Множительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G06F7/52 

(54) МНОЖИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области автоматики и цифровой вычислительной техники, в частности, к устройствам для умножения двух чисе/и Известны множительные устройства, использующие число-импульсный метод умножения двух чисел, одно из которых вводится заранее, а другое поступает в виде конечной последователь ности импульсов, Известно, например, множительное устройство, содержсидее последователь но соединенные декадные счетчики, дешифраторы с коммутаторами, триггеры управления, выходные вентили и многоканальный сумматор. Запись и хранение одного из сомножителей осуществляется с помощью дешифраторов, соответствующие выходы которых через коммутаторы соединены со входами управляющих триггеров, а другой сомно житель поступает в виде импульсной последовательности на вход первого декадного счетчика 1. Недостатками известного устройств являются низкое быстродействие, зави симость точности результата умножени от конкретного количества входных им пульсов, а также представление одног из сомножителей и результата умножвНИН только в десятичной система счисления. Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является множительное устройство, содержащее выходной регистр, каждый разряд которого подключен ко входу данного разряда регистра, выход каждого разряда выходного регистра подключей к дополнительному входу последующего разряда 2. Недостатками этого устройства являются зависимость точности умножения от значения сомножителя, згшававмого импульсной последовательностью, а также постоянство другого сомножителя и представления его и результата умножения только в десятичной системе счисления. Цель изобретения - повышение точности умножения с представлением сомножителя и результата в любой системе счисления. Поставленная цель достигается тем, что в множительное устройство дополнительно введен регистр сомножителя, содержащий в каждом разряде счетчик, триггер и элемент И, первый вход которого соединен с единичным выходом триггера, выход - с выходом данного разряда регистра сомножителя а второй вход - со входом счетчика соответствующего разряда, который подключен также ко входу соответству щего разряда регистра сомножителя, выход счетчика подкль.чен к единичном .входу триггера, устройство содержит, кроме того дополнительный триггер, дополнительный элемент И, дополнительный счетчик и элемент задержки, вход которого соединен с выходом дополнительного счетчика и нулевым вхо дом дополнительного триггера, единич ный вход которого подключен ко входу сомножителя устройства, а единичный выход - к первому входу дополнительного элемента И и нулевому входу триггера каждого разряда регистра со множителя, выход дополнительного эле мента И подключен ко входу дополнительного счетчика и ко входу каждого разряда регистра сомножителя,второй вход дополнительного элемента И подключен к тактовому входу устройства ксокдый разряд выходного регистра сод жит, кроме того,триггер и элемент ИрВ ход которого соединен с Выходом данного разряда регистра, а первый .вход - с единичным выходом триггера единичный вход которого подключен к выходу счетчика данного разряда вы.ходного регистра, вход каждого разР5вда выходного регистра.соединен с выходом соответствующего разряда регистра сомножителя, второй вход элемента И и нулевой вход триггера каждого разряда выходного регистра под ключей к выходу элемента задержки. Такое конструктивное решение поз воляет исключить погрешность, возни кающую при умножении на определенные значения сомножителя, задаваемого импульсной последовательностью обеспечивает простоту задания второ го сомножителя путем его записи в р гистр, и допускает представление с его результата умножения в любой системе счисления без изменения структуры схемы. На чертеже приведена схема устро ства. Множительное устройство содержит т-разрядный регистр 1 множимого, включающий m счетчиков 2, m триггеров 3 и m элементов И 4, при этом выходы счетчиков 2 соединены с первыми входами триггеров 3, а входы счетчиков 2 соединены со вторыми вх дами элементов И 4, первые входы которых соединены с выходами триггеров 3. Устройство содержит далее дополнительный триггер 5, дополнительный элемент И 6, дополнительный счетчик 7 и элемент 8 задержки, а также выходной регистр 9, включающий счетчи ки 10, триггеры 11 и элементы И 12. Один вход триггера 5 связан со вхоом устройства, а другой вход - с ыходом счетчика 7 и входом элемена 8 задержки. Выход триггера 5 соеинен с первым входом элемента И 6 вторыми входами триггеров 3. Втоой вход элемента И 6 подключен к актовому входу устройства. Выход лемента И 6 соединен со входом четчика 7 и входами счетчиков 2. Выходы элементов И 4 соединены о входами счетчиков 10, а выход элеента 3 задержки соединен со вторыми ходами триггеров 11 и элементов И 12, ричем выходы счетчиков 10 соединены первыми входами триггеров 11, выоды которых соединены с первыми ходами элементов И 12. Выходы элеентов И 12 соединены со вторыми вхоами счетчаков 10. Триггеры 11 и элементы И 12 образуют схемы переноса импульсов переполнения между разрядами выходного егистра 9, Количество состояний счетчиков 2, 7 и 10 равно основанию выбранной системы .