве двухразрядных десятичных чисел сумматор 9 является двухвходовьм.

Устройство работает следующим образом.

Одновременно или последовательно во времени в регистры 1 и 2 соответственно множимого и множителя загружаются десятичные сомножители. После загрузки операндов во входные регистры 1 и 2 устройства начинают работать блоки 4 двоичного умножения матрицы, с помощью которых формируются в двоичном коде тетрадные произведения соответствующих десятичных цифр множимого и множителя. Образованные на выходах блоков 4 двоичного умножения матрицы значения младших и. старших тетрад этих произведений поступа ют далее на входы соответствующих двоичных сумматоров 5 первой группы (значения старших тетрад одинакового веса предварительно суммируются на соответствующих двоичных сумматорах 6 второ : группы), где осуществляется их быстрое двоичное суммирование. Чтобы получить правильное значение конечного произведения при таком суммировании младших и старших лет- рад тетрадных произведений и при пользовании в устройстве матрицы блоков 4 двоичного умножения, необходимо всякий раз, когда передается старшая тетрада двоичного тетрадного произведения из разряда устройства с десятичным весом 10 в разряд устройства с десятичным весом (0 г$ 2т - 2), корректировать разряд конечного произведения с весом 10 путем подсуммирования к нему значения С 6, где С - значение старшей передаваемой тетрады. Внесение таких коррекций в устройстве осуществляется с помощью блоков 7 двоичного умножения на шесть.

Сформированные на выходах сумматоров 5 первой группы двоичные суммы посредством преобразователей 8 преобразуются в десятичные , которые далее поступают на равновесовые входы десятичного сумматора 9, где производится их суммирование с рас592544

пространением переноса. Образованная на выходах десятич1 ого сумматора 9 сумма записывается в соответствующие разряды регистра 3 произведения, в 5 первый разряд которого поступает значение результата, сформированного первом выходе Ьервого преобразователя 8 двоичного кода в десятичный. Предлагаемое устройство для умно-

О жения чисел может быть принято за ост нову при разработке универсального быстродействующего устройства умножения десятичных и двоичных чисел. Для,этого необходимо вместо десятич 5 ного сумматора 9 использовать в устройстве универсальный сумматор для сложения двоичных и десятичных чисел. Такое устройство при умножении десятичных чисел работает так же,

20 как и рассмотренное. Основное отличие при умножении на нем двоичных чисел состоит в том, что работа блоков 7 двоичного умножения на шесть должна блокироваться, а на входы 25 сумматора 9, работающего в этом случае в режиме двоичного суммирования, информация должна поступать не с выходов преобразователей 8 двоичного кода в десятичный, а непосредствен30 но с выходов двоичных сумматоров 5 первой группы.

Формула изобретения

Устройство для умножения чисел,

содержащее регистры множимого, множителя и произведения, матрицу блоков умножения, первую и вторую группы двоичных сумматоров, преобразователя двоичного кода в десятичный и десятичный сумматор, причем первые ВХОДЫ блоков умножения каждой строки матрицы соединены с выходами соответствующих тетрад регистра множимого, вторые входы блоков умножения каждого столбца матрицы соединены с выходами соответствующих тетрад регистра множителя, входы К-го двоичного сут 1матора первой группы К

Н- - N + М - 1; N - число десятичных разрядов множимого; М - число десятичных разрядов множителя) соединены с выходами младших тетрад i-x блоков умножения j-x строк матриЦЫ (i 1N; j 1,..., М; i +

), входы m-го двоичного

сумматора второй группы (т t

N -I- М - 3) соединены с выходами старших тетрад i-x блоков умножения J-X строк матрицы (i + j m + 2), выход старшей тетрады первого блока умножения первой строки матрицы соединен с входом второго двоичного сум матора первой группы, выход старшей тетрады N-ro блока умножения М-й строки матрицы соединен с входом (N + М - 1)-й тетрады десятичного сумматора, выход ш-го двоичного сумматора второй группы соединен с вхо-- дом (ш + 2)-го двоичного сумматора .первой группы, выходы двоичных сум- : маторов с первого по (N + М - 1)-й первой группы соединены с входами соответствующих преобразователей двоичного кода в десятичный, Р-и выход (| -го преобразователя двоично- гр кода в десятичный соединен с-входом (Р 4- - 2)-й тетрады десятичного сумматора (Р 1,...,1; 1 - чис ло выходов данного преобразователя двоичного кода в десятичный; Ц- , , N + М - 1), выходы разрядов с первого по (N + М - 1)-й десятичного сумматора соединены с входами

10

тетрад соответственно с второй по (N + М)-ю регистра произведения, о т- личающееся тем, что, с целью сокращения количества оборудо- 5 вания, оно содержит блоки двоичного умножения на шесть, причем блоки умножения матрицы выполнены двоичными, при этом выходы блоков двоичного умножения на шесть с первого по (N + + М - 1)-й соединены с входами соответствующих двоичных сумматоров первой группы, выход т-го двоичного сумматора второй группы соединен с входом (т + 1)-го блока двоичного умно- 15 жения на шесть, выход старшей тетрады первого блока умножения первой строки матрицы соединен с входом первого блока двоичного умножения на шесть, выход старшей тетрады N-ro блока умножения М-й строки матрицы соединен с входом (N + М - 1)-го блока двоичного умножения на шесть, первый выход первого преобразователя двоичного кода в десятичный соединен с входом первой тетрады регистра произведения.

20

25

Редактор О.Юрковецкая

Составитель А.Клюев Техред И.Попович

Заказ 5122/46Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор Т.Колб

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для быстрого умножения десятичных чисел. Оно может быть также применено в качестве основы при разработке универсальных быстро .действующих устройств умножения двоичных и десятичных чисел. Целью изобретения является сокращение количества оборудования устройства. Цель достигнута за счет того, что устройство содержит блоки двоичного умножения на шесть, причем блоки умножения матрицы выполнены двоичными, при этом выходы блоков двоичного умножения на шесть с первого по (N + М - - })-й соединены с входами соответствующих двоичных сумматоров первой группы, выход т-го двоичного сумматора второй группы соединен с входом (т + 1)-го блока двоичного умножения на шесть, выход старшей тетрады первого блока умножения первой строки матрицы соединен с входом первого блока двоичного умножения на шесть, . выход старшей тетрады N-ro блока . умножения М-й строки матрицы соединен с входом (N + М - 1)-го блока двоичного умножения на шесть, первый выход первого преобразователя двоичного кода в десятичный соединен с входом первой тетрады регистра произведения . 1 ил. g (Л Is9 сл о tsd 2