Устройство для умножения на коэффициенты

Устройство для умножения на коэффициенты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для последовательного умножения чисел в избыточных системах счисления, поз- ВОЛЯЮ1ЦИХ производить обработку слов данных, начиная со старшего разряда, на заранее вычисленные коэффициенты. Цель изобретения - снижение аппаратурных затрат без снижения быстродействия устройства умножения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство умножения, содержагцее -. сумматор в избыточной системе счисления , регистр множителя и два блока элементов И, введены второй регистр множителя, сдвиговый регистр и два элемента ИЛИ. Введение новых блоков позволяет посредством одновходового сумматора в избыточной системе счисления производить перемножение К-разрядного множителя на К-разрядный множитель за К + п тактов суммирования, где п - число тактов, на которое происходит задержка выходных бит сумматора относительно одноименных входных бит. Устройство для умножения на коэффициент может ИСПОЛЬЗОРЗТЬСЯ в устройствах, вычисляющих произведения слов данных на заранее вычисленные коэффициенты, в частности при цифровой обработке сигналов. 1 ил. с (Л to j to QD Ю сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

m) 4, С 06 F 7/49

OIlHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ä 13

ВаВЩ 1„. „ (21) 3826642/24-24 (22) 18.12.84 (46) 07.07.86. Бюл. Н- 25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) С,Л.Титов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 824197, кл. G 06 F 7/49, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1005035, кл. G 05 F 7/49, 1981 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ НА

КОЭФФИЦИЕНТЫ (57) Изобретение предназначено для последовательного умножения чисел в избыточных системах счисления, позволяющих производить обработку слов данных, начиная со старшего разряда, на заранее вычисленные коэффициенты, Цель изобретения — снижение аппара. турных затрат беэ снижения быстро„„SU„„1242925 А 1 действия устройства умножения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство умножения, содержащее сумматор в избыточной системе счисления, регистр множителя и два блока элементов И, введены второй регистр множителя, сдвиговый регистр и два элемента ИЛИ. Введение новых блоков позволяет посредством одновходового сумматора в избыто ной системе счисления производить перемножение К-разрядного множителя на К-разрядный множитель за К + п тактов суммирования, где п — число тактов, на которое происходит задержка выходных бит сумматора относительно одноименных входных бит. Устройство для умножения на коэффициент может использорзться в устройствах, вычисляющих произведения слов данных на заранее вычисленные коэффициенты, в частности при цифровой обработке сигналов. 1 ил.!

242925

Такой эффект умножений числа, поступающего на первый вход сумматора в избыточной системе счисления, на коэффициент (1) объясняется тем, что данные на выходе сумматора можно рассматривать как результат умножения числа на коэффициент, так и как сумму частичнъгх произведений, образующихся в процессе вычисления.

Если данные с выхода сумматора в избыточной системе счисления перед их подачей на второй вход сумматора

55

Изобретение относится к арифметическим блокам устройств нычислительной техники и может быть испо <ьзовано при построении специализиронанных устройств, работающих н избыточньгх системах счисления, позволяющих производить операцию суммирования, начиная со старших разрядов чисел.

Цель изобретения — уменьшение аппаратурных затрат. !О

В избыточных системах счисления, которые позволяют производить операцию сложения двух операндов, начиная со старших разрядов, сигнал переноса распространяется, как в сторону стар- !5 ших разрядов, так и в сторону младших разрядов результата суммирования.

