Вычислительные машины и системы. Ремонтов А.П - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

50
По косвенной схеме умножения на устройстве с одним сумматором и набором ре-
гистров для реализации этого умножения необходимо в общем случае выполнить 4 ша-
га, на каждом их которых выполняется умножение A на очередной разряд bi, сложе-
ние A bi с текущей суммой частичных произведений и сдвиг новой полученной суммы на
1 разряд вправо. Таким образом, время на выполнение этого умножения можно прибли-
женно оценить как :
(
)
shsmумн
tttT ++=
*
&
44
,
где t
&
-задержка на 1 логическом вентиле (при умножении A на bi), В формуле не при-
сутствуют затраты на сдвиги, так как они задаются жестко путем соединений линеек
сумматоров, кроме того, считаем, что все частичные произведения формируются за 1
логическое умножение. Для нашего случая время на умножение оказывается равным
13 t
&
. Таким образом, быстродействие умножителя по сравнению с обычной схемой
примерно в 3 раза выше. Кроме того, умножитель может работать в режиме конвейера. В
данном случае число его ступеней равно 6 (так как в сумматоре с последовательным пе-
реносом придется организовывать три отдельные ступени). Пиковая производительность
конвейера при полной загрузке - 1 результат за 2t
&
, то есть в 20 раз выше, чем в обычной
схеме. Такой выигрыш достигается за счет дополнительных аппаратных затрат, ко-
торые выше, чем в первом случае примерно в 4-5 раз.
В умножителе Брауна используются несколько основных способов повышения
производительности:
- распараллеливание вычислений (одновременное вычисление всех Abi);
- конвейеризация вычислений (цикл умножения разворачивается в
последовательность ступеней, межразрядные переносы сохраняются и
передаются на следующую ступень);
- аппаратная реализация и специализация вычислений позволяет избежать
расходов на сдвиг, который задается жестко, сохранение переноса
также диктуется выбранным для аппаратной реализации алгоритмом. 
   По косвенной схеме умножения на устройстве с одним сумматором и набором ре-
гистров для реализации этого умножения необходимо в общем случае выполнить 4 ша-
га, на каждом их которых выполняется умножение A на очередной разряд bi, сложе-
ние A bi с текущей суммой частичных произведений и сдвиг новой полученной суммы на
1 разряд вправо. Таким образом, время на выполнение этого умножения можно прибли-
женно оценить как :

                                             (                   )
                                   T умн = 4 t & + 4 * t sm + t sh ,




   где t& -задержка на 1 логическом вентиле (при умножении A на bi), В формуле не при-
сутствуют затраты на сдвиги, так как они задаются жестко путем соединений линеек
сумматоров, кроме того, считаем, что все частичные произведения формируются за 1
логическое умножение. Для нашего случая время на умножение оказывается равным
13 t &. Таким образом, быстродействие умножителя по сравнению с обычной схемой
примерно в 3 раза выше. Кроме того, умножитель может работать в режиме конвейера. В
данном случае число его ступеней равно 6 (так как в сумматоре с последовательным пе-
реносом придется организовывать три отдельные ступени). Пиковая производительность
конвейера при полной загрузке - 1 результат за 2t&, то есть в 20 раз выше, чем в обычной
схеме. Такой выигрыш достигается за счет дополнительных аппаратных затрат, ко-
торые выше, чем в первом случае примерно в 4-5 раз.
   В умножителе Брауна используются несколько основных способов повышения
производительности:
   -      распараллеливание вычислений (одновременное вычисление всех Abi);
   -      конвейеризация вычислений (цикл умножения разворачивается в
   последовательность ступеней, межразрядные переносы сохраняются и
   передаются на следующую ступень);
   -      аппаратная реализация и специализация вычислений позволяет избежать
   расходов на сдвиг, который задается жестко,                сохранение переноса
   также диктуется выбранным для аппаратной реализации алгоритмом.


                                    50

Страницы