Матричное устройство для умножения и сложения Советский патент 1979 года по МПК G06F7/38 

Изобретение относится к области вычислитепьиой техники и предназначено для использования в специализированных вычислительных машинах. По основному авт. св. hfe 169881 известно матричное устройство дяй умноже- ния и сложения, состоящее из одноразрядных сумматоров, которые обьедннены в п -1 строк и 2й столбцов ромбовидной матрицы и двух п -разрядных регистров множимого и множителя. Каждая строка содержит Л однородных сумматоров, связанных между собой депями переноса. Сумматоры первого ряда образуют произведения множимого на первый разряд множителя и сдвинутого на одна разряд влево произведения множимого на второй раз ряд множителя. Полученная первая сумма частичных произведений суммируется со сдвинутым влево на два разряда произведением множимого на третий разряд множителя на сумматорах второго ряда и т. д Недостатком этого устройства являют- ся его ограниченньге функциональные возможности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет выполнения операции извлечения квадратного корня. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое матричное устройство Z№я умножения и сложения дополнительно содержит регистр подкоренного числа, сх му сравнения, генератор импульсов, ключ, триггер, распределитель тактов, элементы И, причем информационный и управляющий вхоць ключа соединены с выходами генератора импульсов и триггера.,а выход со входами элементов И и управляющим входом распределителя тактов, выходы которого соединены с другими входами элементов И, соединенных ш 1ходами с разрядными входами регистров множимого и множителя, один вход схемы сравнения подключен к регистру подкоренного числа, другой - к выходу комбинационной схемы

умножения, а выход - ко входам поразряд ного взвешивания элементов И.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства, содержащая генератор импульсов 1, ключ 2., регистр 3 подкоренного числа, схему сравнения 4, комбинационную схему умножения 5, регистр множимого 6, регистр множителя 7, элементы И 8, распределитель тактов 9, триггер 10.

В режиме извлечения квадратного корня устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 10 находится в , ключ 2 закрыт. В регистре 3 записано подкоренное число, регистры 6 и 7 установлены в ноль. По сипналу начала преобразования триггер 10 устанавливается в единицу и открывает ключ 2. Первый импульс генератора устанавливает один такт на распределителе тактов 9 и через открытый элемент И. 8 устанавливает в единицу старший разряд (на чертеже сверху) регистров множимого 6 и множителя 7. На выходе комбинационной схемы умножения 5 формируется квадрат числа, записанного в регистрах, который подается на схему сравнения 4. Если квадрат числа меньше подкоренного числа, то на выходной шинесхемы сравнения 4 будет коль, и второй импульс генератора переводит распределитель тактов 9 во второй такт, а через открытый элемент И 8 устанавливает следующий за старшим разрядом триггер регистров 6 и 7 в единицу. Единица, ранее записанная в старший разряд, сохраняется. На выходе комбинационной схемы умножения 5 формируется ной.и квадрат числа.

Если квадрат числа превысит величину подкоренного числа, то на Шз1ходе схемы сравнения 4 сформируется разрешающий потенциал, и второй импульс с генератора импульсов 1 сбросит старший разряд множимого и множителя в ноль, а в следующий за ним разряд аапишет единицу. Далее схема работает аналогично до тех пор, пока распределитель тактов 9 не опросит все разряды регистров.

По концу п +1 такта триггер 1О устанавливается в ноль, и ключ 2 закрыBaeiipH. На выходе регистра 6 или 7 будет сформирован результат.

Выполнение операций сложения и умножения осуществляется так же, в известном устройстве.

Предложенное устройство позволяет осуществлять все арифметические операции, включая извлечение квадратного корня, с высоким быстродействием, что позволяет заменить несколько функциональных устройств одним.

Формула

изобретения

Матричное устройство для умножения к сложения по авт. св. № 169881, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выполнения операции извлечения квадратного корня, устройство дополнительно содержит регистр подкоренного числа, схему сравнения, генератор импульсов, ключ, триггер, распределитель тактов, И, причем информационный и управляющий входы ключа соединены с выходами генератора импульсов и триггера, а иыхоа - со входами элементов И и управляющим ксодом распределителя тактов, выходы которого соединены с другими входами элементов И ( выходами соединенных с разрядными входами регистров множимого и множителя, один вход схемы сравнения подключен к регистру подкоренного числа, другой - к выходу комбинационной схемы умножения, а выход - ко входам поразрядного взвешивания элементов И.