DE4013621A1 - Multiplizierschaltung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der Multi­ plizierschaltung nach P 40 11 488.0 in der Weise, daß an Stelle eines Impuls-Zählers 11 mit 4 Ausgängen nur ein Impuls-Zähler 11 mit 3 Ausgängen zur Verwendung kommt.

Die Multiplizierschaltung Type A ist in Fig. 1 als Block- Schaltbild dargestellt, aber nicht in voller Länge, sondern um drei Teil-Schaltungen verkürzt. Die Stellen-Multipli­ zierschaltung 1 ist nur in Fig. 1 als Rechteck eingezeichnet. Die zweite Tetraden-Addierschaltung 3 ist in Fig. 2 dargestellt. Eine Übertrag-Addierschaltung 4 ist in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 4 ist der duale Voll-Addierer 23 dargestellt. In Fig. 5 ist ein Teilstück des vierfachen Schieberegisters 5b dargestellt. In Fig. 6 ist ein Teil- Stück des Schieberegisters 5a dargestellt. In Fig. 7 sind vereinfacht die Schieberegister 5b und 5a mit der doppelten Tor-Schaltung 50 dargestellt. In Fig. 8 ist das Steuerwerk 9a dargestellt. In Fig. 9 ist die Schaltung 10 dargestellt. In Fig. 10 ist das Steuerwerk 9b dargestellt. In Fig. 11 ist der Impuls-Zähler 11 dargestellt. In Fig. 12 ist der Impuls-Zähler 12 dargestellt. In Fig. 13 ist der Impuls-Zähler 13a dargestellt. In Fig. 14 ist der Impuls-Zähler 14 dargestellt. In Fig. 15 ist das Ansteuer- Diagramm dargestellt.

Die Multiplizierschaltung Type A, deren Steuerwerk 9a in Fig. 8 dargestellt ist, besteht aus der Matrix-Stellen­ multiplizierschaltung 1 oder einer sonstigen Stellen-Multi­ plizierschaltung und der ersten Tetraden-Addierschaltung 2 und der zweiten Tetraden-Addierschaltung 3 und 6 Übertrag- Addierschaltungen 4 und dem vierfachen Ergebnis-Schiebe­ register 5b und dem vierfachen Schieberegister 5a, das über die Tor-Schaltung 50 die rechts-seitige Verlängerung des Schieberegisters 5b bildet und dem Steuerwerk 9a (Fig. 8) und den Eingangs-Schieberegistern A und B, welche auch vierfach sind. Das Schieberegister A ist das Multi­ plikanden-Schieberegister und weist eine Neuner-Rückkoppelung auf. Das Schieberegister B ist das Multiplikator- Schieberegister, das keine Rückkoppelung aufweist. Diese beiden Eingangs-Schieberegister sind nicht dargestellt.

Die Tetradenaddierschaltung 3 (Fig. 2) besteht aus 2 Negier-Schaltungen 11 und 4 UND-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und 2 ODER-Schaltungen 13 mit je 2 Eingängen und der ODER-Schaltung 14 mit 2 Eingängen und 5 UND-Schaltungen 15 mit je 2 Eingängen und 5 ODER-Schaltungen 16 mit je 2 Eingängen und 7 UND-Schaltungen 17 mit je 2 Eingängen und der ODER-Schaltung 18 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 19 und der ODER-Schaltung 20 mit 2 Eingängen und 2 ODER- Schaltungen 21 mit je 3 Eingängen und den dualen Voll- Addierern 22 und 23 und den zugehörigen Leitungen. Der Tetra­ den-Addierer 2 hat an Stelle des dualen Voll-Addierers 22 nur einen dualen Halb-Addierer 22b. Die Eingänge und die Ausgänge sind mit den zugehörigen Ziffern 5 2 1 1 gekennzeichnet. Die dargestellte Multiplizierschaltung ist somit eine Multiplizierschaltung im 5211-Code, wenn die Stellen-Multiplizierschaltung 1 auch diesen Code aufweist.

Die Übertrag-Addierschaltung 4, welche entsprechend der wirklichen Länge des Schieberegisters 5b in sechsfacher Anzahl erforderlich ist, besteht aus 12 UND-Schaltungen 25 mit je 2 Eingängen und 6 ODER-Schaltungen 26 mit je 2 Eingängen und 2 UND-Schaltungen 27 mit je 3 Eingängen und 4 Negier-Schaltungen 28 und den zugehörigen Leitungen. Der Übertrag-Eingang hat die Bezeichnung a. Der Übertrag-Aus­ gang hat die Bezeichnung b. Die Eingänge und die Ausgänge sind mit den zugehörigen Zahlenwerten 5 2 1 1 gekenn­ zeichnet.

