Устройство для умножения двоичных чисел

Устройство для умножения двоичных чисел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в ЭВМ для выполнения арифметических действий. Целью изобретения является выполнение умножения операндов с учетом знака в четверичной системе счисления. Новым в устройстве, содержащем регистры множимого и множителя , четыре группы элементов И, два регистра управления, два одноразрядных сумматора, группу регистров и элементы И, является введение регистра знаков, трех сумматоров по модулю два и двух регистров, которые позволили производить умножение двух двоичных операндов с учетом знака в четвертичной системе счисления, а результат получать в модифицированном обратном коде. Операнды поступают на входы множимого и множителя непрерывным потоком в последовательном коде младшими разрядами вперед. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 06 F 7/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4910080/24 (22) 16.04.90 (46) 30.09.92. Бюл. ¹ 36 (71) Одесский политехнический институт (72) А.B.Äðîçä, E.À.Ïoëèí, И,В.Егорова и

Ю, B.Äðîçä (56) Авторское свидетельство СССР

N 1439579, кл, G 06 F 7/52, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N 1509877, кл. G 06 F 7/52, 1988 — прототип, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в Э ВМ для выполнения арифметических действий. Целью изобретеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в

ЭВМ для выполнения арифметических действий.

Целью изобретения является выполнение умножения операндов в четверичной системе счисления с учетом их знака, Функциональная схема устройства приведена на фиг, 1; на фиг. 2 представлены временные диаграммы функционирования устройства.

Устройство содержит регистры множимого 1 и множителя 2, вторую 3 и первую 4 группы элементов И, одноразрядные сумматоры 5,6, группу регистров 7, элемент И 8, регистры управления 9, 10, четвертую 11 и третью 12 группы элементов И, регистр знаков 13, регистры 14, 15, сумматоры по модулю два 16, 17, 18, вход множимого

Ы2» 1765839 А1 ния является выполнение умножения операндов с учетом знака в четверичной системе счисления, Новым в устройстве, содержащем регистры множимого и множителя, четыре группы элементов И, два регистра управления, два одноразрядных сумматора, группу регистров и элементы И, является введение регистра знаков, трех сумматоров по модулю два и двух регистров, которые позволили производить умножение двух двоичных операндов с учетом знака в четвертичной системе счисления, а результат получать в модифицированном обратном коде. Операнды поступают на входы множимого и множителя непрерывным потоком в последовательном коде младшими разрядами вперед. 2 ил, устройства 19, вход множителя устройства

20, вход сброса устройства 21, тактовый вход устройства 22, выходы разрядов результата устройства 23.

Элементы И третьей 12 и четвертой 11 групп позволяют в каждом такте выделять необходимые конъюнкции.

Элементы И первой 4 и второй 3 групп производят непосредственно умножение.

Регистры 9, 10 управления вырабатывают необходимые управляющие сигналы.

Элемент И8 сбрасывает регистры 9, 10 в исходное состояние.

Регистр 13 знаков и сумматор 16 по модулю два служат для хранения знаков i.перандов и формирования знака результа соответственно.

Одноразрядные сумматор 5, 6 служат для сложения конъюнкций, имеющих одина1765839 ковые в такте весовые функции соответственно с четным и нечетным значениями К.

Группа регистров 7 служит для задержки сигналов на определенное количество тактов.

Регистры 14, 15 служат для выдачи результатов.

Сумматоры 17, 18 по модулю два позволяют в зависимости от знака результата выдавать его в модифицированном коде в четверичной системе счисления.

Устройство работает следующим образом..

На тактовый вход устройства 22 поступают синхроимпульсы СИ типа "меандр", тактирующие работу устройства.

На входы 19 множимого и 20 множителя устройства с частотой следования синхроимпульсов поступают в последовательном коде разряды, начиная с первого (младшего) и знак множимого и множителя соответственно.

На вход 21 сброса устройства поступает импульс, сбрасывающий в ноль регистры множимого 1 и множителя 2, регистры управления 9, 10, регистры 7.1 и 7.2 группы, регистры 14, 15.

Под действием синхроимпульсов, поступающих на входы управления сдвигом регистров множимого 1 и множителя 2, разряды множимого и множителя продвигаются в каждом также в регистрах 1 и 2 на одну позицию в сторону старших разрядов.

При этом на выходах разрядов регистров множимого 1 и множителя 2 формируются последовательности разрядов множимого и множителя в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг. 1, Числа, указанные на временных диаграммах выходов разрядов регистров 1 и 2, означают номера разрядов множимого и множителя.

Одновременно с этим после обнуления регистров 9, 10 управления под действием синхроимпульсов вдвигается единичное значение с инверсного выхода четвертого разряда первого регистра управления 10 в регистр 9. При этом элемент И 8 вырабатывает единичный импульс, обнуляющий второй регистр управления 9 по второму входу сброса и устанавливающий в единичное значение все разряды первого регистра управления 10 по входу установки в единичный код.

