Устройство для умножения Советский патент 1978 года по МПК G06F7/39 

ЖзоВретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах и измерительных приборах. Известно устройство для умножения, которое состоит из двух счетчиков импульсовf разрядные выходы ко™ торых соединены с конъюкторами, а вы ходы переполнения - с умножителями, выходы конъюкторов соединены с входом сумматора l . Однако это устройство имеет ограниченный динa tичecкий диапазон и низ кое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для умножения, содержащее два Счетчика, сумматор, два триггера четыре элемента , первую и втору группу элементов И-НЕ, синхронизатор импульсов, ВХО.ЦЫ которого соединены с первой и второй информационными.ши нами, а первый выход - с первыми входами первого и второго элементов И-Н вторые входы которьах соединены с еди ничным и нулевым выходами первого триггера соответственно, второй выход синхронизатора импульсов соединен с первыми входами третье1 о и четвертого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с нулевым и единичным выходами второго триггера, первые выходы первого счетчика соединены с neDBKf-w входами элементов И-iJE первой группы, выходы которых соединены с первой группой входов сумматора, первая группа выходов второго счетчика соединена с первой группой входов элеме1- тов И-НБ второй группы, выходы которых соединены со второй группой входов cyNiMaTOpa Однако известное устройство имеет низкий динам1;ческий диапазон перемиoжae 1кx чисел. Целью изобрет-ения является расширение динамического диапазона перемнoж;ae tыx чисел. Для этого в устройство введены первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ-НЕ, третья и четвертая группа элементов И-НЕ, причем выход первого элемента И-НЕ соединен с первы ш входа1.иг -первого и третьего элементов ИЛИ-НЕ, вьзход второго элемента И-НЕ соединен с первьами входами второго и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента,И-НЕ соединен со вторыми входами второго и третьего элементов ЙЛИ-НЕ,выход четвертого элемента И-НЕ соединен со вторыми входами первого и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом первого счетчика и со второй группой входов первой группы элементов И-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен со вторым входом первого счетчика и первой группой входов элементов И-НЕ третьей группы, вторая группа входов которой соединена со второй группой выходов первого счетчика, а выходы элементов И-НЕ третьей группы соединены с третьей группой входов сугиматора, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с первьяМ входом второго счет чика и первой группой входов четвертой группы элементов И-НЕ, вторые входы которой соединены со вторыми выходами второго счетчика, а элементов И-НЕ четвертой группы соединены с четвертой группой входов сум матора, выход четвертого элемента ИЛИ НЕ соединен со вторым входом второго счетчика и второй группой входов элементов И-НЕ второй группы. На чертеже дана функциональная схема устройства. Устройство содержит сумматор 1, .первую, вторую, третью и четвертую :Группы элементов И-НЕ 2-5, первый и второй счетчики б и 7, элементы ИЛИНЕ 8-11, элементы И-НЕ 12-15, первый и второй триггеры 16 и 17, синхронизатор 18 импульсов, входные шины 19 и 20. Принцип работы устройства основан на реализация соотношения k-4-1 n ху±АХу 2 2 xy±Axy ii xyt iAx2()±&y2 U+y)± ±Ax2 tx y i&ij2(x-y). Устройство работает следующим образом. Последовательности импульсов Х{т) и У(т), в которых число импульсов пропорционально п иращениям сигн лов, а частота - скорости их изменения, поступают на входы 19 и 20 ус тройства, которые являются также вхо дами синхронизатора 18 импульсов. В синхронизаторе 18 импульсов входные импульсы заменяются синхронизирукицим импульсами двух несовпадающих последовательностей, полученных с генератора эталонных импульсов. Знаки приращений задаются тригге рами 16 и -17 знаков приращений, управляемых источниками сигналов. Каждый входной импульс, характери зующий приращение одного из сигналов Х(т) или У(т) на единицу в выбранно масштабе, с выхода синхронизатора 1 через элементы И-НЕ 12-15 и элементы ИЛИ-НЕ 8-11 поступает в зависимости от знака триггера 16 или 17 на су1ими рующий или гычитакж|ий входы реверсивных счетчиков 6 и 7 и на входы групп элементов И-НЕ прямого или обратного параллельного двоичного кода групп 2 или 4 элемегтов И-НЕ и групп 3 или 5 элементов И-НЕ), через которые он переносит одновременно параллельным кодом числа 2 (Х+У) и ХХ-У), записанные в реверсивных счетчиках 6 и 7 ло прихода этого импульса, в сумматор 1. Умножение чисел (Х+У) и (Х-У) на 2 осуществляется сдвигом либо разрядов сумматора, либо счетчиков. (Х+у) су}« мируется с чисЧислоiK-Ч лом , записанным ранее в сумматоре 1, если на суммирующий вход первого реверсивного счетчика поступает импульс, характеризующий положительное приращение сигнала Х(т) или положительное приращение У(т). Число 2 (Х+У) вычитается из числа 2 ХУ, если на вычитающий вход первого реверсивно,го счетчика поступает импульс, характеризуияаий отрицательные приращения сигналов Х(т) или У(т), Число 2 (Х-У) суммируется с числом ХУ, если на вычитающий вход второго реверсивного счетчика поступает импульс, сарактеризунмций отрицательное приращение сигнала Х{т) или положительное приращение сигнала .У(т). Число 2 (X-У) вычитается из числа 2 ХУ, если на суммирующий вход второго реверсивного счетчика поступает импульс, характеризующий положительное приращение сигнала Х(т) или отрицательное сигнала У(т). Общее число, вводимое в 1 после прихода каждого очередного импульса, равно ±2 (Х+У) ±2 (Х-У). Предположим, что на вход устройства 19 поступает импульс, характери-. зующий отрицательное приращение сигнала Х(т). Этот импульс проходит через открытый элемент И-НЕ 13 и поступает через элемент ИЛИ-НЕ 9 на вычитающий вход первого реверсивного счетчика б и на вычитакиаий вход второго реверсивного счетчика 7 через элемент ИЛИ-НЕ 11, кроме этого, он переносит в сумматор 1 через группу элементов И-НЕ 4 обратный код числа 2 (Х+У) и через группу элементов H-flE 3 прямой код числа 2 (Х-У). Новое значение произведения в сумматоре i после прихода этого импульса будет равно 2«u y 2 Vxij-2() + 2{)i-i,b {к-1)у. Предположим теперь, что на вход устройства 20 поступает импульс, характеризующий отрицательное приращение сигнала У(т). Этот импульс проходит через открытый элемент И-НЕ 14 и поступает через третий элемент ИЛИ-НЕ 10 на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 7 и на вычи563