Но если в сторону младших разрядов перенос распространяется практически бесконечно, то в сторону старших разрядов перенос распространяется на ограниченное количество разрядов результата (как правило на два — четыре разряда). Поэтому результат вычис:?5 ления последовательных сумматоров в избыточных системах счисления отстает от входных операндов на несколько тактов вычисления, число которых определяется количеством разрядон, на которые может распространяться сигнал переноса в сторону старших разрядон. Для определенности положим, что результат на вьгходе последовательного сумматора задерживается по отношению к входным данным на П тактов. 35

Если на один из входов последовательного сумматора в избьгточной системе счисления поступает число, начиная со старших разрядов, а на второй его вход поступает число с его же 40 выхода, то это равносильно умножению числа, поступающего на первый вход сумматора, на коэффициент

Коэф.1=1,0...010...010...01... (1) — - —

il5

П П П задерж,": ть на С тактов, то н этом случае число, поступающее на первый вход сумматора, умножается на коэффициент

Коэф. 2=-.1,0... 010... 010... 01

П+С П+С П+С (2) Если данные с выхода сумматора в избыточной системе счисления перед их выдачей на выход устройства задержать на И тактов, то в этом случае. получается произведение числа, поступающего на первый вход сумматора, на коэффициент

Коэф.3==0,0...0!0...010...01

М П+С П+С

= Коэф„2 R " (3) где R - -основацие избыточной системы счисления.

На чертеже изображена структурная схема устройс.тва для умножения на коэффициенты.

Устройство содержит сумматор 1 в избыточной системе счисления, сдвиговый регистр 2, первый регистр 3 коэффициента, второй регистр 4, первую группу элементов И 5, вторую группу элементов И 6, первый элемент

ИЛИ 7, второй элемент ИЛИ 8, вход 9 множимого, первую шину 10 коэффициента, вторую шину 11 коэффициента, вход !

2 установки, вход 13 тактиронания и выход 14 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В начале каждого цикла умножения сигнал, поступающий с входа 12 установки на входы установки сумматора 1 в избыточной системе счисления и сцвигового регистра 2, производит их обнуление.. Одновременно этим же сигналом, поступающим на тактовые входы первого регистра 3 и второго регистра 4, производится запись коэффициента, первая часть которого с первой шины 10 коэффициента записывается в первый регистр 3, а вторая часть коэффициента с второй шины 11 коэффициента записывается во второй регистр 4 коэффициента.

Каждая из частей коэффициента является унитарным кодом. Позиция единицы вс второй части коэффициента, записанной но второй регистр 4 коэффициента, определяет число нулей С

1242925

10

20 н коэффициенте, на который производится умножение, а позиция единицы в первой части коэффициента, записанной в первый регистр 3 коэффициента, определяет число нулей М в коэффициенте.

Затем с входа 13 тактирования на тактовые входы сумматора 1 в избыточной системе счисления и сдвигового ре— гистра 2 начинают поступать тактирующие импульсы. Количество тактов в каждом цикле вычисления равно К+П, что обусловлено задержкой распространения одноименных бит числа на выходе сумматора 1 в избыточной системе счисления относительно чисел на его входе на Л тактов (К вЂ” разрядность множимого).

На вход первого слагаемого сумматора в избыточной системе счисления последовательно поступают биты числа множимого, начиная со старшего разряда. На выходе сумматора н избыточной системе счисления формируется результат, который можно интерпретировать как результат умножения, так и как накапливающуюся сумму частичных произведений. Рассмотрим в начале этот результат как сумму частичных произведений.

Сумма частичных произведений с выхода сумматора 1 в избыточной системе счисления пос-.упает на информационный вход сдвигоного регистра 2, Записанная в сдвиговый регистр 2 информация в каждом такте вычисления продвигается в сдвиговом регистре 2 на один разряд, так как выходы сднигового регистра 2 соединены с вторыми входами одноименных элементов И второй группы элементов И 6, а на первые входы каждого из элементов И второй группы элементов И 6 поступает унитарный код второй части коэффициента с выхода второго регистра 4 коэффициента, то на выходе только одного из элементов И второй группы элеменп он И 6 присутствует сигнал, соответствующий значению суммы частичных произведений, задержанной на

С тактов (С определяется унитарным кодом второй части коэффициента) по отношению к значению суммы частичных произведений на информационном входе сдвигового регистра 2. Сигнал с выхода второй группы элементов И 6 через второй элемент ИЛИ 8 поступает на

55 вход второго слагаемого сумматора н избыточной системе счисления.

