Устройство для умножения на коэффициенты Советский патент 1987 года по МПК G06F7/49 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных устройств, работающих в избыточных системах счисления.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности умножения на коэффициенты с плавающей запятой.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для умножения на коэффициенты содержит сумматор 1 в избыточной системе счисления, сдвиговый регистр 2, группу элементов И 3, элемент ИЛИ 4, первый и второй регистры 5 и 6 коэффициента, регистр 7 порядка множимого, параллельный сумматор 8, вход 9 мантиссы множимого, шины 10 порядка множимого, тины 11 и 12 коэффициента, установочный вход 13, тактовый 14, выход 15 мантиссы и выход 16 порядка.

При этом установочньш вход 13 устройства соединен с входами установки в ноль сумматора 1 в избыточной системе счисления и сдвигового регистра 2, входами разрешения записи первого и второго регистров 5 и 6 коэффициента и регистра 7 порядка множимого, тактовый вход 14 устройства - с тактовыми входами сумматора 1 в Избыточной системе счисления и сдвигового регистра 2, вход 9 мантиссы множимого - с первым информационным входом сумматора 1 в избыточной системе счисления, второй информационный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 4, выход сумматора 1 в избыточной системе счисления - с информационным входом сдвигового регистра 2, разрядные выходы которого соединены соответственно с первыми входач ш элементов И 3 группы, а выход младшего разряда - с выходом 15 ма-нтиссы устройства.

Вторые входы элементов И 3 группы соединены соответственно с разрядными зыкояаг nejreoro регистра 5 коэффициента, а. выходы элементов И 3 группы - с Л хода ш элеме«та ШИ 4, входы разрядов нер-вого рекистра 5 коэффихщента соеди«ень соот-ветствен- но с разрядами первой шины 1 коэффициента устройства, разряды второй шины 12 коэффи1Э1ента устройства - соответственно с входами разрядов второго регистра 6 коэффициента.

Разряды шины 10 порядка множимого устройства соединены соответственно с входами разрядов регистра 7 порядка множимого, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами первой группы параллельного сумматора 8, информационные входы второй группы которого соединены соответственно с разрядными выходами второго регистра 6 коэффициента, разрядные выходы параллельного сумматора 8 соединены с выходом 16 порядка устройства.

Устройство производит умножение

на коэффициенты, мантисса которых имеет вид

1,. .0 1 0.. ,0 1 0...0 1 0... . С+ Л С+П

Сдвиговый регистр 2, группа элементов И 3 и элемент ИЖ 4 осуществляют задержку -кода результата умно- жения на выходе сумматора 1 в избыточной системе счисления на С тактов, причем конкретное значение величины С определяется унитарным кодом преобразованного коэффициента, хранящегося в первом регистре 5 коэффициента. Указанные блоки совместно с сумматором 1 в избыточной системе счисления осуществляют умножение мантиссы множимого на мантиссу коэффициентов.

Второй регистр 6 коэффициента и регистр 7 порядка множимого осуществляют хранение порядков соответственно коэффициента и множимого,представленных параллельньм кодом. Вычисление порядка результата осуществляется параллельным сумматором 8.

Устройство работает следующим образом.

В начале каждого цикла вычисления сигнал установки, поступающий с установочного входа 13 устройства, производит обнуление сумматора 1 в избыточной системе счисления и сдвигового регистра 2. Этим же сигналом производится запись в первый регистр 5 коэффициента мантиссы, поступающего по первой шине 11 коэффициента, во второй регистр 6 коэффициента порядка, поступающего по второй шине 12 коэффициента, и в регистр 7 - порядка множимого, который поступает с шины 10 порядка множимого.

Затем с тактового входа 14 устройства на тактовые входы сумматора 1 в избыточной системе счисления и сдвигового регистра 2 начинают поступать тактирующие импульсы. Причем количество тактов в каждом цикле вычисления результата произведения равно K+jt (К - разрядность множимого), что обусловлено максимальной задержкой распространения одноименных бит числа на выходе сумматора 1 в избыточной системе счисления относительно чисел на его входе на Jr тактов.

На первый информационный вход сумматора 1 в избыточной системе счисления с входа 9 мантиссы множимого последовательно поступают биты числа мантиссы множимого, начиная с старшего разряда. На выходе сумматора 1 в избыточной системе счисления формируется результат, который можно интерпретировать как езультат умножения, так и как накапливающую сумму частичных произведений, которая посредством сдвигового регистра 2, группы элементов 3 и элемента ИЛИ 4 задерживается на С тактов и поступает для суммиования (образования новой суммы астичных произведений) на второй нформационный вход сумматора 1 в збыточной системе счисления.

