Пристрій для обчислення сум парних добутків

Пристрій для обчислення сум парних добутків, k який містить груп регістрів, де k - кількість пар 2 добутків, кожна з яких складається з трьох n розрядних регістрів, де n -розрядність операндів, k -входовий суматор, регістр результату, суматор, 2 перший тактовий вхід, k однорозрядних входів, вихід результату, при цьому тактові входи регістрів всіх груп зв'язані з першим тактовим входом, виходи суматора з'єднані з входами регістра результату, виходи якого з'єднані з виходом результату та зсувом вправо на один розряд з другими входами суматора, який відрізняється тим, що додаk k тково містить однорозрядних суматорів, 2 2 k тригерів, регістр множників, комутаторів, конве2 єрний регістр, другий тактовий вхід, вхід початкової установки, причому кожний (2j  1)  й однорозрядний вхід з'єднаний з першим входом j -го k однорозрядного суматора ( j  1,..., ) та інформа2 U 2 (19) 1 3 кість пар добутків, n - розрядність операндів, k груп елементів I, кожна із яких містить n двовходових елементів I, k-вхідний n-розрядний суматор, накопичувальний суматор, при цьому виходи і-то регістра (і=1,...,k) першої групи з'єднані з першими входами елементів I і-ї групи, другі входи яких з'єднані з першим виходом i-го регістра другої групи, виходи елементів I i-ї групи з'єднані з i-ми входами k-вхідного суматора, виходи якого з'єднані з входом накопичувального суматора, вихід якого з'єднаний з виходом пристрою, тактовий вхід пристрою з'єднаний з тактовими входами регістрів і накопичувального суматора. Даний пристрій для своєї реалізації вимагає 2k(n+1) входів-виходів та великих затрат обладнання, а саме: W1  (2k  1)WnPs  knWI  kW nCм , де WnPs , WI , WnCм - затрати обладнання для реалізації відповідно n-розрядного регістра, елемента I, n-розрядного суматора, k - кількість пар добутків. В основу корисної моделі поставлено задачу створити пристрій для обчислення сум парних добутків, в якому введення нових елементів і зв'язків між ними дозволило б скоротити затрати обладнання, зменшити потужність споживання, кількість входів пристрою і орієнтувати його структуру на реалізацію у вигляді надвеликої інтегральної схеми (НВІС). Поставлена задача досягається тим, що у пристрій для обчислення сум парних добутків, k який містить груп регістрів, де k - кількість пар 2 добутків, кожна з яких складається з трьох nрозрядних регістрів, де n - розрядність операндів, k -входовий суматор, регістр результату, суматор, 2 перший тактовий вхід, k однорозрядних входів, вихід результату, причому тактові входи регістрів всіх груп зв'язані з першим тактовим входом, виходи суматора з'єднані з входами регістра результату, виходи якого з'єднані з виходом результату та зсувом вправо на один розряд з другими входами суматора, згідно з корисною моделлю додатk k ково містить однорозрядних суматорів, три2 2 k герів, регістр множників, комутаторів, 2 конвеєрний регістр, другий тактовий вхід, вхід початкової установки, причому кожний (2j-1)-й однорозрядний вхід з'єднаний з першим входом j-го k однорозрядного суматора ( j  1,..., ) та інформа2 ційним входом першого регістра j-ої групи регістрів, 2j-й однорозрядний вхід з'єднаний з другим входом j-го однорозрядного суматора, інформаційним входом другого регістра j-ої групи регістрів, другий тактовий вхід з'єднаний з тактовими входами регістра множників, конвеєрного регістра та регістра результатів, вхід скиду якого з'єднаний з входами скиду тригерів та входом початкової