Ein dualer Voll-Addierer (Fig. 4) besteht aus 4 UND- Schaltungen 51 mit je 2 Eingängen und 3 ODER-Schaltungen 52 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 53 und den zugehörigen Leitungen. Die Eingänge haben die Bezeichnungen a bis c. Der Ausgang hat die Bezeichnung d und der Über­ trag-Ausgang die Bezeichnung e.

Das Schieberegister 5b (Fig. 5) ist ein vierfaches Schieberegister mit Rechts-Verschiebung und Quer-Eingabe. Eine Teil-Schaltung besteht aus einem Doppel-Flip-Flop 40 und 2 UND-Schaltungen 41 mit je 2 Eingängen und 2 UND-Schaltungen 42 mit je 2 Eingängen und 2 ODER-Schaltungen 43 mit je 2 Eingängen und den UND-Schaltungen 44 und 45 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 46, wovon eine nur als Punkt dargestellt ist.

Das Schieberegister 5a (Fig. 6) ist auch ein vierfaches Schieberegister, das jedoch nur Rechts-Verschiebung und keine Quer-Eingabe aufweist. Eine Teil-Schaltung besteht aus einem Doppel-Flip-Flop 40 und 2 UND-Schaltungen 42 mit je 2 Eingängen.

Das Steuerwerk 9a, welches in Fig. 8 dargestellt ist, besteht aus der Schaltung 10 und den Impuls-Zählern 11 und 13a und dem Flip-Flop 15 und den UND-Schaltungen 17 bis 20 mit je 2 Eingängen und 4 UND-Schaltungen 21 mit je 2 Ein­ gängen und den ODER-Schaltungen 23 bis 30 mit je 2 Eingängen und der ODER-Schaltung 32 mit 8 Eingängen und den Negier-Schaltungen 34 bis 36 und 2 Negier-Schaltungen 38 und der Verzögerungs-Schaltung 40 und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung T. Der Gesamt-Rückstell-Eingang hat die Bezeichnung R. Der Eingang S ist der Start-Impuls-Eingang. Die Anzahl der Multiplikator- Ziffern wird über den Eingang w eingetaktet. Vom Aus­ gang A wird das Multiplikanden-Schieberegister A Takt- angesteuert. Vom Ausgang B wird das Multiplikator-Schiebe­ register Takt-angesteuert. Vom Ausgang C wird die Eingabe der jeweiligen Stellen-Produktzahl in das Schieberegister 5b Takt-angesteuert. Vom Ausgang H wird das Schieberegister 5b Verschiebeakt-angesteuert (Rechtsverschiebung). Vom Ausgang E wird das Schieberegister 5a Verschiebetakt- angesteuert (auch Rechtsverschiebung). Vom Ausgang N wird der Eingang n der Tor-Schaltung 50 angesteuert. Der Endlauf- Start wird vom H-L-Wechsel des Ausgangs der ODER-Schaltung 30 ausgelöst.

Die Schaltung 10 (Fig. 9) besteht aus den Impuls-Zählern 12 und 14 (Fig. 12 und 14) und 8 UND-Schaltungen 39 mit je 2 Eingängen und den zugehörigen Leitungen.

Der Impuls-Zähler 11 (Fig. 11) besteht aus 2 Doppel-Flip- Flops und somit aus den Flip-Flops 1 bis 4 und 4 UND- Schaltungen 5 mit je 2 Eingängen und 2 ODER-Schaltungen 6 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 7 und 4 UND- Schaltungen 8 mit je 2 Eingängen und 3 UND-Schaltungen 9 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 10 und der UND- Schaltung 11 mit 2 Eingängen und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung x. Der Rückstell- Eingang hat die Bezeichnung r. Die Ausgänge sind mit den Buchstaben a bis c gekennzeichnet.

Der Impuls-Zähler 12 (Fig. 12) besteht aus 8 einfachen Flip-Flops 1 bis 8 und 7 UND-Schaltungen 9 mit je 2 Ein­ gängen und 4 UND-Schaltungen 10 mit je 2 Eingängen und der ODER-Schaltung 11 mit 4 Eingängen und dem weiteren einfachen Flip-Flop 12 und 4 UND-Schaltungen 13 mit je 2 Ein­ gängen und 2 Negier-Schaltungen 14 und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung a. Der Rückstell-Eingang hat die Bezeichnung r. Die Ausgänge sind mit den Ziffern 1 bis 8 gekennzeichnet.

