Конвейерное множительное устройство

Конвейерное множительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (" зжзоа (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.01.75 (21) 2095680/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.78. Бюллетень P&7 (45) Дата опубликовании описания 35. ОЗ.Ч3. (51) М. Ел.

Q 06 Г 7/39

Гооудврственный комнтет

Совета Инннотров СССР оо делам изооретеннй и открытей (53) УДК687.325 (088. 8) A. И. Апексенпров, Л. И. Бердников, E. П. Гусев и В. М. Маспов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОНВЕЙЕРНОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании высокопроизводительных ЦВМ.

Известны устройства умножения, содержащие матрицу умножения; регистры множимого и множителя f l j. Такие устройства позволяют сократить время умножения, но путем значительных аппаратурных затрат при низкой эффективности использования оборудования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее матрицу суммато1тов, строки которой разбиты на группы по два сумматора в каждой группе, объединенных шинами переноса, регистры множимого и множителя, буферный регистр, регистры заноминания частичных сумм и регистры запоминания частичных переносов

Р1

Недостатком этого устройства является то, что оно не использует возможности повышения производительности и эффективности использования оборудования.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Эта цель достигается тем, что в устройстве выход переноса каждой предыдущей группы сумматоров соединен с входом регистра sanoминаиия частичного переноса, выход которого

2 подключен к входу последующей группы сумма. торов, выход последнего регистра запоминания частичного переноса соединен с входом последней группы сумматоров последующей строки, вход регистра запоминания частичной суммы соединен с выходом суммы соответствующей группы сумматоров в каждой строке, а выход— с входом сумматоров соответствующей группы последующей строки, выходы регистров sanoминания частичных сумм последней строки подключены к выходу устройства и к выходам буферного регистра, выходы которого подключены к входам соответствующих групп сумматоров первой строки.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства, где сумматоры — 19, регистры

20 — 60, входные шины 61, 62, выходные шины

63, 64, - Работа устройства осуществляется следующим образом.

Операнды поступают синхронно из внешней памяти по входным шинам 61, 6Z в регистры 53, 46 операндов первой группы (4 разряда множителя и 15 разрядов множимого).

Коррекция со стороны множителя проводит ся одновременно с умножением в каждом из четырех шагов (проходов) путем введения до2ь полнений соответствующих частей множителя

594502

Зо

З5

3 на «свободные» входы сумматоров 4, 11„17, 18.

В четвертом шаге проводится коррекция пронзведения со стороны множнмого на последней строке сумматоров 18, 19, !5, 16, 10.

Таким образом, коррекция при умножении операндов в дополнительных кодах проводится без временных затрат.

По сигналу, поступающему иэ устройства управления ЦВМ (на чертеже не показано), происходит запись множителя, приходящего по

4-х разрядной шине 61 в регистр 53, и множимого, приходящего по шине 62, в регистр 46.

После этого начинается процесс умно>кения в первой ступени устройства: код множимого с выхода реги .тра 46 поступает на сумматоры

1, 2, 3 первой ступени. На стробирующие входы этих сумматоров подаются соответствующие разряды множителя.

По импульсу, поступающему нз устройства управления ЦВМ, происходит запись содержимого регистров 46, 53 в регистры 47, 54 соответственно. По окончании времени суммирования результат суммирования появляется одновременно на входах регистра-защелки 20 — 25, образуя фронт распространення результата, перемещающегося по матрице умножения «диагональноо».

По сигналу из устройства управления ЦБМ осуществляется зались результата суммирования в регистр-защелку 20 — 25 так, что перенос нз 1-го сумматора записывается в разряд

22 регистра-защелки 20 — 25, четырехразрядная сумма с выхода 1-ro сумматора записывается в группу разрядов 23 регистра-защелки 20—

25, перенос сумматора 3 записывается и разряд 24, а сумма сумматора 3 — в группу разрядов 25 регистра-защелки. На первом шаге в четырехразрядные группы 20, 21 регистразащелки 20 — 25 записываются нули.

По этому же сигналу происхо, т запись в регистр множимого 48 и регистр множителя

55 второй стунени устройства из регистров 47, 54 первой ступени соответственно. Далее начинается процесс умножения во второй ступени, который осуществляется аналогично вышеописанному с той разницей, что, начнная со второй ступени, на входы сумматоров 4, 11, 17, 18 подается дополнение множителя в случае коррекции со стороны множители.

Второй шаг начинается по сигналу, приходящему из устройства управления ЦВМ, по которому промежуточный результат, находящийся в регистре-защелке 41 — 45, записывается в регистр 60. Этот сигнал совпадает во времени с импульсом, по которому в регистр

46 из внешней памяти по шине 62 подаются пятнадцать разрядов множимого. Следующие четыре разряда множителя поступают в регистр 53.

Зо

15 0

4

Второй и третнв шаги выполняются аналогично первому и отличаются группами разрядов, находящимися в регистрах множителя.

В четвертом шаге на сумматоры 10, !5, 16, l8, 19 поступает дополнение множнмого с регистров 48, 50, 52 в случа коррекции со стороны множнмого. Это возможно по той причине, что мантисса сомножителей равна пятнадцати разрядам и в четвертом шаге нижняя строка сумматоров !О, 15, 16, !8, 19 матрицы умножения не занята. Результат четвертого шага иэ регистра-защелки 41 — 45 выводится во внешнюю намять но шине 64.

Структура предлагаемого устройства позволяет одновременно выполнять четыре умноженин, каждое из которых осуществляется вышеописанным способом за четыре шага. 11о шине 63 могут быть выведены младшие разряды произведения при необходимости иметь результат с удвоенной разрядной сеткой.

Таким образом, включение регистра-защелки по фронту распространения результата позволяет сократить длительность такта выдачи результата, за счет чего возможно увеличе-ние производительности без существенных за- трат оборудования и как следствне этого — эффективности.

Формула изобретения

Конвейерное множительное устройство, содержащее матрицу сумматоров, строки которой разбиты на группы по два сумматора в каждой группе, объединенных шинами переноса, регистры мчожнмого н множителя, буферный регистр, регистры запоминания частичных сумм и регистры запомннання частичных переносов, отличаюшееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем выход переноса каждой предыдущей группы сумматоров соединен с входом регистра запоминания частичного переноса, выход которого подключен к входу последующей группы сумматоров, выход последнего регистра запоминания частичного переноса соединен с входом последней группы сумматоров последующей строки, вход регистра запоминания частичной суммы соединен с выходом суммы соответствующей группы сумматоров в каждой строке, а выход— с входом сумматоров соответствующей группы последующей строки, выходы регистров за поминачня частичных сумм последней строки подключены к выходу устройства и к выходам буферного регистра, выходы которого подключены к входам соответствующих групп сумматоров первой строки.

Источники информации, принятие во внн14ание прн экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР № 334628, кл. G 06 F 7/39, 1969.

2. «Radio and Electronic Engineer», !974, ¹ 44, ¹ 1, рр. 2!--26.

594502

ЦНИИПИ Гаг уларсгвенногг к мите та Гпве га Министров CCC. Р

l1o лелин изобретений и огкритий

I!3035, Мосина. Ж-35, Рамэиелан инб., л. 4!5

Филиал (II III Пан нт», г. 1 +гор >л. ул. Проекгн.i, 4

Релактор Н. Хлулвва

Занаэ 839/48 (.пставитель Ь. Жуков

Техрел О. !уговая Корректор Л Небояа

Тираж 826 Е 1олиис кое