установки, вихід суми j-го однорозрядного сумато 66138 4 ра з'єднаний з інформаційним входом третього регістра j-ої групи, вихід переносу j-го однорозрядного суматора з'єднаний з інформаційним входом j-го тригера, вихід якого з'єднаний з входом переносу j-го однорозрядного суматора, (2j-1)-й і 2j-й однорозрядні входи з'єднані відповідно з (2j-1)-м і 2j-м інформаційними входами регістра множників, виходи (2j-1)-й і 2j-й якого з'єднані відповідно з першим і другим входами керування j-го комутатора, перші, другі та треті інформаційні входи якого з'єднані з виходами відповідно першого, другого та третього регістрів j-ої групи, четверті інформаційні входи комутаторів з'єднані з потенціалом лог.0 живлення, виходи комутаторів з'єднані з входами k входового суматора, виходи якого з'єднані з 2 входом конвеєрного регістра, вихід якого з'єднаний з першим входом суматора. k Введення в пристрій однорозрядних сума2 k k торів, тригерів, комутаторів, регістра множ2 2 ників та конвеєрного регістра забезпечило вертикальне (порозрядне) обчислення парних сум і використання їх для формування часткових добутків, що дозволило скоротити затрати обладнання, зменшити потужність споживання, кількість входів пристрою і орієнтувати його структуру на реалізацію у вигляді НВІС. На кресленні представлена схема пристрою для обчислення сум парних добутків, де: 1 - перший тактовий вхід, 21,...,2k  k однорозрядних входів, 3 - другий тактовий вхід, 4 - вхід початкової k установки, 51,...,5 k  однорозрядних суматорів, 2 2 k 61,...,6 k  2 тригерів, 7 - регістр множників, 2 81,...,8 k  2 k груп регістрів, 91, 92 і 93 - 3 регістри в 2 k k комутаторів, 11 2 2 входовий суматор, 12 - конвеєрний регістр, 13 суматор, 14 - регістр результату, 15 - вихід результату. Пристрій для обчислення сум парних добутків містить перший тактовий вхід 1, однорозрядні входи 21,...,2k другий тактовий вхід 3, вхід початкової установки 4, однорозрядні суматори 51,...,5 k , три кожній групі регістрів, 10  2 гери 61,...,6 k , регістр множників 7, групи регістрів 2 81,...,8 k , регістри в групі 91, 92 і 93, комутатори 2 101,...,10 k , 2 k -входовий суматор 11, конвеєрний 2 регістр 12, суматор 13, регістр результату 14, вихід результату 15. 5 66138 Перший тактовий вхід 1 з'єднаний з тактовими входами регістрів 91, 92 і 93 всіх груп 81,...,8 k і так2 товими входами тригерів 61,...,6 k однорозрядний 2 вхід 22 j 1( j  1 k ) з'єднаний з першим входом ,..., 2 однорозрядного суматора 5j, з (2j-1)-м інформаційним входом регістра 7 та інформаційним входом першого регістра 91 із групи регістрів 8j, 2j-й однорозрядний вхід з'єднаний з другим входом однорозрядного суматора 5j, 2j-м інформаційним входом регістра 7 та інформаційним входом другого регістра 92 групи регістрів 8j, другий тактовий вхід 3 з'єднаний з тактовими входами регістра множників 7, конвеєрного регістра 12 та регістра результатів 13, вхід скиду 4 з'єднаний з входами скиду тригерів 61,...,6 k та входом скиду регістра 2 результату 14, вихід суми однорозрядного суматора 5j з'єднаний з інформаційним входом третього регістра 93 групи регістрів 8j, вихід переносу однорозрядного суматора 5j з'єднаний з інформаційним входом тригера 6j, вихід якого з'єднаний з входом переносу однорозрядного суматора 5j, виходи (2j1)-й і 2j-й регістра множників 7 з'єднані відповідно з першим і другим входами управління комутатора 10j, перші, другі та треті інформаційні входи комутатора 10j з'єднані з виходами відповідно першого 91 другого 