Устройство для умножения на коэффициенты Советский патент 1988 года по МПК G06F7/49 

со со

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств цифровой обработки сигналов.

Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности обработки множимого в дополнительном коде при получении результата умножения в дополнительном коде.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для умножения на коэффициенты содержит последовательный

ответственно с управляющими входами первого 8 и второго 9 коммутаторов, выход первого коммутатора 8 соединен с первым входом последовательного сумматора-вычитателя 1, выход которого соединен с информационным входом первого сдвигового регистра 2, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами первого коммутатора 8 и шиной 22 старших разрядов результата устройства, выход регистра 5 множимого соединен с вторым входом последова

Изобретение относится к вычисли- I тельной технике и может быть использовано при построении устройств цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности обработки множимого в дополнительном коде при получении результата умножения в дополнительном коде. Предлагаемое устройство для умножения на коэффициенты содержит последовательный сумма- тор-вычитатель 1, сдвиговые регистры 2-4, регистр 5 множимого, регистры 6,7 коэффициента, коммутаторы 8,9, счетчик 10 по модулю 2К, регистр 11 знака множимого, регистр 12 знака коэффициента, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13,14 и элемент И 15 с соответст- вуницими связями. В устройстве осуществляется суммирование (вычитание) множимого к (из) сумме частных произведений, задержанной на С тактов в зависимости от кода преобразованного коэффициента 1 ил., 4 табл. (Л

20

сумматор-вычитатель 1, первый 2, тельного сумматора-вычитателя 1, ин- рой 3 и третий 4 сдвиговые регистры, регистр 5 множимого, первый 6 и второй 7 регистры коэффициента, первый 8 и второй 9 коммутаторы, счетчик 10 по модулю 2К (К - разрядность множимого и коэффициента), регистр 11 знака множимого, регистр 12 знака коэф-, фициента, первьй 13 и второй 14 эле- менты ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, элемент И 15, шину 16 множимого, первую 17 и вторую 18 шины коэффициента, вход 19 знака коэффициента, установочный вход 20, тактовый вход 21, шину 22 старших разрядов результата, шину 23 мпадших разрядов результата и последовательный выход 24 разрядов резульформационным входом третьего сдвигового регистра 4 и первым информационным входом второго коммутатора 9, каждый (1+1)-й вход которого, начиная с второго, соединен с i-м разрядным выходом третьего сдвигового регистра 4, начиная с первого разряда, прямой выход регистра 11 знака множимого соединен с первым входом 25 первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора 9, а выход- с информационным входом регистра 5 множимого, выход регистра 12 знака коэффициента соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, второй вход которого соединен с выходом элемента И 15, а выход - с вторым входом последовательного сумматора-вычитателя 1, инверсный выход регистра 11 знака множимого соединен с первым входом элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом счетчика 10 по модулю 2К, стар30

тата, причем вход 19 знака коэффициента соединен с информационным входом регистра 12 знака коэффициента, установочный вход 20 устройства соединен с входами установки в ноль первого 2, второго 3 и третьего 4 сдвиговых регистров, .счетчика 10 по модулю 2К, последовательного сумматора-вычитателя 1 и с входами разреше- . ший разряд шины 16 множимого устройния записи регистра 5 множимого, регистра 11 знака множимого, регистра 12 знака коэффициента и первого 6 и второго 7 регистров коэффициента, тактовый вход 21 устройства соединен с тактовыми входами счетчика 10 по модулю 2К, последовательного сумматора-вычитателя 1, первого 2, второго 3 и третьего 4 сдвиговых регистров, и регистра 5 множимого, установочные входы которого соединены соответственно с разрядами шины 16 множимого устройства, информационные входы первого 6 и второго 7 регистров коэффициента соединены соответственно с разрядами первой 17 и второй 18 шин коэффициента устройства, разрядные выходы первого 6 и второго 7 регистров коэффициента соединены со45

ства соединен с информационным входом регистра 11 знака множимого, выход младшего разряда первого сдвигового регистра 2 соединен с последовательным выходом 24 разрядов результата, выход старшего разряда первого сдвигового регистра 2 соединен с информационным входом второго сдвигового регистра 3, разрядные выходы которого соединены соответственно с шиной 23 младших разрядов результата устройства.

Устройство работает следующим образом.

