Операционное устройство для суммирования произведений двух массивов чисел
Патент 788105
Авторы
Классы МПК
Операционное устройство для суммирования произведений двух массивов чисел
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
" ж, ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07,76 (21) 2379750/18-24 б 06 F 7/38 с присоединением заявки М
Гвсударстввииый камитет
СССР (23) Приоритет по делам изобретвиий и аткрытий
Опубликовано 15.12.80. Вюллетенъ щ 46
Дата опубликования описания 15.12.80 (53 ) УД К 681.325 (088,8) (72) Авторы изобретения
P. О. Антонов и Н. В. Черкасский (71) Заявитель
Львовский ордена Ленина политехническик институт (54) ОПЕРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУММИРОВАНИЯ
ПРОИЗВЕДЕНИЙ ДВУХ МАССИВОВ ЧИСЕЛ
Изобретение относится к геофизике, в частности к сейсморазведке и предназначено для выполнения операций цифровой фильтрации и корреляции, т.е. операций Вида „=Е х Ч реализацйя которых на ЗЦВМ требует больших затрат времени.
Известно устройство для выполнения аналогичных операций, содержашее от 1 до 7 сек1О ций умножения-сложения, каждая из которых включает по 2 блока умножения-сложения. Количество секций умножения-сложения переменное и зависит от требуемой производительности устройства. Полный комплект оборудования .
15 устройства, поэволяюший получить период синхронизации т =- 3300нс, содержит 14 устройств перемножения двух чи"ел и 14 сумматоров, Устройство характеризуется определенной гибкостью (1) .
Недостатком устройства является дороговизна оборудования.
Известно операционное устройство специализированной машины лля обработки цифровых сигналов, предназначенное, в частности, для цифровой фильтрации. Оно содержит входные регистры переменной и коэффициенты RV u
RC, умножитель, построенный по принципу многослойных построений, предназначенный для формирования разрядов часгичного произведения и неполной суммы, преобразователь кода, вспомогательные регистры для выполнения час тичного накопления на сумматоре, вспомогательные регистры и параллельный сумматор (2).
Такое операционное устройство характеризуется небольшим количеством оборудования (перемножитель и 2 сумматор), однако в нем не использованы полностью воэможности получения высокой производительности обработки.
Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.
Указанная цель достигается тем, что в операционное устройство для суммирования произведений двух массивов чисел, содержащее два регистра операндов, первый н второй блоки умножения, первый и второй сумматоры и три регистра промежуточных результатов, причем выходы регистров операндов соединены соот3 788105 ветственно со входами первого блока умножения, выходы первого и второго регистров промежуточных результат подключены соответственно ко входам первого сумматора, выход которого соединен со входом третьего регистра промежуточных результатов, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, в него введены четыре блока промежуточной памяти и регистр результата, причем входы блоков промежуточной памяти соединены с выходами первого блока умножения, а выходы— с соответствующими входами второго блока умножения, выходы которого подключены ко входам соответственно первого и второго регистров промежуточных результатов, вход регистра результата подключен к выходу второго сумматора, а выход является выходом устройства и соединен со вторым входом второго сумматора.
Повышение производительности операционно- щ
ro устройства достигается разделением перемножителя на две части промежуточной памятью и совмещением за счет этого операций во времени. Пока первой частью многослойных построений отрабатывается и-я лара операндов, поступившая на входные регистры, второй частью многослойных построений отрабатывается (n-1) -я пара операндов, а сумматор производит ускоренное суммирование поразрядных сумм и переносов (n-2)-й пары операндов. В накопительном сумматоре происходит суммирование результатов умножения (n-3)-й и (n-4) пары операндов.
На чертеже представлена функциональная схема, операционного устройства.
Операционное устройство для обработки массивов чисел содержит регистр опреанда 1 числа
Х, регистр 2 операнда числа У, первый блбк 3 умножения, блоки 4 и 5 промежуточной памяти (для эаломинания двух двоичных чисел поразрядных сумм), блоки 6 и 7 промежуточной памяти
40 (для запоминания двух двоичных чисел поразрядных переносов), второй блок 8 умножения, первый регистр 9 промежуточных результатов, второй регистр 10 промежуточных результатов, первый сумматор 11, третий регистр 12 промежуточных результатов, второй сумматор 13, регистр
14 результата.
Работа устройства начинается с одновременного поступления на входы регистров 1 и 2 двух чисел, соответствующих перемножаемым массивам, которые далее подаются на первый блок 3 умножения. Результаты отработки первого блока умножения запоминаются на блоках 4 — 7 и поступают на второй блок 8 умножения,В результате отработки блока 8 получаются два двоичных числа поразрядных сумм и переносов, которые у запоминаются регистрами 9 и 10 и далее суммируются на первом сумматоре 11. Результат суммирования записывается в регистр 12 и посту4 пает на второй сумматор 13, предназначенный для суммирования числа, записанного в регистре 12, с числом, записанным ранее в регистр 14, т.е. происходит накопление результата.
Таким образом. если первый блок 3 умножения обрабатывает два числа, поступающие в такте и, то второй блок 8 умножения обрабатывает два числа, пришедшие в такте и — 1, сумматор 11 проводит суммирование порязрядных сумм и переносов, полученных блоками умножения для двух чисел, пришедших в такте п-2, а второй сумматор 13 — суммирование результата умножения двух чисел, поступивших в устройство в такте и-4 с результатом умножения двух чисел, пришедших в такте п-3.
Время выдачи результата равно времени отработки любого иэ блоков 3, 8, 11 или 13. Максимальная производительность и оптимальная загрузка оборудования получается при
otP3 о1ра отри mp>q где Т вЂ” период выдачи результатов;
t — время отработки i-того узла
ОтР (i = 3, 8, 11, 13).
Операционное устройство, построенное по предлагаемой схеме, позволяет вдвое повысить производительность обработки по сравнению с известным за счет совмешения операций во времени, Если в известном устройстве совмещены во времени операции только двух частей схемы, то в предлагаемом операционном устройстве возможно совмещение во времени операций во всех 4-х частях устройства.
Формула изобретения
Операционное устройство для суммирования произведений двух массивов чисел, содержащее два регистра операндов, первый и второй блоки умножения, первый и второй сумматоры и три регистра промежуточных результатов, причем выходы регистров операндов соединены соответственно со входами первого блока умножения, выходы первого и второго регистров промежуточных результатов подключены соответственно ко входам первого сумматора, выход которого соединен со входом третьего регистра промежуточных результатов, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены четыре блока промежуточной памяти и регистр результата, причем входы блоков промежуточной памяти соединены с выходами первого блока умножения, а выходы — с соответствующими входами второго блока умножения, выходы которого подключены ко входам соответственно первого и второго регистров промежуточных результатов, вход регистра результата подключен к выходу второго сумматора, а выход яв788105
Составитель Н. Измайлова
Техред И. Асталош
Корректор Е. Палл
Редактор И. Нанкина
Подписное
Тираж 751
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 8352/56
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ляется выходом устройства и соединен со вторым входом второго сумматора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Engineering Support Manuel CFE-3 Cont—
roller Model 8291, 8491 Xегоx Data Syctems
6 пс, 902313A, Macht, 1970, Houston, Texas, USA, 2. Специализированная машина для обработки цифровых сигналов. — "Экспресс-информация". Вычислительная техника, 2976, N 20, с. 31 (прототип),