тающий вход первого реверсивного счетчика 7 и на вычитающий вход первого реверсивного счетчика б через второй элемент ИЛИ-НЕ 9, кроме этого, он переносит в сумматор 1 через группу элементов И-НЕ 4 обратный двоичный код числа 2 (К-1+У) из первого счетчика и через группу элементов И-НЕ 5 обратный двоичный код числа 2(Х-1-У) из второго счетчика 7.

Новое значение произведения в сумматоре 1 будет равно

2(х-)а-2(х-1 у1-2(vi-L-y).

)у-2 Ч-1)

)- ,

Если теперь на вход устройства 19 поступит импульс, характеризующий положительное приращение сигнала Х(т) то он пройдет через открытый первый элемент И-НЕ 12 и поступит через первый элемент ИЛИ-НЕ 8 на суммирующий вход первого реверсивного счетчика 6 и через третий элемент ЙЛИ-НЕ 10 на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 7, кроме этого, он перенесет в сумматор 1 через группу элементов И-НЕ 2 прямой код числа 2 (Х-И-У-1) из первого счетчика 6 и через группу элементов И-НЕ 5 обратный код числа . 2 (Х-1-У+1) из второго счетчика 7.

Новое значение произведения в сумматоре 1 будет равно

н (х-1)(у-1)2(чЛ4-у-1)-2(x-y-y4l 2 l(x-i)(ya)

.).

Если затем на вход устройства 20 поступит импульс, характеризующий полояцительное приращение сигнала У(т), то он пройдет через открытый элемент И-НЕ 15 и поступит через первый элемент ИЛИ-НЕ 8 на суммирующий вход первого реверсийного счетчика 6 и через четвертый элемент ИЛИ-НЕ 11 на вычитающий вход второго реверсивного счетчика 7, кроме этого он перенесет в сумматор 1 через группу элементов И-НЕ 2 прямой код числа 2 (Х+У-1) из первого счетчика 6 и через группу элементов И-НЕ 3 прямой код числа 2 (Х-У+1) из второго счетчика 7.

Новое значение произведения в су№ аторе 1 будет равно

(y-lV2(x4y-lU +2((и-1) .}.

1б

Устройство работает аналогично и при любой другой очередности приращений сигналов Х(т) и У{т). Код в счетчиках б и 7 устанавливается во всех разрядах от заднего фронта пришедшего импульса одновременно.

Введение четырех элементов ИЛИ-НЕ двух групп элементов И-НЕ, а также связей между ними позволяет расширит динамический диапазон работы устройства ,

Формула изобретения

Устройство для умножения, содержащее два счетчика, сумматор, два триггера, четыре .элемента И-НЕ, первую и вторую группу элементов И-НЕ, синхронизатор импульсов, входы которого соединены с первой и второй информ мационными шинами, а первый выход - с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ,вторые входы которых соединены с единичным и нулевым выходами первого триггера соответственно, второй выход синхронизатора импулсов соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены; с нулевым и единичным выходами второго тригера, первые выходы первого счетчика соединены с первыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которы соединены с первой группой входов сумматора, первая группа выходов второго счетчика соединена с первой группой входов элементов И-НЕ второй группы, выходы которых соединены со второй группой входов сумматора, о тличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона перемножаемых чисел, в устройство введены первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ-НЕ, третья и четвертая группа элементов И-НЕ, причем выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми входами первого и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с первыми входами второго и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен со вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ соединен со вторьми входами первого и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом первого счетчика и со второй группой входов первой группы элементов И-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен со вторым входом первого счетчика и первой группой входов элементов И-НЕ третьей группы, вторая группа входов которой соединена со второй группой выходов первого счетчика, а выходы элементов И-НЕ третьей группы соединены с третьей группой входов сумматора, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом второго счетчика я первой группой входов четвертой группы эл 4ентов Й-НЕ, вторые входи которой соединены со вторыми ,,та. и второго счетчика, а выходы ле-ме.н;0 И-НЕ четвертой группы соединены с вертой группой входов сушлатора : ход четвертого элемента ИЛИ-ш; сонея со вторым входом второго :;чот ка и второй группой входов второй группы. 8 Источники информации, принятые ее внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 458826, кл.Об Р 7/39, 1975. 2.Заявка № 2301925/24, л, Q Об Р 7/39, 22.12.75, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

.П..

|...,-:,:.-. f

1 L...,,,|-.