В начале каждого цикла вычисления на вход 20 установки устройства поступает импульс, который производит обнуление последовательного сумматора-вычитателя 1, счетчика 10 и перво55

20

з тельного сумматора-вычитателя 1, ин-

формационным входом третьего сдвигового регистра 4 и первым информационным входом второго коммутатора 9, каждый (1+1)-й вход которого, начиная с второго, соединен с i-м разрядным выходом третьего сдвигового регистра 4, начиная с первого разряда, прямой выход регистра 11 знака множимого соединен с первым входом 25 первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора 9, а выход- с информационным входом регистра 5 множимого, выход регистра 12 знака коэффициента соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, второй вход которого соединен с выходом элемента И 15, а выход - с вторым входом последовательного сумматора-вычитателя 1, инверсный выход регистра 11 знака множимого соединен с первым входом элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом счетчика 10 по модулю 2К, стар30

35

5

ства соединен с информационным входом регистра 11 знака множимого, выход младшего разряда первого сдвигового регистра 2 соединен с последовательным выходом 24 разрядов результата, выход старшего разряда первого сдвигового регистра 2 соединен с информационным входом второго сдвигового регистра 3, разрядные выходы которого соединены соответственно с шиной 23 младших разрядов результата устройства.

Устройство работает следующим образом.

В начале каждого цикла вычисления на вход 20 установки устройства поступает импульс, который производит обнуление последовательного сумматора-вычитателя 1, счетчика 10 и перво5

313

го 2, второго 3 и третьего А сдвиговых регистров. Этим же импульсом производится запись множимого с шины 16 множимого в регистр 5 множимого, первой и второй частей преобразованного коэффициента соответственно с первой 17 и второй 18 шин коэффициента соот- вественно в первый 6 и второй 7 регистры коэффициента, знака множимого со старшего (знакового) разряда шины 16 множимого в регистр 11 множимого и знака коэффициента с входа 19 знака коэффициента в регистр 12 знака коэффициента. Затем на тактовый вход 21 устройства начинают поступать тактовые импульсы, причем их количество в каждом цикле умножения равно 2К. С началом поступления тактовых им

35

пульсов в регистре 5 множимого произ- 2о изведения, которые поступают на шину

22 старших разрядов результата устройства.

В табл.1-А приведены примеры умножения множимого 01101011 на коэф- , 25 фициент 01001001 для четьфех возможных случаев комбинаций знаков множимого и - коэффициента. Для данного варианта , , . В первых строках таблиц обозначена операция, выполняемая по- 3Q следовательным сумматором-вычитателем 1, во вторых строках - число, поступающее на первый вход, в третьих строках - число, поступающее на второй вход последовательного сумматора- вычитателя 1, в четвертых и пятых строках - значение триггеров соответственно переноса и заема последовательного сумматора-вычитателя 1, в шестых строках - результат умножения.

Как видно из таблиц, в случае одинаковых знаков множимого и коэффициента (табл.1 и 4) результат умножения получается в дополнительном (прямом) коде положительного числа, а в случае разноименных знаков - в дополнительном коде отрицательного числа.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить перемножение коэффициента со знаком на множимое в дополнительном коде при получении результата умножения в дополнительном кодч что имеет место в большинстве вычислительных устройств.

водится потактовый сдвиг множимого, которое, начиная с младшего разряда, поступает на второй вход последовательного сумматора-вычитателя 1 и, в зависимости от значения управляющего сигнала, поступающего на вход последнего с выхода второго элемента ИСЮБО- ЧАЮЩЕЕ ИГМ 14, суммируется или вьии- тается из значения суммы частичных произведений, которая поступает на первьй вход последовательного сумматора-вычитателя 1 с его же вькода, но задержанная на С тактов в первом сдвиговом регистре 2 и первом коммутаторе 8,

По мере выхода из регистра 5 множимого мпадших разрядов множимого, в регистр 5 множимого на освободившееся место вновь с выхода первого элемен- та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ или 13 записывается значение множимого или число, ему инверсное, что определяется состоянием регистра 11 знака множимого. Причем в связи с тем, что в начале каждого цикла умножения третий сдвиговый регистр 4 обнуляется, между старшим разрядом множимого, первоначально записанного в регистр 5 множимого, и младшим разрядом вновь за- письгааемого множимого формируется В () нулей (единиц), В результате К тактов вычисления в регистре 5 множимого формируется число, состоящее из В нулей и К - В младших разрядов множимого, или число, инверсное указанному. Это число в течение последних К тактов вычисления поступает на второй вход последовательного сумматора-вычитателя 1.

