Ускоренное умножение

Содержание

Слайд 2

Алгоритм Мак-Сорли с младших разрядов множителя с обработкой двух разрядов множителя за

Алгоритм Мак-Сорли с младших разрядов множителя с обработкой двух разрядов множителя за такт
такт

Слайд 3

9 *(-9)= - 81
00.00000 00000 11.0111
11.0111 т=0, -1А
11.0111
11.110111 модиф. сдвиг
01.0010 т=1, +2А
00.1111110000
00.0011111100

9 *(-9)= - 81 00.00000 00000 11.0111 11.0111 т=0, -1А 11.0111 11.110111
обычный сдвиг
11.0111 т=0 -1A
11.1010111100
11 1110101111- модиф. cдвиг

Слайд 5

Алгоритм Мак-Сорли со старших разрядов множителя с обработкой двух разрядов множителя

Алгоритм Мак-Сорли со старших разрядов множителя с обработкой двух разрядов множителя за такт
за такт

Слайд 6

Пример 9*9=81
00.00000 00000 0.1001
00 00000 10010 +2А
0000000 10010

Пример 9*9=81 00.00000 00000 0.1001 00 00000 10010 +2А 0000000 10010 00.00010
00.00010 01000сдвиг
0 0000 00 10010+2А
00.00010 11010
11.111 11 10111коррекция -1А
00.00010 10001

0.1001

Слайд 7

,

Алгоритм Лемана

На каждом шаге умножения выполняются действия, которые можно описать с

, Алгоритм Лемана На каждом шаге умножения выполняются действия, которые можно описать
помощью логических выражений :

0111== 1001

Слайд 8

Основные этапы алгоритма
1. Прием сомножителей, запоминание знаков, формирование модулей.
2. Анализ сомножителей на

Основные этапы алгоритма 1. Прием сомножителей, запоминание знаков, формирование модулей. 2. Анализ
0. Формирование знака результата. Установка значения СчЦ.
3. Анализ младшего разряда множителя. Если младший разряд множителя равен 0, то производится сдвиг до появления первой 1. Если младший разряд множителя равен 1, то выполняется вычитание, если следующий разряд 1 и сложение, если следующий разряд 0.
4. Сдвиг суммы ЧП вправо на один разряд прямой или модифицированный сдвиг, если промежуточная сумма частичных произведений отрицательна.. Пункты З, 4 повторяются для всех цифровых разрядов множителя.
5. Формирование результата.

Пример: Разряды множителя 0111( b3 b2 b1 b0 )

,

Слайд 9

10*7 01010 * 0.0111

 

 

 

 

10*7 01010 * 0.0111

Слайд 10

Каждый элемент ai bj ( i, j = 1, n) принимает значение

Каждый элемент ai bj ( i, j = 1, n) принимает значение
0 или 1. Произведение A∙B может быть получено, если суммировать элементы матрицы .

Матричные методы умножения

Слайд 11

Схема устройства для реализации дерева спуска, реализующая матричный алгоритм умножения

Схема устройства для реализации дерева спуска, реализующая матричный алгоритм умножения

Слайд 12

Матричный умножитель п х п содержит п2 схем «И», n ПС и

Матричный умножитель п х п содержит п2 схем «И», n ПС и
(п2 - 2п) СМ.
Если принять, что для реализации полусумматора требуются два логических элемента, а для полного сумматора — пять, то общее количество логических элементов в ум­ножителе составляет
п2 + 2п + 5(п2 – 2n) = 6n2 – 8n.

Полагая задержки в схеме «И» и полусумматоре равными θ, а в полном сумматоре — 2θ. общую задержку в умножителе можно оценить выражением {4n - 5)θ. 

Слайд 14

Древовидные умножители включают в себя три ступени:
- ступень формирования битов частичных произведений,

Древовидные умножители включают в себя три ступени: - ступень формирования битов частичных
состоящую из п2 эле­ментов «И»;
- ступень сжатия частичных произведений — реализуется в виде дерева параллельных сумматоров (накопителей), служащего для сведения частичных произведений к вектору сумм и вектору переносов. Сжатие реализуется несколькими рядами сумматоров, причем каждый ряд вносит задержку, свойственна одному полному сумматору;
- ступень заключительного суммирования, где осуществляется сложение вектора сумм и вектора переносов с целью получения конечного результата.

Слайд 15

Суммирование ЧП с помощью дерева Уоллеса : а — логика суммирования;

Суммирование ЧП с помощью дерева Уоллеса : а — логика суммирования; б — точечная диаграмма
б — точечная диаграмма

Слайд 19

Произведем распределение первичных и запаздывающих слагаемых

Произведем распределение первичных и запаздывающих слагаемых

Слайд 20

Для одноразрядных сумматоров время образования суммы больше, чем время образования переноса ԏ

Для одноразрядных сумматоров время образования суммы больше, чем время образования переноса ԏ
n , поэтому наибольшее время спуска по дереву данного вида

Рисунок 1

Рисунок 2, время спуска уменьшается до величины