DE4025474A1 - Multiplizierschaltung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Anordnung eines anderen Steuerwerks bei der Multiplizierschaltung nach P 40 18 431.5, deren Steuerwerk zwei Potential-Speicher-Flip- Flops aufweist. Bei der vorliegenden Multiplizierschaltung hat das Steuerwerk somit nur ein Potential-Speicher-Flip- Flop und eine andere Leitungs-Struktur. Als Impuls-Schaltung kommt auch eine Vierer-Umlauf-Impuls-Schaltung zur Verwendung. Auch diese Multiplizierschaltung ist so ausgebildet, daß die Dezimalziffern 5211-codiert verarbeitet werden und daß die Ergebniszahl auch in diesem 5211-Code anfällt.

Diese elektronische Multiplizierschaltung ist ohne Steuerwerk 4a und ohne Schieberegister 6 in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 2 ist eine Tetraden-Addierschaltung 1 dargestellt. In Fig. 3a und 3b ist das Steuerwerk 4a dargestellt. In Fig. 4 ist die Schaltung 12 dargestellt. In Fig. 5 ist die Schaltung 7 dargestellt. In Fig. 7 sind nochmals die Schaltungen 7 bis 9 dargestellt. In Fig. 8 ist der Impuls- Zähler 9 dargestellt. In Fig. 9 ist ein Teil-Stück des Ergebnis- Schieberegisters 3 dargestellt. In Fig. 10 ist ein Teil-Stück des Schieberegisters 6 dargestellt, das die rechts-seitige Verlängerung des Ergebnis-Schieberegisters 3 bildet. In Fig. 11 ist der Impuls-Zähler 13 dargestellt. In Fig. 12 ist der Impuls-Zähler 14 dargestellt. In Fig. 13 und 14 ist das Steuerwerk 4b dargestellt.

Die Multiplizierschaltung Type A besteht nach Fig. 1 aus 6 Testraden-Addierschaltungen 1 und dem Multiplikanden- Schieberegister 2 und dem Ergebnis-Schieberegister 3 und dem Steuerwerk 4a, das zusammen mit dem Multiplikator- Schieberegister 5 dargestellt ist. An weiteren Teilen besteht diese Multiplizierschaltung aus dem Schieberegister 6, das als rechts-seitige Verlängerung des Ergebnis- Schieberegisters 3 angeordnet ist.

Eine Tetraden-Addierschaltung 1 (Fig. 2) besteht aus 2 Negier-Schaltungen 11 und 4 Und-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen13 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 2 Eingängen und der Negier- Schaltung 19 und der Oder-Schaltung 20 mit 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 21 mit je 3 Eingängen und zwei dualen Voll-Addierern 22 und 23 und den zugehörigen Leitungen. Die Eingänge A und B und die Ausgänge C sind mit den zugehörigen Zahlenwerten 5 2 1 1 gekennzeichnet. Der Übertrag- Eingang hat die Bezeichnung x. Der Übertrag-Ausgang hat die Bezeichnung y.

Von dem Ergebnis-Schieberegister 3 ist ein Teilstück mit 4 Teil-Schaltungen in Fig. 9 dargestellt. Dieses Ergebnis- Schieberegister 3 hat Parallel-Eingabe und Rechts-Verschiebung (pro Takt 4 bit). Eine Teil-Schaltung besteht aus einem Doppel-Flip-Flop 40 und 2 Und-Schaltungen 41 mit je 2 Eingängen und der Und-Schaltung 42 mit je 2 Eingängen und 2 weiteren Und-Schaltungen 43 mit je 2 Eingängen und 2 Oder-Schaltungen 44 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 45. Der Takt-Eingang hat die Bezeichnung t. Die Voransteuerleitung für Parallel-Eingabe hat die Bezeichnung b. Die Vor-Ansteuerleitung für Verschiebung (Rechts-Verschiebung) hat die Bezeichnung a.