Далее в первый регистр управления 10 вдвигается нулевое значение. При достижении четвертого разряда с инверсного выхода этого разряда единичное значение поступает на вход второго регистра управления 9, и цикл работы регистров управле.и третьем 18 сумматорах по модулю два.

С инверсных выходов разрядов перво10 го 10 и второго 9 регистров управления сни45

40 ния повторяется. С помощью этого же единичного значения в регистр знаков записываются знаки множителя и множимого, и методом сложения по модулю два на первом сумматоре по модулю два 16 выделяется знак произведения, который инвертирует или не инвертирует результат на втором 17 маются сигналы управления, показанные на соответствующих времен н ых диа граммах (фиг. 2).

Последовательность разрядов множимого и множителя с выходов разрядов регистров множимого 1 и множителя 2 поступает на первые входы элементов И 11 и 12, На вторые входы этих элементов И подаются сигналы управления с инверсных выходов первого 10 и второго 9 регистров управления. Элементы И 11, 12 обнуляют часть разрядов в последовательностях разрядов множимого и множителя в тактах, где соответствующие сигналы управления и ринимают нулевые значения. Полученные усеченные последовательности разрядов множимого и множителя поступают на входы элементов И 4, 3, которые под их действием формируют последовательности коньюкций отображаемых на соответствующих временных диаграммах двухразрядными кодами. Первый и второй разряды указанных кодов являются соответственно разрядами множимого и множителя, перемножаемыми на элементах И первой 4 и второй 3 групп.

При этом на выходах элементов И 3.1, 3.2 „. 3.7 второй группы формируются коньюкции с весовыми функциями 2О, 22, 24„, 22". а на выходах элементов И 4,1, 4.2, ..., 4.8 первой группы формируются конъюкции с весовыми функциями 2З, 25, ..., 22к+1, де

К=0,1,2, ...,7.

На одноразрядном сумматоре 5 складываются конъюкции, имеющие одинаковые в такте весовые функции с нечетным значением К, а также сигналы с выхода второго разряда переноса сумматора 5, сигналы с выходов нечетных разрядов переноса первого сумматора 6, задержанные на регистрах 7 группы. А на одноразрядном сумматоре 6 складываются конъюкции, имеющие одинаковые в такте весовые функции с четным значением К, а также сигнал с выхода первого разряда переноса второго сумматора 5, сигнал с третьего разряда переноса второго сумматора 5 и сигнал со второго разряда переноса первого сумматора

6, задержанные на регистрах 7 группы.

1765839

Сигналы с выходов суммы одноразрядных сумматоров 5 и 6 поступают на информационные входы сдвиговых регистров 14, 15, в которых под действием синхроимпульсов информация сдвигается с выходов четвертого разряда, в зависимости от знака результата, через сумматоры 17, 18 по модулю два поступает на выходы устройства 23 в модифицированном обратном коде в четверичной системе отчисления (в каждом такте два двоичных разряда, определяющие одну четверичную цифру).

На временных диаграммах показано, что вслед за разрядами 1, 2, „., 8 и знаком первой пары сомножителей поступают без паузы разряды 1, 2, ..., 8 и знак второй пары сомножителей и т.д, Управляющие сигналы нулевыми значениями исключают формирование конъюкций сомножителей из смежных пар. С выходов 23 устройства снимается последовательность разрядов результатов, Формула изобретения

Устройство для умножения двоичных чисел, содержащее регистры множимого и множителя, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов И, два одноразрядных сумматора, группу регистров, первый и второй регистры управления и элементы И, первый вход которого соединен с прямым выходом первого разряда первого регистра управления, информационный вход которого соединен с прямым выходом четвертого разряда второго регистра управления и вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом установки первого регистра управления и вторым входом сброса второго регистра управления, первый вход сброса которого соединен с входами сброса первого регистра управления, регистров группы, регистров множимого и множителя и устройства, тактовый вход которого соединен с входами разрешения записи регистров группы, с входами разрешения сдвига первого и второго регистров управления и регистров множимого и множителя, информационные входы которых соединены соответственно с входами множимого и множителя устройства, выходы элементов И первой и второй групп соединены с входами слагаемых с первого по восьмое первого и входами слагаемых с первого по седьмое второго одноразрядных сумматоров соответственно, выходы первого, второго и третьего разрядов переноса первого одноразрядного сумматора соединены соответственно с информационными входами третьего, второго и первого разрядов первого регистра группы, информационные входы четвертого и пятого разрядов

55 которого соединены соответственно с выходами третьего и второго разрядов переноса второго одноразрядного сумматора, выход первого разряда переноса которого соединен с входом девятого слагаемого первого одноразрядного сумматора, выход первого разряда первого регистра группы соединен с информационным входом второго регистра группы, выход которого соединен с входом восьмого слагаемого второго одноразрядного сумматора, входы девятого и десятого слагаемых которого соединены соответственно с выходами третьего и пятого разрядов первого регистра группы, выходы четвертого и второго разрядов которого соединены соответственно с входами десятого и одиннадцатого слагаемых первого одноразрядного сумматора, первые входы элементов И с первого по седьмой третьей группы соединены соответственно с выходами разрядов с первого по четвертый и с шестого по восьмой регистра множителя, первые входы элементов И с первого по седьмой четвертой группы соединены соответственно с выходами разрядов с первого по четвертый и с шестого по восьмой регистра множимого, выходы элементов И с первого по седьмой третьей группы соединены соответственно с первыми входами элементов И с первого по четвертый и с шестого по восьмой первой группы, выходы элементов

И с второго по седьмой четвертой группы соединены соответственно с первыми входами элементов И с первого по третий и с пятого по седьмой второй группы, выходы элементов И с первого по седьмой четвертой группы соединены соответственно с вторыми входами элементов И с восьмого по пятый и с третьего по первый первой группы, выходы элементов И с второго по седьмой третьей группы соединены соответственно с вторыми входами элементов И с седьмого по пятый и с третьего по первый второй группы, инверсные выходы первого, второго и третьего разрядов первого регистра управления соединены соответственно с вторыми входами пятых, шестых и седьмых элементов И третьей и четвертой групп, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью выполнения умножения операндов в четверичной системе счисления с учетом их знака, в него введены регистр знаков, восьмые элементы

И третьей и четвертой групп элементов И, три сумматора по модулю два и два регистра, причем первый и второй информационные входы регистра знаков соединены с входами множимого и множителя устройства соответственно, а вход разрешения записи — с информационным входом второго регистра управления и инверсным выходом

1765839 четвертого разряда первого регистра управления, первые входы восьмых элементов И третьей и четвертой групп соединены с инверсными выходами четвертого разряда второго регистра управления, а вторые входы — с выходами пятых разрядов соответственно регистра множимого и множителя, вторые входы первых элементов И третьей и четвертой групп соединены с прямым выходом четвертого разряда первого регистра управления, вторые входы вторых, третьих и четвертых элементов И третьей и четвертой групп соединены соответственно с инверсными выходами первого, второго и третьего разрядов второго регистра управления, первый и второй выходы регистров знаков соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора по модулюдва, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены соответственно с выходами четвертого разряда первого и второго регистров, информационные входы которых

5 соединены соответственно с выходами суммы первого и второго одноразрядных сумматоров, а входы сброса и разрешения записи — соответственно с входами сброса и тактовым входом устройства, выходы раз10 рядов результата которого соединены соответственно с выходами второго и третьего сумматоров по модулю два, выход восьмого элемента И четвертой группы соединен с первым входом четвертого элемента И вто15 рой группы и вторым входом четвертого элемента И первой группы, выход восьмого элемента И третьей группы соединен с вторыми входами пятого элемента И первой группы и четвертого элемента второй груп20 пы, 1765839 и

Редактор Т.Орловская

Заказ 3386 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Й21

Вх.22

8x. g

Вых1 эл.1

Вью,2эл.1

Вых.3эл.1

Вых.9эл.1

Й/х.Гэл.l

Вых. Йл.1

Вых.7эл.1

Вых.8эл.1

8r,20

Ьых 1эл.2

Вык.2эл.2

Вых. Юэл. 2

ВьиФэл.2

Вых йл.2

Вых.э"эл.2 дых. 7 эл.2

Вых.В%2

Вых. 1эл.У

Вых.2 эл.9

Вых.3эл.9

Вых.4 эл.9

Вых.1эл. 10

Вых.2эл.10

Вых.дэл.10

Вых4эл, 10

Вых,эл 13

Вых,эл,3.7

Вых.эл .ЪЯ

Вых.эл.3 >

Вых эл.З Ч

Вых.эл.3.3

Вых. эл,32

Вых,эл,31

Вых. эл.Ч.1

Вых,эл. 42

BbIx.эл Ф.3

Вых.эл.Ф.Ф

Вых.эл. И

Вых.эл, 46

Вых, эл.4.7

Вых. эл.Ч.8

Вых. $3л,5

Вых. В эл.ь

Вых.1эл 1э

Вью,2 эл, 13

Вмх. эл. 16

Вык, эл. 16

Вых, эл. 1Ч

Вых. эл. 18

Вых. эл, 17

Вг,г

Составитель Е.Мурзина

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Э.Лончакова