Арифметическое устройство Советский патент 1977 года по МПК G06F7/38 

(54) АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

сумматор, выходы второго регистра множимого н регистра суммы множимых соединены с инфо1 маииошшмн входами второй и третьей групп элементе И, соответственно. .

На чертеже - накапливающий сумматор 1, первый и второй регистры множимых 2 и 3, первый и вторс репктры множителей 4 и .5, регистр суммы множ1$мых 6, первую, вторую третью Трушу :шементов И 7,8 н 9, группу зпешнтов ИЛИ - Ш и дешифратор 11. Выходы регистров множимых и 3 к выходы регистра суммы множимых соешшены соответственно с информационными входами первой, второй и третьей групп элементов И /,8 и 9, управлшоцще входы которых подключены соответственно к первому, яторому и третьему выходам деиифратора 11, а выходы первой 7, второй 8 и третьей 9 групп элементов И соединены через группу элементе ИЛИ 10 со входами накапливающего сумматора 1. Выходы младшего (сгаршего) разряда регистров множителей 4 и 5 соединены соответстве шо с перным и вторым входами де1иифратора i 1.

Устройство работает следующим образом:

Пусть необходимо вычислить выражение

, b, (1)

где 01 и.а - множимые, Ь| и bj - множители.

В первый решстр множимого 2 заносится ai, во второй регистр множимого 3 - }, в регистр суммы множимых 6 -- al +ai, в первый регистр множителя 4 - Ь,, во втфой регистр множителя S-bj, в накапливаю1Ш1й сумматор 1-0.

Выч}1сление указанного выражедая может производиться начиная с младших или со сгарпюх ряэрвдсю. В первом случае деишфратором 11 осущесгаляегся сидср кимого первого 4 и второго 5 регастров множи (елей со стороны младших разрадов и сдвиг на каждом такте содержимого шкапливающего сумматора 1 вправо, а во втсром случае - анализ со стороны cniiiinHX разрядов и сдвиг содержимого накапливиа i 4viO сумматора 1 влево.

При нулевых значениях анализируемых одНШМ8ИНЫХ разрядов «ервшо 4 и второго 5 регистров множителей деишфратс р 11 не выдает разрзишющего потен 4 1 1а ии по одному из выходов, сладовательно содержимое сумматора не изменяется.

Если комбинация кодов анализируемых одноименных разрадов первого 4 и вт(ч)6го 5 регистров мно ителя равна 01, 10 или 11, то появляются разрецию1дие поте1ШН8лы соот ветствеюю на первом, втором и тр.етьем выходе в 1Ш|фратора П..

При этом в накапливающей сумматс I соответственно передается код ai, из первого 2, а из второго 3 регистра множимого или из регистра суммы множимых 6.

После каждого такта анализа двух одноименных разрядов множителей осуществляется с;с-;г содержимого первого 4 и второго 5 регистров множителя и содержимого накгиишвающего сумматоpal.

Пример вычисления ныра)|Фния (1) для:

0101,

двоичный код

а,5. к

оно,

a,,

п,- lOfl, в,+а,

b, 6,

оно, ,

0101 проиллюстрирован таблицей,

Результат вычисления F a,b,- -ajbj получается в накапливакидем сумматоре 1 и равен F 00111100, т.е. в десятичной системе F bt2-b H)x24lx24lx2 +lx2 +lx2+{)x 2fOxl. 32+16+8

. Cf другой стороны F 5x6+6x5 30+ 30 60.

Время вычисления данног.о выражения арифметическим устройством равно

.Ть-(п+1)Л

где т - время одного оюжения в накапливающем сумматоре;

п - разрядность множителя. Время вычисления этой же зависнмосш в протогтипе

Ть 2пт+т(2п+1)т Коэффициент увеаичения быстродейспия

igntQa:

к ()аг

ри достаточно большой разрядности сомножителей К«2.

Для реализации известных способов вычисления выра кения (i) аппаратным путем за время (п+1)г требуется два.множительных устройства, что приблизительно в 1,5 раза превышает затраты оборудования на предлагаемое арифметическое устройство.

Количество суммируемых пэр аромзведения равное 2, не является предельным и может быть увеличено усложнения де исифратора в введения дополнительных pentctpoe.

Кроме повышения вршэводительности арифметического устройстаа, рассмотренная выше апваратная реализа1шя вьфажения (1) позаоляет повысить точность вычислений. Это обусжжлено, тем, что в ншсапливакнчем сумматоре 1 без дсяюлнительных затрат оборудования может быть получено лкбо удаоенмое точное значение F, в то время как аппаратная реализашм «ыражепи (1) вообще не

1Юши;1 1ст аиуч«ть nyuioro значении F,a лепное зиачение F будет представлять собой сумму округленных значений каждого произведения, чю является более грубым округлением.

Формула изобретения

Арифметическое устройсгаи, содержащее наicaiuiHBaKiuuiH сумматсф, первые регистры множимого и множителя и первую rpyiaiy злемемтов И, информационные входы которых соединены с выходаьш первого регистра множимого, отличаю щ е с я тем, что, с по1)ышения быстроДЁЙсханя устройсгва а точности вычислений, оно доиалнит«т.но содержит вторые регистры мтюжимого и мном1теяя, регистр суммы множимых, вторую и третью группы элементов И, группу mtM&atou ИЛИ к деишфратор, причем выходи

nefmoro и второго регистров множителей coewнены соотьетстоешю с первым и вторым входами дешифратора, пбрвьш, второй и третий выходы которого (еиы соотьетсгьенно с управляк щими входш.ш первой, второй и третьей rpyrai

элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами группн элементов , выходы которой соединены со входами накашшвающего сумматора, выходы второго регистра множимого и регистра суммы множимых соединены с

ннф рмаш1О1Шыми ВХОДАМИ и третьей групп элемекгов И соответстеенно.

Источники инфортлации, принятые во внимание при экспертизе:

1.feaipueB М. А. Арифметика дафровых маиии . М.,.Наука, 1%9, С.ЗЭ4. pic. 4.3.

2.Панернов А. А. Логические основы ЦВМ н врограммнрсшанмя .М„ Н«ука, 1968, с. 153-154, {«с.в. 1.,8.2

FГг

р

11

tr-

f

гЛ

ЭгФ