Von dem in Fig. 1 nicht dargestellten Schieberegister 6, das die rechts-seitige Verlängerung des Ergebnis-Schieberegisters 3 bildet, ist ein Teilstück mit 4 Teil-Schaltungen in Fig. 10 dargestellt. Eine Teilschaltung dieses Schieberegisters 6 besteht aus einem Doppel-Flip-Flop 40 und 2 Und-Schaltungen 42 mit je 2 Eingängen und 2 Negier- Schaltungen 43. Dieses Schieberegister 6 hat keine Parallel- Eingabe, sondern nur serielle Eingabe und nur Rechts- Verschiebung um 4 bit pro Takt.

Von dem Multiplikanden-Schieberegister 2 ist kein Teilstück dargestellt. Dieses Schieberegister 2 hat Links-Verschiebung oder Rechts-Veschiebung und im Normalfall auch eine Verschiebung um 4 bit pro Takt und ausnahmsweise nur eine Verschiebung um 1 bit pro Takt.

Das Steuerwerk 4a (Fig. 3a und 3b) besteht ohne Multiplikator- Schieberegister 5 aus der Umcodierschaltung 7 und der Schaltung 8 und dem Impuls-Zähler 9 und der Impuls- Schaltung 11 und der Schaltung 12, welche die Abschaltung bewirkt, wenn der Multiplikations-Vorgang zu Ende ist. Die Schaltung 12 besteht aus den Impuls-Zählern 13 und 14 und 8 Und-Schaltungen 15 mit je 2 Eingängen und der Oder- Schaltung 16 mit 8 Eingängen, sofern sie nur 8 Und-Schaltungen 15 hat. An weiteren Teilen besteht dieses Steuerwerk 4a aus den Und-Schaltungen 21 bis 24 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 26 und dem einfachen Flip-Flop 27 und der Start-Schaltung 30 und der Und- Schaltung 31 und der Oder-Schaltung 35 und der Negier- Schaltung 36 und den zugehörigen Leitungen. Der Eingang R ist der Gesamt-Rückstell-Eingang. Der Eingang T ist der Eingang für die Takt-Frequenz. Der Eingang S ist der Start-Impuls-Eingang. Über den Eingang w wird der Impuls- Zähler 13 mit der Anzahl der Multiplikatorziffern programmiert. Vom Ausgang A wird die Parallel-Eingabe der jeweiligen Zwischen-Ergebniszahl in das Ergebnis-Schieberegister 3 Takt-angesteuert. Somit werden vom Ausgang A die Leitungen t und b des Ergebnis-Schieberegisters 3 Takt-angesteuert. Vom Ausgang B wird das Ergebnis-Schieberegister 3 Verschiebetakt-angesteuert. Somit werden vom Ausgang B die Leitungen t und a Takt-angesteuert, wobei das Schieberegister 6 nur über seine Leitung t Takt-angesteuert wird.

Die Umcodierschaltung 7, welche in Fig. 5 dargestellt ist, und die anliegende Dezimalziffer vom 5211-Code in den Zähl-Code umcodiert, besteht aus 5 Und-Schaltungen 1 mit je 2 Eingängen und 5 Oder-Schaltungen 2 mit je 2 Eingängen und den zugehörigen Leitungen. Die Eingänge sind mit den Ziffern 5 2 1 1 gekennzeichnet. Die Ausgänge sind mit den Ziffern 1 bis 9 gekennzeichnet.

Die Schaltung 8 (Fig. 7) besteht aus 9 Und-Schaltungen 41 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 42 mit 9 Eingängen und der Negier-Schaltung 43 und den zugehörigen Leitungen.

Der Impuls-Zähler 9 (Fig. 8) besteht aus 10 einfachen Flip-Flops 1 bis 10 und 9 Und-Schaltungen 11 mit je 2 Eingängen und 9 Und-Schaltungen 12 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 13 mit 5 Eingängen und 3 Oder- Schaltungen 14 mit je 2 Eingängen und dem weiteren einfachen Flip-Flop 15 und 4 Und-Schaltungen 16 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 17 und den zugehörigen Leitungen. Der Eingang a ist der Zähl-Impuls-Eingang. Der Eingang r1 ist der Rückstell-Eingang auf den Zählerstand 0. Der Eingang r2 ist der Rückstell-Eingang auf den Zählerstand 1. Die Ausgänge sind mit den Ziffern 1 bis 9 gekennzeichnet.

Die Impuls-Schaltung 11 (Fig. 6 besteht aus 2 Doppel- Flip-Flops 21 und 22 (4 einfachen Flip-Flops 1 bis 4) und 4 Und-Schaltungen 5 mit je 2 Eingängen und 4 Und-Schaltungen 6 mit je 2 Eingängen und 4 Und-Schaltungen 7 mit je 2 Eingängen und 4 Und-Schaltungen 8 mit je 2 Eingängen und einer Und-Schaltung 9 mit 2 Eingängen und 2 Oder- Schaltungen 10 mit je 2 Eingängen und 2 Negier-Schaltungen 11 und den zugehörigen Leitungen. Der Impuls-Eingang hat die Bezeichnung f. Der Rückstell-Eingang hat die Bezeichnung r. Beim ersten Zyklus-Impuls ht der Ausgang a H-Potential. Beim zweiten Zyklus-Impuls hat der Ausgang b H- Potential. Beim dritten Zyklus-Impuls hat der Ausgang c H- Potential. Beim vierten Zyklus-Impuls hat der Ausgang d H- Potential. Diese Impuls-Schaltung ist somit eine Vierer- Umlauf-Impuls-Schaltung.

Die Wirkungsweise dieser Multiplizierschaltung mit Steuerwerk 4a (Fig. 3a und 3b) ergibt sich wie folgt: Der Multiplikand wird 5 2 1 1-codiert von rechts nach links in das Schieberegister 2 eingetaktet und der Multiplikator ebenfalls 5 2 1 1-codiert in das Schieberegister 5, womit sich der Stellenwert 10° des Multiplikanden im Abschnitt q des Schieberegisters 2 befindet und der Stellenwert 10° des Multiplikators in der Zeile p des Schieberegisters 5 befindet. Dann wird der Eignang R mit einem H-Impuls angesteuert und damit das Steuerwerk in seine Grund-Stellung gebracht. Über den Eingang w wird dann die Anzahl der Multiplikatorziffern in den Impuls-Zähler 13 der Schaltung 12 eingetaktet, der seinen Zählerstand im Zähl-Code speichert. Dann wird an den Eingang T die Takt-Frequenz angelegt und dann der Eingang S der Start-Schaltung 30 mit einem H-Impuls angesteuert und damit der Multiplikations- Ablauf ausgelöst, weil hierbei die Und-Schaltung 24 schon vor-angesteuert ist. Falls die erste Ziffer des Multiplikators die Ziffer 3 ist, wird der Multiplikand einmal zur Zahl 0 (Null) addiert und zweimal zur vorherigen Zahl addiert. Hierbei wird somit das Schieberegister 3 dreimal mit einem Parallel-Eingabetakt angesteuert, wobei im Schieberegister 3 die Leitungen t und b Takt-angesteuert werden. Beim Verschiebetakt werden die Leitungen t und a des Schieberegisters 3 Takt-angesteuert und das Schieberegister 5 Takt-angesteuert.