Der Impuls-Zähler 13a (Fig. 13) besteht aus 9 einfachen Flip-Flops 1 bis 9 und 8 UND-Schaltungen 11 mit je 2 Ein­ gängen und 4 UND-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und den ODER-Schaltungen 13 und 14 mit je 2 Eingängen und der ODER- Schaltung 15 mit 4 Eingängen und dem weiteren einfachen Flip-Flop 16 und 4 UND-Schaltungen 17 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 18 und der ODER-Schaltung 19 und Flip-Flop 16 und 4 UND-Schaltungen 17 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 18 und der ODER-Schaltung 19 mit 2 Eingängen und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Ein­ gang hat die Bezeichnung a. Der Rückstell-Eingang auf Null hat die Bezeichnung r. Der Rückstell-Eingang auf 1 hat die Bezeichnung r2. Der Ausgang für den Zählerstand 1 hat die Bezeichnung b. Der Ausgang für den Zählerstand 9 hat die Bezeichnung c.

Der Impuls-Zähler 14 (Fig. 14) ist spiegelbildlich darge­ stellt und besteht aus 9 einfachen Flip-Flops 1 bis 9 und 8 UND-Schaltungen 11 mit je 2 Eingängen und 8 UND-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und der ODER-Schaltung 13 mit 4 Eingängen und dem weiteren einfachen Flip-Flop 16 und 4 UND-Schaltungen 17 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 18 und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung a. Der Rückstell-Eingang hat die Bezeichnung r. Die Ausgänge sind mit den Ziffern 1 bis 9 ge­ kennzeichnet.

Die Wirkungsweise dieser Multiplizierschaltung Type A ergibt sich wie folgt: Der Multiplikand ist 5211-codiert im nicht dargestellten Eingangs-Schieberegister A gespeichert, das eine Neuner-Rückkoppelung aufweist. Der Multiplikator ist 5211-codiert im Eingangs-Schieberegister B gespeichert. Vor Beginn der Multiplikation wird die Anzahl der Multi­ plikatorstellen über den Eingang w in den Impuls-Zähler 12 der Schaltung 10 eingetaktet. Sofern hierbei die Zahl 357 mit der Zahl 236 multipliziert wird und die Zahl 357 als Multiplikand verarbeitet wird und die Zahl 236 als Multi­ plikator verarbeitet wird, steht damit der Impuls-Zähler 12 in beiden, hierbei möglichen Fällen auf 3. Die Multi­ plikation wird mit einem H-Impuls über den Eingang S ein­ geleitet. Nach dem ersten Impuls der Schaltung 11 über ihren Ausgang a und den Ausgang o der entsprechenden UND- Schaltung steht der Impuls-Zähler 13a und der Impuls- Zähler 14 der Schaltung 10 auf 1 und hat somit die UND- Schaltung 32 an ihrem Ausgang H-Potential und ist somit die UND-Schaltung 19 Dauer-vorangesteuert. Bei diesem ersten H-Impuls werden die Eingangs-Schieberegister A und B von den Ausgängen A und B mit je einem Takt angesteuert, womit sich die Ziffern 7 und 6 in ihrer aktiven Stellung befinden, in der sich in der Schaltung 1 die Produktzahl 42 bildet. Dann folgt der zweite Takt (H-Impuls) über den Ausgang b der Schaltung 11, der über den Ausgang C die Einspeisung der Stellen-Produktzahl 42 in das Ergebnis-Schieberegister 5b bewirkt. Dann folgt der dritte H-Impuls der Schaltung 11 über ihren Ausgang c, der über den Ausgang H das Schiebe­ register 5b Verschiebetakt-ansteuert. Bei diesem H-Impuls hat auch die UND-Schaltung 17 an ihrem Ausgang H-Potential. Damit wird gleichzeitig vom Ausgang N der Eingang n der Tor- Schaltung 50 mit einem H-Impuls angesteuert und das Schiebe­ register 5a auch mit einem H-Impuls angesteuert, womit die Ziffer 2 in das Schieberegister 5a abgezweigt wird. Dann folgt der Zyklus 2 bis 8 der Schaltung 11, bei denen die UND-Schaltung 17 vor-angesteuert ist und somit vom Ausgang c der Schaltung 11 nur der Ausgang H mit einem H-Impuls beliefert wird. Beim neunten Zyklus der Schaltung 11 steht der Impuls-Zähler 13a nach dem ersten H-Impuls vom Ausgang a der Schaltung 11 auf 9 und hat somit der Aus­ gang k H-Potential. Damit ist hierbei die UND-Schaltung 18 nicht vor-angesteuert und ist der zweite Impuls der Schaltung 11 gesperrt. Somit wird beim neunten Zyklus der Schaltung 11 nur das Eingangs-Schieberegister A (Multiplikanden- Schieberegister) mit einem Takt angesteuert und das Ergebnis- Schieberegister 5b mit einem Takt angesteuert. Das Eingangs-Schieberegister A wird hierbei deshalb mit einem Takt (H-Impuls) angesteuert, weil es keine Achter- sondern eine Neuner-Rückkoppelung aufweist; das Ergebnis-Schiebe­ register 5b wird hierbei deshalb mit einem Takt angesteuert, weil die Ergebniszahl zusätzlich um eine Teil-Schaltung nach rechts verschoben werden muß. Beim zweiten Zyklus der Schaltung 11 wird zur Zahl 30 die Zahl 4 addiert und beim dritten Zyklus zur Zahl 18 die Zahl 3. Die weiteren 5 Zyklen der Schaltung 11 sind Leerlauf-Zyklen, bei denen nur die Ergebniszahl jeweils um eine Teil-Schaltung nach rechts verschoben wird und das Eingangs-Schieberegister A jeweils mit einem Takt angesteuert wird. Mit dem Ablauf des neunten Zyklus ist der erste Haupt-Zyklus zu Ende und hat das Flip- Flop 15 an seinem rechts-seitigen Ausgang H-Potential. Somit werden vom H-Impuls 2.1.1 (nächster H-Impuls der Schaltung 11) über den Ausgang o der entsprechenden UND-Schaltung 21 wieder die Ausgänge A und B mit einem H-Impuls beliefert und springt der Impuls-Zähler 13a von 9 auf 1 und der Impuls-Zähler 14 von 1 auf 2. Nach Ablauf von 3 Haupt- Zyklen (3 Zyklen des Impuls-Zählers 13a) ist diese Multi­ plikation zu Ende. Die entsprechende Abschaltung bewirkt der H-Impuls 4.1.1 der Schaltung 11, weil hierbei die ODER- Schaltung 32 von H-Potential auf L-Potential wechselt. Der Endlauf beginnt, sobald die ODER-Schaltung 29 an beiden Eingängen mit L-Potential angesteuert wird. Nach 5 Endlauf- Impulsen über die ODER-Schaltungen 23 und 24 ist der End­ lauf zu Ende und befindet sich der Stellenwert 10° der Ergebniszahl im Stellenwert 10° des Schieberegisters 5a.

