Устройство для возведения чисел в квадрат

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 29.11,71 (21) 171879518-24 51) М. Кл. б 061 7/38 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий(088.8) та опубликования описания 02.09.74(71) Заявител ОЗВЕДЕНИЯ ЧИСЕЛ В КВАДР(54) УСТРОЙСТВО с присоединением заявки Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно, к асинхроннымустройствам для возведения чисел в квадрат.Известны устройства для возведения чиселв квадрат, содержащие регистры, счетчики и 5вентили, выполненные на импульсно-потенциальных элементах,В известных устройствах возведение в квадрат двоичного числа осуществляется последовательно и при этом скорость работы их зависит от абсолютного значения самого числа,что не позволяет получить высокое быстродействие для больших чисел.С целью создания устройства, в которомосуществляется параллельный принцип возведения чисел в квадрат, быстродействия устройства зависит от количества единиц в двоичном коде числа, что существенно повышаетбыстродействие предлагаемого устройства поотношению к известным устройствам, вовходном регистре нулевые выходы 2 - и разрядов подключены к потенциальным входам соответствующих вентилей, первой группы, единичные выходы этих разрядов подключены кпотенциальным входам соответствующих вентилей второй группы, к входам нечетных разрядов накапливающего счетчика и к потенциальным входам выходных вентилей, объединенных в группы,по 1 вентилей, где 1 - номергруппы. Единичные выходы каждого разряда З 0 Н Азербайджанской ССР входного регистра подключены к одноименным вентилям всех выходных групп; импульсные входы вентилей первой и второй группы 1-го разряда соединены с выходом вентилей первой группы (1 + 1)-го разряда, причем входы вентилей п-го разряда соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выход вентиля первой группы 2-го разряда соединен со входом установки в нуль 1-го разряда, кроме того, выходы вентилей второй грулпы (-го,разряда соединены со входом установки в нуль данного разряда, а также с импульсными входами всех (1 - 1) выходных вентилей (1 - 1) -го разряда, а выходы выходных вентилей этой группы соединены со входами (21 - 1), (2/ - 2), (21 - 3) до ( + 1) разрядов накапливающего счетчика.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Нулевые выходы триггеров входного регистра 1 соединены с потенциальными входами вентилей первой группы 2, содержащей вентили 3 - б, а единичные выходы соединены с потенциальными входами вентилей второй группы 7, содержащей вентили 8 - 11.Группы вентилей 12 - 15 содержат соответственно 1, 2 и т. д, до (а - 1) вентилей в группе, причем потенциальные входы первых вентилей 16 - 19 в каждой из групп 13 - 15 соединены с единичным выходом триггера млад 41988860 65 шего первого разряда регистра 1, потенциальные входы вторых вентилей 20 - 22 в каждойиз групп 13 - 15 соединены с единичным выходом триггера второго разряда регистра 1 ит. д., наконец, потенциальные входы (л - 2)вентилей 23, 24 в каждой из групп 14, 15 соединены с единичным входом триггера (а - 2)го разряда регистра 1, потенциальный вход(и - 1)-го вентиля 25 в группе 15 соединенс единичным выходом триггера (и - 1) -горазряда регистра 1,Импульсные входы вентилей б и 11 групп 2и 7 соединены с выходом 26 генератора тактовых импульсов.Вентили группы 2 соединены последовательно, причем выход вентиля, относящегосяи разряду 1, соединен с импульсным входомвентиля, относящегося,к соседнему младшемуразряду ( - 1), а также с импульсным входом вентиля группы 7, относящегося к тому же( - 1)-му разряду. Выход вентиля 3 группы2 соединен со входом установки О триггерапервого разряда регистра 1.Выход вентиля группы 7, относящегося кразряду 1, соединен со входом установки вО триггера этого же 1-го разряда, Кроме того, выход вентиля 8, относящегося ко второмуразряду, соединен с импульсным входом вентиля 16 группы 12, выход вентиля группы 7,относящегося к третьему разряду, соединен симпульсными входами вентилей 17, 20 группы13 и так далее, наконец, выход вентиля 10,относящегося к (и - 1)-му разряду, соединенс импульсными входами всех вентилей 18, 21,23 группы 14, а выход вентиля 11, относящегося к старшему разряду п, соединен с импульсными входами всех вентилей 19, 22, 2425 группы 15.Кроме того, единичные выходы всех триггеров регистра 1 связаны,со входами нечетныхразрядов накапливающего счетчика, а именно, единичный выход триггера первого разряда соединен со входом 27, являющимся входом в первый разряд счетчика, единичный выход второго разряда регистра соединен совходом 28 третьего разряда счетчика и т. д.,наконец, триггер гг-го разряда регистра соединен со входом 35, являющимся входом в (2 п -- 1) -й разряд счетчика.