Falls dem Rückstell-Impuls die Nummer 1 gegeben wird, ergibt sich die Wirkungsweise im Fall A wie folgt: Beim ersten H-Impuls vom Ausgang b der Impuls-Schaltung 11 wird das Flip-Flop 27 rückgesetzt. Beim zweiten H-Impuls vom Ausgang c der Schaltung 11 wird der Impuls-Zähler 9 mit einem Aufwärts-Impuls angesteuert und bleibt der Ausgang e der Schaltung 8 auf L-Potential, weil die betreffende Multiplikatorziffer noch nicht aufgearbeitet ist und hat das Flip-Flop 27 auch nach diesem Impuls noch L-Potential an seinem Ausgang. Der dritte H-Impuls vom Ausgang d der Schaltung 11 verläuft wirkungslos, weil hierbei die Und- Schaltung 23 nicht vor-angesteuert ist. Beim vierten H-Impuls vom Ausgang a der Schaltung 11 ist die Und-Schaltung 22 vor-angesteuert und wird somit vom Ausgnag A eine Parallel- Addition durchgesteuert, indem vom Ausgang A die Leitungen t und b des Schieberegisters 3 mit einem H-Impuls angesteuert werden. Im Fall B ergibt sich die Wirkungsweise dieses Steuerwerks wie folgt: Beim ersten H- Impuls vom Ausgang b der Schaltung 11 wird auch das Flip- Flop 27 rückgesetzt. Beim zweiten H-Impuls vom Ausgang c der Schaltung 11 wird auch der Impuls-Zähler 9 mit einem Aufwärts-Impuls angesteuert; im Gegensatz zum Fall A wechselt hierbei der Ausgang e der Schaltung 8 von L-Potential auf H-Potential, weil die betreffende Multiplikatorziffer schon ganz aufgearbeitet ist. Damit hat das Flip- Flop 27 an seinem Ausgang H-Potential. Beim dritten H-Impuls vom Ausgang d der Schaltung 11 ist die Und-Schaltung 23 vor-angesteuert und wird somit der Impuls-Zähler 9 rückgesetzt, aber nicht auf den Zählerstand 1, sondern auf den Zählerstand 0 (Null), weil dieser Impuls-Zähler nur nach der Gesamt-Rückstellung den Zählerstand 1 aufweisen muß. Beim vierten H-Impuls vom Ausgang a der Schaltung 11 ist somit die Und-Schaltung 21 vor-angesteuert und wird somit vom Ausgang B das Schieberegister 3 mit einem Verschiebetakt angesteuert und das Schieberegister 5 mit einem Verschiebetakt angesteuert. Hierbei wird das Schieberegister 3 über seine Leitungen t und a Takt-angesteuert und auch das Schieberegister 6 Takt-angesteuert, das die Verlängerung des Schieberegisters 3 ist.

Wenn auf diese Weise alle Multiplikatorziffern verarbeitet sind, wechselt die Oder-Schaltung 16 der Schaltung 12 von H-Potential auf L-Potential. Damit ist die Und-Schaltung 24 nicht mehr vor-angesteuert und somit die Multiplikation zu Ende. Falls an Stelle der Schaltung 12 die Schaltung 12b zur Verwendung kommt, folgt dann noch der Endlauf, bei dem die Ergebniszahl ganz in das Schieberegister 6 hineingetaktet wird. Damit befindet sich der Stellenwert 10° der Ergebniszahl in demjenigen Abschnitt des Schieberegisters 6, dem der Stellenwert 10° zugeordnet ist. Mittels eines Serien-Parallel-Umsetzers wird die Ergebniszahl dann in einem Vierfach-Schieberegister gespeichert.

Die Multiplizierschaltung Type A 2 ist an Stelle des Steuerwerks 4a mit dem Steuerwerk 4b versehen, welches in Fig. 13 und 14 dargestellt ist. Dieses Steuerwerk 4b ist zusätzlich mit einer Endlauf-Schaltung versehen. Somit wird mittels der Schaltung 12b am Schluß der Multiplikation die Ergebniszahl soweit in das Schieberegister 6 hineingetaktet, daß sich der Stellenwert 10° der Ergebniszahl immer an einer bestimmten Stelle des Schieberegisters 6 befindet. Somit ist die Ergebniszahl am Ende des Endlaufs soweit in das Schieberegister 6 hineingetaktet, daß sich der Stellenwert 10° der Ergebniszahl an derjenigen Stelle des Schieberegisters 6 befindet, welche für den Stellenwert 10° vorgesehen ist.