счисления. Работа устройства заключается в следующем. В исходном состоянии триггеры 3, 5, 11 имеют на выходах .запрещающие потенциалы, в счетчики 7, 10 записано нулевое значение, в счетчики 2 записано значение множимого в выбранной системе счисления. Первый импульс множителя изменяет состояние триггера 5, тактовые импульсы ТИ через элемент И 6 поступают на вход регистра множимого 1 и на счетчик 7, Импульс переполнения последнего переводит триггер 5 в исходно.е состояние, запрещая прохождение импульсов через элемент И 6. Таким образом, производится умножение числа входных импульсов N на число Q,равное количеству состояний счетчика 7, то есть на основание выбранной системы счисления Q импульсов, поступивших на вход 1-го ( ...,т) счетчика 2 не вызовут в итоге изменения его исходного состояния, а на выходе (i I..., m) триггера 3 сформируется разрешающий импульс с длительностью равной значению i-ro ( ...,m) разряда множимого (младший разряд - соответствует первому), образуя на выходе 1-го (1 I ...,т) элемента И 4 число-импульсный код данного разряда. Этот число-импульсный код, поступая на j-тый (J I . .,,т) счетчик 10 суммируется с исходным его состоянием. Таким образом, на каждый импульс множителя происходит одно параллельное суммирование множимого, представленного число-импульсным кодом, в регистре произведения 10, Импульс переполнения, возникающий на выходе j-ro ( ,..,m-J) счетчика 10, взводит j-тый (j 1, ..,, m - I) триггер 11, разрешая прохождение импульса с выхода элемента задержки 8 через j-тый (J I, ..., j -I) элемент И 12 на вход следующего разряда. Данный импульс, поступая также на вход .этого триггера, своим окончанием возвращает его в исходное состояние, подготавливая к новому переносу, В слу чае возникновения сквозного перенос когда переполнение j-ro (-J 2 ..., m - I) счетчика 10 образуется, в сво очередь, переполнением j-1-го (j 2 ..., m - I) счетчика 10, j-тый (j 2 ..., m - I) триггер 11 возво дится началом импульса переполнения разрешая прохождение сигнала через j-тый (j 2 ..., m- I) элемент И 12, и по концу последнего возвращает ся в исходное состояние. Таким образом методом умножения числа входных импульсов на основание выбранной системы счисления, преобразование множимого в параллельный число-импульсный код и суммирование последнего в регистре - произведения получаем произведение, множимого на число входных импульсов,представленное в выбранной системе счисления, В предлагаемом устройстве множимое и результат могут быть представлены в любой системе счисления. За счет предварительного умножения числ входных импульсов на основание систе мы счисления исключается появление погрешности вычисления, Данное устройство можно использовать также в качестве накопительного сумматора, что повышает его функциональные возможности. Поэтому предложенное устройство в большей степени отвечает требованиям, предъявляемым к цифровым приборам и средствам автоматики, Формула изобретения Множительное устройство, содержащ выходной регистр, каждый разряд которого содержат счетчик, вход которо го подключен ко входу данного разряда регистра, выход каждого разряда выходного регистра подключен к допол нительному входу последующего разряда,отличающееся тем, что, с целью повышения точности умножения и расширения его функциональных возможностей, заключающемся в возможности вычисления произведения в системах счисления, в устройство введен регистр сомножителя, содержащий в каждом разряде счетчик, триггер и элемент И, первый вход которого соединен с единичным выходом триггеpBf выход с выходом данного разряда регистра сомножителя, а второй вход со входом счетчика соответствующего разряда, который подключен также ко входу соответствующего разряда регистра сомножителя, выход счетчика подключен к единичному входу триггера, устройство содержит, кроме того, дополнительный триггер, дополнительный элемент И, дополнительный счетчик и элемент задержки, вход которого соединен с выходом дополнительного счетчика и нулевым входом дополнительного счетчика и нулевым- входом дополнительного триггера, единичный вход которого подключен ко входу сомножителя устройства, а единичный выход - к первому входу дополнительного элемента И и нулевому входу триггера каждого разряда регистра сомножителя, выход дополнительного элемента И подключен ко входу дополнительного счетчика и ко входу каж- . дого разряда регистра сомножителя, второй вход дополнительного.элемента И подключен к тактовому входу устройства, каждый разряд выходного регистра содержит, кроме того, триггер и элемент И, выход которого соединен с выходом данного разряда регистра, а первый вход - с единичным выходом триггера, единичный вход которого подключен к выходу счетчика данного разряда выходного регистра, вход каждого разряда выходного регистра соединен с соответствующего разряда регистра сомножителя, второй вход элемента И и нулевой вход триггера каждого разряда выходного регистра подключен к выходу элемента задержки, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 247625, кл, G 06 F 7/44, 1967, 2,Патент Японии 46-13785, кл, 97 (7) Е 32, 1971 (прототип).