Таким образом суммарная задержка появления бит суммы частичных произведений на входе второго слагаемого сумматора 1 в избыточной системе счисления относительно появления одноименных бит множимого на входе первого слагаемого, с учетом внутренней задержки сумматора 1 в избыточной системе счисления в П тактов, составляет С+П тактов.

Сумма частичных произведений, поступающая на вход второго слагаемого сумматора в избыточной системе счис-. ления, совместно с множимым, поступающим на вход первого слагаемого, участвуют н формировании новой суммы частичных произведений.

Рассмотрим теперь результат вычисления сумматора 1 в избыточной системе счисления, как произведение множимого на вторую часть коэффициента.

Так как выходы сдвигового регистра 2 соединены с вторыми входами одноименных элементов И первой группы элементов И 5, а на первые входы каждого из элементов И первой группы элементов И 5 поступает унитарный код первой части коэффициента с выхода первого регистра 3 коэффициента, то на выходе только одного из элементов И перной группы элементов И 5 присутствует сигнал, соответствующий значению произведения множимого на вторую часть коэффициента, которое задержано на M тактов (М определяется унитарным кодом первой части коэффициента) по отношению к значению произведения множимого на вторую часть коэффициента, которое присутствует на информационном входе сднигового регистра 2.

Учитывая, что н начале каждого цикл. умножения сдвиговый регистр 2 обнуляется, то описанная вьппе процедура равносильна присваиванию старпом М разрядам произведения множимого на полный множитель полное значение которого определяется первой и второй частью коэффициента, хранящегося н первом и втором регистрах 3 и 4 коэффициента соответственно) нулевых значений, т.е. Умножению произведения множимого на вторую часть коэфЛ1 фициента на R, де R — оснонание системы счисления.

12429 5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения атгпаратурных затрат, оно

Сигнал произведения с выхода lIpp ной группы элементов И 5 через первый элемент ИЛИ 7 поразрядно поступает на выход 14 устройства. няется.

Формула и з о б р е т е н и я

Составитель А, 1нанова

Техред Н.цонкалс

Редактор F..Ïàïï

Корректор Т.Колб

Заказ 3705/47

Тираж 671

В11ИИПИ Государственного

Подписное комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Лроиэводствешто-полиграфическое предттрпятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

После подачи на вход первого слагаемого всех К бит множимого сумматор 1 в избыточной системе счисления еще П тактов продолжает довычислять результат произведения. В течение этих П тактов на вход первого слагаемого сумматора l н избыточной системе счисления необходимо подавать нули или сигнал „ приводящий к формированию округления результата умножения. Конкретный вид сигчала определяется в зависимости от того, какая именно система счисления примеУстройство для умножения на коэффициенты, содержащее сумматор в избыточной системе счисления, первую и вторую группы элементов И и первый редистр коэффициента, -информационные входы которого подключены к первой шине коэффициента устройства, а выходы соединены с первыми входагти элементов И первой группы, о т л и.—

10 l5

ЗО содержит сдниговый регистр, первый и второй элементы ИЛИ и втс рой регистр коэффициента, информаттиоттттьте нходь! которого подключены к второй штттте коэффициента устройства, а выходы соединены с первыми входами элементов И второтт гpуппы р RbIxoJTb! кoTo рьтх соединегты с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом сумматора в избыточной системе счисления, второй вход которого соединен с входом множимого устройства, а выход подключен к информационному входу сдвигового регистра, ныходь! которого подключены к вторым входам соответствующих элементов И первой и нторой групп, выходы элементов И первой группы соединены с входами первого элемента

ИЛИ, выход которого подключен к выходу устройства„ тактовый вход которого соединен с тактовыми входами сумматора н избыточной системе счисления и сдвигоного регистра, нход установки устройстна соединен с входами установки сумматора в избыточной системе счисления и сдвигового регистра и тактовыми входами ттервого и второгс регистрон коэффициента.