Матричное вычислительное устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет вычцслять зависимость вида ci ЧЬ/а.Устройство содержит п сумматоров-вычитателей первой группы, (п-2) сумматоров вычитателей второй группы, п сумматоров, (п-1) мультиплексоров, где п - разрядность представления информации. Результат вычисления формируется поразрядно на выходах знаковых разрядов соответствующих cy№ia- торов-вычитателей первой группы. ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

:1"

ГОСУДА СТНЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 379?374/24-?4 (22) 05.07.84 (46) 23.05.86.Бюл. ¹ 19 (7l) Институт проблем моделирования и энергетике АН УССР и Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) В,А,Гуляев, А.И.Стасюк, Ф,Е.Лисник, В,М.Чаплыга и И.В.Кед— ровский (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1032455, кл. G 06 Р 7/552, 1983.

Пухов Г,Е., Евдокимов В.Ф., Синьков М.В. Разрядно-аналоговые вычислительные системы. - M.: Советское радио, 1978 с.13-35.

Стасюк А.И. Однородные многофункциональные матричные процессоры.

Препринт AH УССР. Ин-т электродинамики, ¹ 351. — Киевр 1983, с.38, рис.12. (51) 4 С 06 Р 7/544 15/353 (54) МАТРИЧНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (5?) Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет вычислять зависимость вида = 4b/а.устройство содержит и сумматоров-вычитателей первой группы, (n-2) сумматоров вычитателей второй группы, и сумматоров, (и-1) мультиплексоров, где n — разрядность представления информации. Результат вычисления формируется поразрядно на выходах знаковых разрядов соответствуннцих сумматоров-вычитателей первой группы.1 ил.

12331

1 Ь

Ы = а

15

2 а а

Э 2 а а а

М, 9

М. оч

7 4 v а .= а а а а М=о(Ы. а м (3) Ф 3 2 а а а

4 а а

4 о(ос

4 а

Ь-2 а = Ь; (4) ч (11 а

v а 9

° (9)

1, Ь70 искомого век.у Л

-2 а, А=О

-1

2 ° а

О, Ь1 (О ч -!

1 м

«(((v (i)

О

1-1 — 1 ж =

Ч (-1) — (i 41) (— а +2 а,о(.

0 ч l,i) 1, Ь )О ()

Ь (6) v (iI

0, b «О

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть примерно автономно или в качестве спецпроцессора в комплексе с цифровой вычислительной машиной или в многопроцессорных вычислительных системах для оперативного вычисления функциональных зависимостей и увеличения производительности вычислений всей системы в целом.

Целью изобретения явх(яется расширение функциональных воэможностей устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для случая, когда n = 5 (и — разрядность представления информации).

Устройство содержит п сумматороввычитателей 1 первой группы, (п-2) 20 сумматоров-вычитателей 2 второй груп1 а — разрядные матрицы, представляющие собой разрядное изображение чисел а и о(, соответственно при n = 4, Т()гда значение первого компоненч 40 та о искомого вектора о(определяется как

Р14 V 12j (9)

9 а = а

-l,0(О

"(4) -(ч(г1 (44

Ь -2 а =Ъ); с4, в общем случае значение каждого ) -го

41 з пы, и сумматоров 2, (п-1) мультиплексоров 4, вход 5 первого аргумента, вход 6 второго аргумента и выход разрядов 7 (i.=l,2,3,...,n) результата устройс ва, Работа устройства для реализации зависимости вида происходит следующим образом. Запишем в разрядной форме выражение (1) как

v ч д

Ь вЂ” а 19(о(= О, (2)

2 г 2„

О = (д, 0,...9 О, 0");

I9- =(М944(» ° °,о(9оч.) — раЗрядНЫЕ векторы, представляющие собой разряд ное изображение чисел b, О, !9(соответственно;

4 о(, 1 а в.(орого компонента М тора о4 — по выражению

" (1) 2 ° а + 2 За,о(, = компонента g определяется как

l 23 3 141

В исходном состоянии на нходы 5 и 6 устройства подаются соответственно значения b и а. После этого в схеме устройства протекает переходный процесс, после окончания которого на выходе первого сумматора 3 образуется значение За, которое поступает на вторые информационные входы всех мультиплексоров 4 и хранится до момента подачи на входы 5 и 6 новьгх аргу- )О ментов. Кроме того, значение а поступает на первые информационные входы всех мультиплексоров 4 и со сдвигом на один разряд в сторону млад ших разрядов на входы первых операндов второго сумматора 3 и первого сумматора-вычитателя 2 второй группы. В первом сумматоре-вычитателе 1 первой группы peav 1 лизуется выражение (4), т.е. Ь-2 х

" (1) (1) х а = Ь благодаря чему полученное (г (,) значение о поступает на вход перного операнда второго сумматора-вычитателя I этой же группы, а на знаковом выходе первого сумматора-вычитателя 1 первой группы по выражению (4) образуется значение первого разряда ! результата, которое поступает на управляющие входы первого мультиплексора 4, первого сумматора-вычитателя 2 второй группы и второго сумматора-вычитателя 1 первой группы. Если ! значение (!. = 1, то значение За с второго информационного входа первого мультиплексора 4 поступает на входы вторых операндов второго сумматора 3 и первого сумматора-вычитателя

2 второй группы, второй сумматор-вычитатель I и первый сумматор-вычитатель 2 соответственно первой и второй групп настраиваются на сложение, Когда oc = О, второй сумматор-вычитатель 1 и первый сумматор-вычитатель

2 первой и второй групп настраиваются на вычитание, а значение а с первого информационного выхода первого мультиплексора 4 поступает на входы первых операндов второго сумматора 3 и первого сумматора-вычитателя 2 первой группы.