40

45

50

55

Формула изобретения Устройство для умножения на коэффициенты, содержащее последовательный сумматор-вычитатель, первый.

В течение 2К тактов вычисления с выхода младшего разряда первого сдвигового регистра 2 на последовательны выход 2А результата устройства последовательно поступают 2К бит результата умножения с удвоенной точностью. В последние К тактов вычисления с выхода старшего разряда первого сдвигового регистра 2 во второй сдвиговый регистр 3 переписывается К младших разрядов произведения. В результате в конце каждого цикла умножения во втором сдвиговом регистре 3 оказьгеа- ются сформированные К младших разрядов произведения, которые поступают на шину 23 младших разрядов результата устройства, а в первом сдвиговом регистре 2 - К старших разрядов про

35

25 3Q

40

45

50

55

Формула изобретения Устройство для умножения на коэффициенты, содержащее последовательный сумматор-вычитатель, первый.

второй и третий сдвиговые регистры, регистр множимого, первый и второй регистры коэффициента, первый и второй коммутаторы, счетчик по модулю 2К (К - разрядность множимого и коэффициента), регистр знака множимого, регистр знака коэффициента и первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем вход знака коэффициента устройства соединен с информационным входом регистра знака коэффициента, установочный вход устройства соедине с входами установки в О первого, второго и третьего сдвиговых регистров, счетчика по модулю 2К, последовательного сумматора-вычитателя и с входами разрешения записи регистра множимого, регистра знака множимого, регистра знака коэффициента и первог и второго регистров коэффициента, тактовый вход устройства соединен с тактовыми входами счетчика по модулю 2К, последовательного сумматора-вычитателя, первого, второго и третьего сдвиговых регистров и регистра множимого, установочные входы которого соединены соответственно с разрядами шины множимого устройства, информационные входы первого и второго регистров коэффициента соединены соответственно с разрядами первой и второй шин коэффициента устройства, разрядные выходы первого и второго регистров коэффициента соединены соответственно с управляющими входами первого и второго коммутаторов, выхо первого коммутатора соединен с первым информационн1лм входом последовательного сумматора-вычитателя, выход которого соединен с информационным входом первого сдвигового регистра, разрядные выходы которого соединены соответственно с информационными входами первого коммутатора и с шиной старших разрядов результата устройст ва, выход регистра множимого соедине

Множимое - положительное, коэффициент

ВЫЧИТАНИЕ 0010111

Д.00001111

0

5

Q

5

0

5

0

с вторым информационным входом последовательного сумматора-вычитателя, информационным входом третьего сдвигового регистра и первым информационным входом второго коммутатора, каждый информационный вход которого, начиная с второго, соединен с i-м разрядным выходом третьего сдвигового регистра, начиная с первого разряда, прямой выход регистра знака множимого соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с управляющим входом последовательного сумматора-вычитателя, выход мпадшего разряда первого сдвигового регистра соединен с последова- тельньм выходом разрядов результата устройства, выход старшего разряда первого сдвигового регистра соединен с информационным входом второго сдвигового регистра, разрядные выходы которого соединены соответственно с шиной младших разрядов результата устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности обработки множимого в дополнительном коде при получении результата умножения в дополнительном коде, в него введен элемент И, причем вход старшего разряда регистра множимого соединен с информационным входом регистра знака множимого, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом счетчика по модулю 2К, выход элемента И соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом регистра знака коэффициента, выход второго коммутатора соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом регистра множимого.

ВЫЧИТАНИЕ 0010111

1

01101011 00000000 00111100 01111000

713979018

Таблица2

Множимое - положительное, коэффициент - отрицательный

ТаблицаЗ Множимое - отрицательное, коэффициент - положительньй

ТаблицаА

Множимое - отрицательное, коэффициент - отрицательный

1

Составитель В.Гусев Редактор И.Николайчук Техред л.Олийнык Корректор М.Пожо

Заказ 2271/47Тираж 704Подписное

ВНИИШ 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