Арифметическое устройство Советский патент 1977 года по МПК G06F7/38 

1

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для выполнения математических операций, и может .быть использовано при построении специализированных процессоров высокой производительности.

Известное устройство для вычисления квадратного корня, содержащее регистры корня и подкоренного выражения, а также анализатор кодов, имеет низкое быстродействие, операция выполняется в нем за (п-1) тактов 1. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее сдвигающий регистр, выходы разрядов которого через первую группу элементов «И, другие входы которых подключены к шине управления, соединены со входами двух регистров сомножителей, выходы разрядов которых подключены ко входам матрицы умножения на сумматорах, соответствующие вы.оды которой соединены со входами регистра произведения и регистра подкоренного выражения 2. Для этого устройства характерным является то, что операция производится как операция вычисления цифр результата, начиная с младшего разряда за (п-1) () цикла, а быстродействие его недостаточно для высокопроизводительного процессора.

Целью изобретения является увеличение быстродействия. В описываемом устройстве это достигается тем, что в нем П1версный выход I-ro разряда регистра подкоренного выражения соеди ен через элемент «И-ИЛИ с первым входом г-го сумматора последнего ряда матрицы умножения, а прямой выход 1-го разряда регистра произведения через другой элемент «И-ИЛИ соединен со вторым входом

этого сумматора, выходы разрядов сдвигающего регистра через вторую группу элементов «И, другие входы которых соединены с шиной управления и соответствующим выходом матрицы умножения, подключены к другим

входам регистров сомножителей.

На чертеже иредставлена функциональная схема описываемого устройства.

Сдвигающий регистр 1 через группу элементов «И 2 соединен со входами двух регистров

сомножителей 3, а через групиу элементов «И 4, зругие входы которых подключены к соответствующим выходам матр1щы умножения 5 на сумматорах, соединен с другими входами регистров 3, а выходы регистров 3 соедииены со входами матрицы умножения 5, соответствующие выходы которой соединены со входами регистра произведения 6, прямой выход 1-го разряда регистра произведения соединен со входом элемента «И-ИЛИ 7, инверсный выход г-го разряда регистра подкоренного выражения 8 соединен со входом элемента «И-ИЛИ 9, выходы элемента «И-ИЛИ соединены с соответствующими входами сумматора 10, выход старшего разряда которого соединен со входом 11 элемента «И. Кроме того, в устройстве имеются шины управления 12 и 13, шина переноса старшего разряда сумматоров 14 и шина управления 15. В режиме умножения сдвигаюший регистр 1 установлен «в нуль, в регистры 3 занесены сомножители. Сумматоры матрицы 5 суммируют частичные произведения, на шину 13 подается «О, и последний ряд сумматоров 10 формирует окончательный результат, который заносится в регистр 6. Извлечение корня производится методом обратного поиска, т. е. последовательным подбором цифр сомножителей, начиная со старшего разряда за п циклов, где п - разрядность результата. В этом режиме в регистр 8 заносится подкоренное выражение, регистры 3 очищаются, в первый разряд регистра 1 заносится «1. Иосле подачи импульса установки на шину 12 в оба регистра 3 заносится «1 и происходит возведение в квадрат числа 0,100... 0. В конце первого полуцикла произведение записывается в регистр 6, на шину 13 подается сигнал разрешения сравнения, при этом но входам сумматора 10 подключаются произведение и инверсия подкоренного выражения. Результатом сравнения является сигнал на шине переноса старшего разряда 14. Если он равен «I, то квадрат предполагаемого результата больше подкоренного выражения, и в данном разрязе результата быть «О. По приходу на шину 15 импульса установки в данный разряд регистра 3 заносится «О, если перенос равен «1, если же он. равен «О, то в нем остается заппсапа «1. Иа этом первый цикл заканчивается, «1 сдвигается в следуюший раз|)яд регистра I и повторяется та же процедура. Через п циклов )езультат оказывается записан в регистрах 3. Как видно из описания работы, сущность улучшения заключается в том, что для новышения быстродействия вычисление цифр корня производится, начиная со старшего разряда, с помощью умножителя, содержашего матрицу сумматоров, элементы которого используются и в качестве анализатора цифр. Применение матричной схемы позволяет сделать арифметическое устройство быстродействуюшим, многофункциональным и однородным но структуре, что особенно важно при серийном производстве. Формула изобретения Арифметическое устройство, содержащее сдвигаюший регистр, выходы разрядов которого через первую группу элементов «И, другие входы которых подключены к шине управления, соединены со входами двух регистров сомножителей, выходы разрядов которых иодключены ко входам матрицы умножения на сумматорах, соответствующие выходы которой соединены со входами регистра произведения и регистра подкоренного выражения, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия устройства, в нем инверсный выход г-го разряда регистра иодкоренного выражения соединен через элемент «И-ИЛИ с первым входом г-го сумматора последнего ряда матрицы умножения, а прямой выход i-ro разряда регистра произведения через другой эле.мент «И-ИЛИ соединен со вторым входо.м этого сумматора, выходы разрядов сдвигающего регистра через вторую группу элементов «И, другие входы- которых соединены с шиной управления и соответствующим выходом матрицы умнол ения, подключены к другим входам регистров сомножителей. Источники, принятые во внимание при экспертизе:1.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 301702, М. Кл.2 G 06F 7/38, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР jV 326576, М. Кл.2 G 06F 7/38, 1968.