Входы вентилей грунины 12 - 15 соединенысо входами накапливающего счетчика разрядностью 2 п, причем выход венгиля группы 12соединен со входом 28 счетчика, являющегосявходом в третий разряд счетчика, выход вентилей 17, 20 труппы 13 соединены со входами29 и 30 счетчика, являющихся соответственновходами в четвертый и пятый разряды счетчика и т. д., наконец выходы вентилей 19, 22,24, 25 группы 15 соединены со входами 31 -35 счетчика, являющихся соответственно входами в (и + 1)-й, (п + 2)-й и т. д, до (2 п -- 1) -го разряда счетчика.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы двоичный код возводимого в квадрат числа вводится во входной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 регистр 1. Первый импульс с выхода 26 генератора тактовых импульсов поступает на импульсные входы вентилей б и 1. При этом, если триггер и-го разряда находится в состоянии О, то этот импульс, проходя через вентиль бпоступает на импульсные входы вентилей 5 и 10 следующего разряда входного регистра 1; если же триггер а-го разряда находится в состоянии 1, то этот импульс проходит через вентиль 11 и поступает на вход установки О триггера и-го разряда и одновременно на импульсные входы вентилей 19, 22, 24, 25 группы 15, разрешая тем самым поступление содержимого 1 - (п - 1)-го разрядов входного регистра 1 через эти вентили на входы 2 п-разрядного накапливающего счетчика, начиная со старшего нечетного входа 35, являющегося входом в (2 п - 1)-й разряд счетчика. При установке триггера и-го разряда в О с его единичного выхода снимается импульс, поступающий на старший нечетный вход 35 накапливающего счетчика. На этом заканчивается первый такт работы устройства.Во втором такте очередной импульс с выхода 26 генератора тактовых иипульсов проходит через открытый вентиль б и подается на импульсные входы вентилей 5 и 10. При этом, если триггер (и - 1)-го разряда находится в состоянии О, то этот импульс через вентиль 5 поступает на импульсные входы вентилей 4 и 9, если же триггер (гг - 1)-го разряда находится в состоянии 1, то этот импульс, проходя через вентиль 10, поступает на вход установки О триггера (д - )-го разряда и одновременно на импульсные входы вентилей 18, 21, 23 следующей группы 14, разрешая тем самым поступление, содержимого 1 - (п - 2) разрядов входного регистра 1 через эти вентили на входы 2 и-разрядного накапливающего счетчика, начиная со следующего нечетного входа 33 разряда счетчика (2 п - 3). При установке триггера разряда (и - 1) в О с его единичного выхода снимается импульс, поступающий на нечетный вход 33 накапливающего счетчика,Как видно, работа устройства в первом и во втором тактах аналогична. Лналогична работает устройство во всех последующих тактах. В последнем такте очередной импульс с выхода 26 генератора тактовых импульсов, проходя открытые вентили 6, 5, 4, 3, поступает на вход установки О триггера первого разряда. Если триггер первого разряда находится в состоянии 1, то при установке его в О с его единичного выхода снимается импульс, поступающий на вход 27 первого разряда накапливающего счетчика. На этом работа устройства заканчивается и в 2 г-разрядном счетчике в,результате накопления промежуточных кодов, получаемых в каждом такте работы устройства, находится квадрат числа, вводимого во входной регистр 1 в начале работы устройства.;оставитслв В. ПахуновТехред Л. Богданова рректор Л. Орлова еткова едакт Тирах 6:4та Совета Мииисй и открытийкая наб., д. 4,5 аказ 198,5ЦЫИИПИ Изд. Ъа 1366сударствеииого комите по делам пзобрстси 1 Москва, 5 К, Рау 1 ис одппсио ов СС ографня, пр. Сапунова,Предмет изобретения Устройство для возведения чисел в квадрат, содержащее и-разрядный входной регистр, 2 иразрядный накапливающий счетчик и группы потенциально-импульсных вентилей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, во входном регистре нулевые выходы 2 - и разрядов подключены к потенциальным входам соответствующих вентилей первой группы, единичные выходы этих разрядов подключены к потенциальным входам соответствующих вентилей второй группы, К ВХОдаМ НЕЧЕтнь 1 Х раЗрядОВ ПаКанЛИВаЮщЕГО счетчика и к потенциальным входам выходных вентилей, объединенных в грунины по г вентилей, где г - номер группы, причем единичные выходы каждого разряда входного регистра подключе 1 ы к одноименным вентилям всех выходных групп; импульсные входы вентилей первой и второй группы г-го разряда соединены с выходом вентилей первой группы (у + 5 + 1)-го разряда, причем входы вентилей и-горазряда соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выход вентиля первой группы 2-го разряда соединен со входом установки в нуль 1-го разряда, кроме того, вы ходы вентилей второй группы г-го разряда соединены со входом установки в нуль данного разряда, а также с импульсными входами всех ( - 1) выходных вентилей (у - 1)- го разряда, а выходы выходных, вентилей 15 этой группы соединены со входами (21 - 1),