Далее в первом сумматоре-вычитателе 2 второй группы реализуется выражение (5), благодаря чему на его

" (z) выходе образуется значение а, пос;тупающее на входы первых операндов третьего сумматора 3 и второго сумма. тора-вычитателя 2 этой же,группы.Во втором сумматоре 3 по выражению (5) С!7 вычисляется значение а, которое

l5

50 поступает на вход второго операнда второго сумматора-вычитателя первой группы, Во втором сумматоре-вычитателе первой группы реализуется в соответствии с формулой (5) ны"

"(° ) -! fz7 (1> "(z) ражение b — 2 à .E = b, благо(z) даря чему вычисленное значение Ь с его выхода поступает на вхоц первого операнда третьего сумматора-нычитателя I первой группы, а на входе знакового разряда второго сумматоранычитателя 1 по выражению (5) обраг зуется значение второго разряда

V результата искомого неизвестного (с

Значение ||7, поступает на управляющие входы второго мультиплексора 4,третьеro сумматора-вычитателя I первой и второго сумматора-вычитателя 2 второй групп. В зависимости от значения с, равного "1", "О", на выходе вт |рого мультиплексора 4 образуется соответственно значение За и а, поступающее на входы вторых операндов третьего сумматора 3 и второго сумматора- вычитателя 2 второй группы, кроме того, третий I и второй 2 сумматоры-вычитатели перной и второй групп настраиваются на сложение или вычитание соответственно.

Во втором сумматоре-вычитателе 2 второй группы по выражению (6) ныл (!) числяется значение а, поступающее на входы первых операндов четвертого сумматора 3 и третьего сумматора-вычитателя 2 этой же группы, В третьем (Э) сумматоре 3 вычисляется значение а ), поступающее на вход второго операнда третьего сумматора-нычитателя 1 первой группы, а в третьем сумматор е-вычитат еле 1 первой группы по выраже нию (6 ) вычисляются значение b

1() поступающее на вход первого операнда четвертого сумматора-вычитателя 1 этой же группы, и значение Я, поступающее на выход третьего разряда 7 результата и на управляющие входы третьего мультиплексора 4 и четвертого 1 и третьего 2 сумматоров-вычитателей первой и второй групп. Аналогичным образом в каждом i-м сумматоре 3, (i-1)-м сумматоре-вычитателе 2 второй группы по выражению (6) определяются значения а и а, а на выходе i-ro сумматора — вычитателя 1 первой группы образуются по выражеч нию (6) значение Ъ| ), поступающее на вход первого операнда последующего сумматора-нычитателя I.этой же груп1 пы, и значение ()(,;, поступающее на вы!

23314!

Составитель Л,ушаков

Техред Л,Олейник! (орректор В, Бутяга

Редактор И.Николайчук

Заказ 2771/50

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород„ ул.Проектная, 4 ход i-го разряд 7 результата и управляюшие входы i-го мультиплексора

i-го, (i+1)-го сумматоров-вычитателей 1 и 2 первой и второй групп соответственно. И, наконец, на выходе знакового разряда последнего сумматора-вычитателя 1 первой группы обраи зуется значение последнего разряда рс и 1 и- искомого вектора М, =! с,к,..., к 1, !О поступающее на выход последнего разряда 1 результата.

Формула и э о б р е т е н и я

Матричное вычислительное устройст- 1> во, содержащее первую группу иэ и сумматоров-вычитателей, где и-разрядность представления аргументов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воз- 2О можностей, в него введены п сумматоров, вторая группа из (n-2) сумматоров-вычитателей и (и-1) мультиплексо. ров, выход i-го сумматора-вычитателя первой группы соединен с входом пер- 7б вого операнда (i+1)-го сумматора-вы,читателя первой группы (i=1...„,п-1), выход j-ro сУмматоРа (j=2,...иn) соединен со сдвигом на -разрядов в сторону младших разрядов с входом второго операнда (i+1)-го сумматоравычитателя первой группы, выход знакового разряда 1. го сумматора-вычитателя первой группы соединен с входом управления сложением-вычитанием (i+1)-ro сумматора †вычитате первой группы, с входом k-го сумматора-вычитателя второй группы (k=1,...,n-2) и с входом управления i-I o двухразряд» ного мультиплексора и является выходом

I-го разряда результата устройства, выход знакового разряда и-го сумматоравычитателя первой группы является выходом и-го разряда результата устройства, вход первого операнда первого сумматора-вычитателя первой группы является входом первого аргумента устройства, вход второго аргумента которого соединен с входом первого операнда первого сумматора, с первыми информационными входами всех мультиплексоров, со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов с входом второго операнда первого сумматора-вычитателя первой группы, с входом первогс операнда второго сумматора и с входом первого операнда первого сумматора-вь читателя второй группы, со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов с входом второго операнда первого сумматора, выход которого соединен с вторыми информационными входами JIB тиилексоров, выход 1 го мультиплексора подключен со сдвигом на (i+2) разряда в сторону младших разрядов к входам вторых операндов 1-E"о сумматора и !< -го сумматора-вычитателя второй группы„ выход которого подклю. лен к входам первых операндов f-го сумматора (f =- З,...,п) H g-I o сумматора-нычитателя второй группы (g = 2,..., п-2),