Dieses Steuerwerk 4b (Fig. 13 und 14) beteht ohne Multiplikator- Schieberegister 5 aus der Umcodierschaltung 7 und der Schaltung 8 und dem Impuls-Zähler 9 und der Impuls- Schaltung 11 und der Schaltung 12b, welche im Vergleich mit der Schaltung 12 mit zusätzlichen Teilen versehen ist. Somit besteht dieses Steuerwrk 4b an weiteren Teilen aus den Und-Schaltungen 21 bis 25 und 31 mit je 2 Eingängen und den Negier-Schaltungen 26 und 36 und 29 und den Oder- Schaltungen 32 bis 35 mit je 2 Eingängen und dem einfachen Flip-Flop 27 und der Start-Schaltung 30 und den zugehörigen Leitungen. Der Eingang R ist auch der Gesamt- Rückstell-Eingang. Der Eingang T ist auch der Eigang für die Takt-Frequenz. Der Eingang S ist auch der Start- Impuls-Eingang. Über den Eingang w wird auch der Impuls- Zähler 13 mit der Anzahl der Multiplikatorziffern programmiert. Vom Ausgang A wird auch die Parallel-Eingabe der jeweiligen Zwischen-Ergebniszahl in das Ergebnis-Schieberegister 3 Takt-angesteuert. Somit werden vom Ausgang A auch die Leitungen t und b des Ergebnis-Schieberegisters 3 Takt-angesteuert. Vom Ausgang B wird das Ergebnis-Schieberegister 3 Verschiebetakt-angesteuert und das Schieberegister 6 Verschiebetakt-angesteuert. Somit werden vom Ausgang B die Leitungen t und a Takt-angesteuert.

Die Multiplizierschaltungen Type B 1 und B 2 weisen im Vergleich mit den Multiplizierschaltungen Type A 1 und A 2 den Unterschied auf, daß der Impuls-Zähler 9 in sonstiger Weise zurückgestellt wird. Die Multiplizierschaltung Type B 1 ist mit dem Steuerwerk 4c versehen, welches in Fig. 15 und 3b dargestellt ist. Die Multiplizierschaltung Type B 2 ist mit dem Steuerwerk 4d versehen, welches in Fig. 16 und 14 dargestellt ist.

Das Steuerwerk 4c (Fig. 15 und 3b) besteht ohne Multiplikator- Schieberegister 5 aus der Umcodierschaltung 7 und der Schaltung 8 und dem Impuls-Zähler 9 und der Impuls- Schaltung 11 und der Schaltung 12, welche die Ab- Schaltung bewirkt, wenn der Multiplikations-Vorgang zu Ende ist. Die Schaltung 12 besteht aus den Impuls-Zählern 13 und 14 und 8 Und-Schaltungen 15 mit je 2 Eingängen und der Oder-Schaltung 16 mit 8 Eingängen, sofern sie nur 8 Und-Schaltungen 15 hat. An weiteren Teilen besteht dieses Steuerwerk 4c aus den Und-Schaltungen 21 bis 24 mit je 2 Eingängen und den Negier-Schaltungen 25 und 26 und der Oder-Schaltung 28 mit 2 Eingängen und dem einfachen Flip- Flop 27 und der Start-Schaltung 30 und den zugehörigen Leitungen. Der Eingang R ist auch der Gesamt-Rückstell- Eingang. Der Eingang T ist auch der Eingang für die Takt- Frequenz. Der Eingang S ist auch der Start-Impuls-Eingang. Über den Eingang w wird der Impuls-Zähler 13 auch mit der Anzahl der Multiplikatorziffern programmiert. Vom Ausgang A wird auch die Parallel-Eingabe in das Ergebnis-Schieberegister 3 Takt-angesteuert. Vom Ausgang B wird auch das Ergebnis-Schieberegister 3 Verschiebetakt-angesteuert.

Das Steuerwerk 4d (Fig. 16 und 14) weist im Vergleich mit dem Steuerwerk 4c (Fig. 15 und 3b) den Unterschied auf, daß an Stelle der Schaltung 12a die Schaltung 12b angeordnet ist, welche noch Zusatz-Teile aufweist. Somit besteht das Steuerwerk 4d außerdem noch aus der Und- Schaltung 25 und den Oder-Schaltungen 32 bis 34 mit je 2 Eingängen und der Negier-Schaltung 29.

