Рис. 3.68

ИС 555ИП8 (рис. 3.67) может использоваться для проектирования как конвейерных, так и обычных nXm-разрядных быстрых умножителей.

На рнс. 3.68 показана схема быстрого умножителя 8X4 разряда. Четыре ИС 555ИП8 (Lsl) формируют два частичных произве-девня с весами разрядов от 2» до 2» в от 2 до 2» (сигналы с«, и Сог Ьеобходииы для преобразования обратного кода в дополнительный),

Константы единица с весами 2, 2 и 2" добавляются для правильного суммирования частичных произведений в дополнительном коде с расширением разрядной сетки. Так как частичные произведения представляются в дополнительном коде, то и сомножители должны подаваться на умножитель в дополнительном коде. Понятно, что произведение P=XxY={pu..... ро) будет также представлено в дополнительном коде. Если и Уз - знаковые разряды сомножителей, то рю н рп - знаковые разряды произведения (Pio=Pii=0 - произведение положительное, p,o=pii==l - произведение отрицательное).

В табл. 3.21 указано число разрядов частичных произведений, имеющих одинаковый вес 2р. Из табл. 3.21 видно, что даже два

Таблица 3.21

частичных произведения не могут быть просуммированы с помощью 12-разрядного двоичного сумматора. Поэтому производится предварительное суммирование разрядов частичных произведений с помощью 1-разрядиых сумматоров (например, 555ИМ5). После того как таким способом будет получено ие более чем по два разряда с весами, большими 2", суммирование сформированных двоичных чисел выполняется на 12-разрядном сумматоре, построенном, например, на трех ИС 555ИМ6. Схема суммирования разрядов частичных произведений с помощью 1-разрядных сумматоров называется деревом Уоллеса [14] (в данном случае имеется только основание дерева из-за малого числа частичных произведений).

Аналогично схеме иа рис. 3.68 может быть построена схема быстрого умножителя при любом числе п к т разрядов сомножителей. При этом следует пользоваться правилом; две константы единица с весами 2" и 2"+ добавляются к первому (младшему) частичному произведению, а к остальным частичным произведениям - только по одной константе единица с весами 2"+, 2"+, 2"+ и т. д.

На основе рассмотренного принципа быстрого умножения (умножения на два разряда множителя) построена и схема ИС 531ИК1. которая одновременно выполняет и суммирование частичных произведений. Схема, вычисляющая частичные произведения 4x2 разряда, описывается табл. 3.22.

Функции Di и Ds введены для расширенви разрядной сетки частичных произведений, а для преобразования обратного кода в до» полиительный используется сигнал c„=i.

S=(S5...,S„) =

Выходы Sr ИС 531ИК1 (рис. 3.69) описываются выражениями: (Ks, Ks, Ks, Ki, Кг, Ко) + (D, Ф P,..., D„ ф ФР)-Ьc„ при (= 1...6,

(Кя,Кз,Кз,К2,Кг,Ко)+(0,.....D„) +

, -f Co при t = 0 и 7;

0, если S< 2» если S>24,

где К= (Кз, Кг, Ки Ко) - частичное произведение, вычисленное другой ИС; Р - Polarity - вход управления полярностью, переключающей ИС на работу с инверсным множимым X.

На рис. 3.69 показана схема быстрого умножителя 8X6 разрядов, выполненая на шести ИС 531ИК1. Сомножители, как и в схеме на рис. 3.68, подаются в дополнительном коде {Xj и Уб -знаковые разряды), и результат произведения выдается в дополнительном коде (pi2=Pi3=0 - произведение положительное, pi2=pi3=l - произведение отрицательное). При умножении п- и ш-разрядных отрицательных чисел X я Y максимального значения (1. 0...0 и 1. 0...0), модуль которых равен 2" и 2", получаются значения: pi2=l и pi3=0, что при использовании в качестве знакового разряда только pi3 дает правильный результат умножения.

Большая интегральная схема умножителя 12X12 разрядов I802BP4. Эта БИС (рис. 3.70; выводы 23 и 24 -общий, выводы 48, 49 и 50 - Uii.n= + b В) выполняется по ТТЛШ-технологии (зарубежный аналог MPY-12 фирмы TRW). Время умножения 12-разрядных чисел не превышает ПО не, мощность потребления не более 3 Вт. На рис. 3.71 показана структурная схема этой БИС: