Устройство для умножения чисел в позиционном коде
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах и специализированных цифровых вычислительных устройствах на цифровых интегральных микросхемах. Целью изобретения является уменьшение объема и повышение быстродействия. Устройство умножения чисел в позиционном коде обеспечивает умножение путем суммирования разрядного множимого на комбинационном /m - 1/ каскадном сумматоре, реализованном на двухвходовых сдвоенных элементах И - ИЛИ, с числом двухвходовых сдвоенных элементов И - ИЛИ в каждом каскаде, равным номеру каскада, соединенных между собой для случая двухразрядного множителя так, что после каждого каскада число разрядов множимого, участвующих в преобразовании, увеличивается на один, начиная со старшего разряда множимого и младшего разряда добавленного множимого. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах и специализированных цифровых вычислительных устройствах на цифровых интегральных микросхемах.
Известно устройство умножения, содержащее регистр множимого и регистр множителя. Множимое и множитель представляют числами в цифровом двоичном коде и используют параллельную передачу разрядов чисел по шинам данных и схему устройства умножения для параллельных чисел. Такое техническое решение в принципе не обеспечивает работу в реальном масштабе времени, так как выполнение умножения требует определенного времени, в течение которого множимое и множитель должны сохранять свое значение. Этого можно избежать, если сместить все значения множимого и множителя в область положительных значений и перейти к представлению чисел в двоичном позиционном коде. Например, число пять представляется как число 0.011111, содержащее пять единиц. Умножение в этом случае осуществляется путем суммирования множимого Х столько раз, сколько единиц в позиционном представлении множителя W. При использовании комбинационного сумматора такой умножитель может работать в режиме непрерывного изменения чисел на входе, так как здесь нет обратных связей. Известен комбинационный сумматор для сложения чисел в позиционном представлении, реализованный на двухвходовых сдвоенных элементах И-ИЛИ. Недостатком известного сумматора является большой объем оборудования. Если два числа в позиционном представлении содержат по m разрядов, то количество двухвходовых сдвоенных элементов И-ИЛИ в сумматоре равно Э m(m-1). Цель изобретения уменьшение объема оборудования и повышение быстродействия. На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства умножения (для случая двухразрядного множителя). Она содержит m-разрядный регистр 1 для числа множимого в позиционном коде, двухразрядный регистр 2 для числа множителя в позиционном коде, вентильные сборки 3 и 4, обеспечивающие подачу на входы сумматора 5 множимого в зависимости от значения множителя в соответствии с логикой, определяемой таблицей Сб4 Сб3 "X0" (W2 0, W1 0) 0 0 "X1" (W2 0, W2 1) 0 1 "X2" (W2 1, W2 1) 1 1 Сумматор 5 является комбинационным сумматором и выполнен на двухвходовых сдвоенных элементов И-ИЛИ, связи которых между собой (для случая m 4) описываются следующими логическими уравнениями: вых 8 X4g вых 7 X1g X2g X3g X4 вых 6 x1g&x2g&x4x3g вых 5 (x1g&x4x2g)&(x1gx4)&x3 вых 4 x1g&x4x2g[(x1gx4)&x3] вых 3 (x1gx3x4)&x2 вых 2 x1gx2x3x4вых 1 X1
Устройство умножения работает следующим образом. Пусть на вход устройства умножения поступает число множимого, содержащее K m единиц, начиная с младшего разряда, тогда разряды (К + 1), (К + 2),m равны нулю. Если значение числа для множителя равно единице, то на сумматор поступает параллельный позиционный код числа только через вентильную сборку 3 и, в соответствии с логикой работы комбинационного сумматора, передается на выходные шины без изменения. Если значение числа для множителя равно двум, то на сумматор поступает параллельный позиционный код множимого через обе сборки 3 и 4. После каждого каскада сумматора массив единиц добавленного числа на выходе сборки 4 смещается на одну ступень вниз подобно спуску по лестнице. В результате таких смещений на выходе сумматора массив единиц добавленного числа оказывается расположенным непосредственно над массивом единиц числа, поступившего через вентильную сборку 3, без промежуточных значений нуля для разрядов. Тем самым на выходе сумматора образуется позиционный код числа, соответствующих удвоенному значению множимого. Объем оборудования в сумматоре устройства умножения определяется по формуле Э . Это значительно меньше, чем у прототипа. Преимуществом устройства умножения является возможность работы в реальном времени, использование цифровой элементной базы с однотипными элементами и связями, что упрощает возможность его реализации в интегральном исполнении.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1