Im Vergleich mit dem Steuerwerk 4 der Multiplizierschaltung nach P 40 18 431.5 ergeben sich keine großen Vorteile, weil dessen Negierschaltung 29 auch vom Ausgang a der Impuls- Schaltung 11 angesteuert werden kann. Somit ist das Steuerwerk 4 der Multiplizierschaltung nach P 40 18 431.5 gleichwertig, wenn es mit einer Vierer-Umlauf-Impuls- Schaltung nach der vorliegenden Patentanmeldung versehen wird. Bei der Ausführung B der Multiplizierschaltung nach P 40 18 431.5 wird also die Negier-Schaltung 29 des Steuerwerks 4 vom Ausgang a der Impuls-Schaltung 11 angesteuert und kommt eine Impuls-Schaltung 11 nach der vorliegenden Patentanmeldung zur Verwendung. (Ausgang a als Ausgang a; Ausgang c als Ausgang b.)

Claims (6)

1. Elektronische Multiplizierschaltung, welche mittels n-facher Parallel-Addition des Multiplikanden die Zwischen-Ergebniszahlen und dann zum Schluß die Ergebniszahl bildet, wobei die jeweilige Zwischen- Ergebniszahl immer dann in Bezug auf den Multiplikanden verschoben wird, wenn diese Verschiebung erforderlich ist und deren Steuerwerk im Bereich (F) eine Gabel-Schaltung (40) und nur ein Potential- Speicher-Flip-Flop (27) aufweist, in welchem das Potential des Ausgangs (e) der Schaltung (8) gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Flip- Flop (27) mit einer Rückstell-Ansteuersperre (70) versehen ist, welche aus der Negier-Schaltung (36) und der Und-Schaltung (31) oder aus sonstigen Teilen besteht.

2. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ausgang (a) der Impuls-Schaltung (11) den H-Impuls für den Ausgang (A) oder für den Ausgang (B) liefert und daß der zweite Ausgang (b) der Impuls-Schaltung (11) den H-Impuls für die Rückstellung des Flip-Flops (27) liefert und daß der dritte Ausgang (c) der Impuls-Schaltung (11) die Aufwärts-Impulse für den Impuls-Zähler (9) liefert und daß der vierte Ausgang (d) der Impuls-Schaltung (11) den H-Impuls für die eventuelle Rückstellung des Impuls-Zählers (9) liefert.

3. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ausgang (a) der Impuls-Schaltung (11) den H-Impuls für den Ausgang (A) oder für den Ausgnag (B) liefert und daß der zweite Ausgang (b) der Impuls-Schaltung (11) den H-Impuls für die Rückstellung des Flip-Flops (27) liefert und daß der dritte Ausgang (c) der Impuls-Schaltung (11) die Aufwärts-Impulse für den Impuls-Zähler (9 liefert und daß der Ausgang der Und-Schaltung (21) im Neben-Effekt den H-Impuls für die Rückstellung des Impuls-Zählers (9) liefert.

4. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Impuls-Schaltung (11) eine Vierer-Umlauf-Impulsschaltung zur Verwendung kommt.

5. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 und 3 oder nach Anspruch 1 und 2 und 4 oder nach Anspruch 1 und 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vierer- Umlauf-Impuls-Schaltung (11) nur 2 Doppel-Flip-Flops (21 und 22) aufweist.

6. Elektronische Multiplizierschaltung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2 oder nach Anspruch 1 und 3 oder nach Anspruch 1 und 2 und 4 oder nach Anspruch 1 und 3 und 4 oder nach Anspruch 1 und 2 und 4 und 5 oder nach Anspruch 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerwerk (4a oder 4b oder 4c oder 4d) mit einer Start-Schaltung (30) nach P 40 16 101.3 versehen ist.