Порядки коэффициента и множимого,, записанные соответственно во второй егистр 6 коэффициента и регистр 7 порядка множимого, суммируются на параллельном сумматоре 8, с выхода которого порядок произведения посту--, пает на выход 16 устройства в параллельном коде.

В связи с тем, что абсолютное значение мантиссы коэффициента больше единицы, но меньше величины, ко- - торая может вызвать возникновение максимального распространения переноса (на 71 разрядов в сторону старших разрядов), то формирование первой значащей единицы мантиссы результата на выходе сумматора 1 в избыточной системе счисления всегда происходит на J( -1-м такте вычисления. В связи с этим в устройстве не требуются коррекция порядка результата и выравнивание разрядной сетки мантиссы результата. Для того, чтобы разряды чисел результата вычисления на выходе 15 мантиссы устройства

, -, -

10

15

20

25

30

4

всегда отставали на Л тактов от одноименных разрядов на выходе 9 мантиссы устройства, выход 15 мантиссы устройства подключен к выходу младшего разряда сдвигового регистра 2, сигнал на котором задержан на один такт по сравнению с сигналом на выходе сумматора 1 в избыточной системе счисления.

После подачи на первый информационный вход сумматора 1 в избыточной системе счисления всех К бит мантиссы произведения, он еще тактов продолжает довычислять результат произведения. В течение этих Л тактов на первый информационный вход сумматора 1 в избыточной системе счисления необходимо подавать нули рши сигнал, приводящий к формированию округления результата умножения. Конкретный вид сигнала определяется в зависимости от того, какая именно система счисления применяется.

Формула изобретения

Устройство для умножения на коэффициенты, содержащее сумматор в избыточной системе счисления, сдвиговый регистр, первый и второй регистры коэффициента, группу элементов И и элемент ИЛИ, причем, установочный вход устройства соединен с входами

35 установки в О сумматора в избыточной системе счисления и сдвигового регистра, входами разрешения записи первого и второго регистров коэффициента, тактовьй вход устройства

40 соединен с тактовыми входами сумматора в избыточной системе счисления и сдвигового регистра, вход мантиссы множимого устройства соединен с первым информационным входом сумма45 тора в избыточной системе счисления, второй информационный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход сумматора в избыточной системе счисления соединен с информационным .

50 входом сдвигового регистра, разрядные выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены соответственно с раз55 рядными выхода в1 первого регистра коэффициента, а выходы элементов И группы соединены с входами элемента ИЛИ, входы разрядов первого регистра коэффициента соединены соответст-i

51

венно с разрядами первой шины коэффициента устройства, разряды второй шины коэффициента устройства соединены соответственно с входами разрядов второго регистра коэффициента, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности умножения на коэффициенты с плавающей запятой, в него введены регистр порядка множимого и параллельный сумматор, причем входы разрядов регистра порядка множимого соединены соответственно с разрядными шинами порядка множимого устройства, установочный вход

91966 6

устройства соединен с входом разрешения записи регистра порядка множимого, разрядные выходы которого соединены соответственно с информа5 ционными входами первой группы параллельного сумматора, информационные входы второй группы которого соединены соответственно с разрядными выходами второго регистра коэф10 фициента, разрядные выходы параллельного сумматора соединены с выходом порядка устройства, выход младшего разряда сдвигового регистра соединен с выходом мантиссы устрой15 ства.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении специализированных устройств, работающих в избыточных системах счисления. Шель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности умножения на коэффициенты с плавающей запятой. Предлагаемое устройство содержит сумматор -1 в избыточной системе счисления, сдвиговый регистр 2, группу элементов ИЗ, элемент ИЛИ 4, два регистра 5, 6 коэффициента, регистр 7 порядка множимого, параллельный сумматор 8, вход 9 мантиссы множимого, шины 10 порядка множимого, шины 11, 12 коэффициента, установочный вход 13, тактовый вход 14, вход 15 мантиссы и выход 16 порядка с соответствукицими связями. Устройство осуществляет умножение мантиссы множимого на мантиссу коэффициента и вычисление порядка результата. 1 ил. 1 СЛ