Bei der Multiplizierschaltung Type B werden die Ziffern des Multiplikanden und des Multiplikators über ein entsprech­ endes Leitungsnetz in die Stellen-Multiplizierschaltung 1 eingegeben und somit über vierfache Leitungen und vier­ fache Tor-Schaltungen der Schaltung 1 zugeführt. Hierbei sind 16 vierfache Tor-Schaltungen erforderlich. Das ent­ sprechende Steuerwerk 9b ist in Fig. 10 dargestellt.

In Fig. 8b ist das Steuerwerk 9a Ausführung 2 dargestellt, welches die UND-Schaltung 18 und die Negier-Schaltung 34 und die entsprechende Leitung nicht aufweist.

Die Multiplikation 357×236=84252 ergibt sich wie folgt:

Claims (7)

1. Elektronische Multiplizierschaltung, welche so ausge­ bildet ist, daß die Ziffern-Teil-Produkte einzeln zur Gesamt-Zwischenproduktzahl addiert werden und bei der das Ergebnis-Schieberegister (5b) nur eine Verschiebe­ richtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltung (11) ein Impulszähler mit 3 Ausgängen zur Verwendung kommt. (Dreier-Umlauf-Impulsschaltung).

2. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (11) nur 4 einfache Flip-Flops aufweist.

3. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Haupt-Zyklus voll durchgesteuert wird und daß die Anzahl der Haupt-Zyklen auf die Anzahl der Multiplikator-Ziffern beschränkt ist.

4. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Multiplikanden- Schieberegister (A) eine Rückkoppelung aufweist, welche eine Teil-Schaltung länger ist, wie die Rück­ koppelung des Ergebnis-Schieberegisters (5b).

5. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (11) pro Haupt-Zyklus 9 volle Zyklen durchläuft und daß der jeweilige neunte Zyklus die zusätzliche Takt-Ansteuerung für das Multiplikanden- Schieberegister liefert und die zusätzliche Takt- Ansteuerung für den neunten Verschiebe-Takt des Ergebnis-Schieberegisters (5b) liefert.

6. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 4 oder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe der jeweiligen Multiplikandenziffer in der A-Bereich der Stellenmulti­ plizierschaltung (1) und die Eingabe der jeweiligen Multiplikatorziffer in den B-Bereich der Stellenmulti­ plizierschaltung (1) mittels Schieberegistern erfolgt, welche entsprechend Takt-angesteuert werden.

7. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 bis 3 oder nach Anspruch 1 bis 4 oder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe der jeweiligen Multiplikandenziffer in den A-Bereichen der Stellenmulti­ plizierschaltung (1) und die Eingabe der jeweiligen Multiplikatorziffer in den B-Bereichen der Stellenmulti­ plizierschaltung (1) über direkte Leitungs-Verbindungen erfolgt, in denen Vierfach-Tor-Schaltungen ange­ ordnet sind.