92 та третього 93 регістрів групи регістрів 8j, четверті інформаційні входи комутаторів 101,...,10 k , з'єднані з потенціалом лог. 0 живлен2 ня, виходи комутаторів 101,...,10 k , з'єднані з вхо2 k -входового суматора 11, виходи якого 2 з'єднані з входом конвеєрного регістра 12, вихід якого з'єднаний з першим входом суматора 13, другий вхід суматора 13 з'єднаний із зсувом вправо на один розряд із виходом регістра результату 14, вихід якого з'єднаний з виходом результату 15. Пристрій для обчислення сум парних добутків працює наступним чином. Обчислення сум парних добутків дами Z k  A iBi g 1  A1B1  A 2B 2  ...  A k Bk здійснюється за два етапи. На першому етапі за n тактів (де n розрядність операндів A i і Bi ), починаючи з молодших розрядів виконується порозрядне накопичення множених та обчислення сум Ai A1  A 2,..., Ak 1  Ak . На другому етапі в кожному такті i(i  1 n) ,..., для і-х розрядів множників B1, B2 ,..., Bk починаючи з молодших розрядів здійснюється формування часткових добутків Pji для пар добутків A1B1  A 2B2 ,...,A k 1B1  AkBk у відповідності з формулою: 6 якщо B( 2 j 1)i  B 2 ji  0  0  A 2 j 1 якщо B( 2 j 1)i  1 B 2 ji  0 . Pji   якщо B( 2 j 1)i  0 B 2 ji  1  A 2j  A 2j якщо B( 2 j 1)i  B 2 ji  1  Отримані часткові добутки P ji додаються, а отримана сума Pi  k  Pji є і-м макрочастковим j 1 добутком Pi . Обчислення результату суми парних добутків Z здійснюється шляхом накопичення макрочасткових добутків Pi згідно з формулою Zi  2 1 Zi 1  Pi . Перед початком роботи імпульсом початкової установки, який надходить із входу 4, тригери 61,...,6 k і регістр 14 встановлюються в нуль. 2 На першому етапі роботи в кожному i-у такті на входи суматора 5j та регістрів 91 і 92 j-ї групи регістрів 8j із входів 22j-1, 22j надходять i-і розряди множених A(2j-1)i, A2ji. Тактовим імпульсом з входу 1 здійснюється запис і-х розрядів множених A(2j-1)i, A2ji в регістри 91 і 92 j-ї групи регістрів 8j, суми з виходів суматора 5j в регістр 93 j-ї групи регістрів 8j і переносу суматора 5j в тригер 6j. Після n тактів в регістрах 91 92 і 93 j-ї групи регістрів 8j буде записано відповідно множені A(2j-1), A2j і сума А(2j-x)+А2j. На другому етапі роботи в i-у такті із входів 21,..., 2k і-i розряди множників В1i..., Вki надходять на входи регістра 7. На перший та другий управляючі входи комутатора 10j надходять (i-1) розряди множників B(2 j 1)(i 1) та B( 2 j 1) які установлюють його в положення, коли на вихід надходить інформація з перших входів A ( 2 j 1) (значення B(2 j 1)(i 1)  0 ; B 2 j(i 1)  0 ) або других входів A 2 j (значення B(2 j 1)(i 1)  0 ; B2 j(i 1)  1 ) або третіх входів A ( 2 j 1)  A 2 j (значення B(2 j 1)(i 1)  1 ; B2 j(i 1)  1 ), або четвертих входів нулі (значення B(2 j 1)(i 1)  0 ; B 2 j(i 1)  0 ). Сформовані на вихо дах комутаторів 10j (i-1)-і часткові добутки Pj(i-1) k додаються на -входовому суматорі 11. На вихо2 ді суматора 11 отримуємо (i-1)-й макрочастковий добуток Рi-1. Інформація з виходів регістра 12 ((i-2)й макрочастковий добуток Рi-2) додається на суматорі 13 до раніше накопиченої суми (Zi-3) зсунутої вправо на один розряд. З входу 3 i-м тактовим імпульсом в регістри 7, 12 і 14 записуються відповідно і-і розряди множників В1i,...,Bki (i-1)-й макрочастковий добуток Рi-1 і накопичена сума (Zi-2). Результат обчислення суми парних добутків отримаємо на виході 15 після (n+2) тактів. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 66138 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601