Устройство для вычисления суммы квадратов к чисел

(51)М. Кл,(22) Заявлено 11.01,77 (21) 2443186/18-24 6 06 Р 7/38 с присоединением заявки РЙ 3 ЪеударстевнныЯкомитет СССР не дедам нэобрвтеннй н атИрытнЯ(088,8) Дата опубликования описания 25;02,80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СУММЫ КВАДРАТОВ К ЧИСЕЛ1Йзобретение относится к области вычисли. тельной техники и может быть использовано при создании систем и приборов обработки информации.Известно устройство для пересчета и возведения в квадрат импульсных сигналов, содер. жащее и-разрядный счетчик, линию задержки,дополнительный 2 п разрядный счетчнкь 1.1.Наиболее близким ио технической сущности к предлагаемому является устройство для вы числения суммы квадратов К чисел, содержа.щее счетчик основания, разрядные выходы ко. торого через элементы И группы соединенысо входами соответствующих разрядов накопителя 21Недостатком известных устройств является малое быстродействие, обусловленное тем, что в данных устройствах для вычисления .суммы квадратов К чисел необходимо выполнить операцию возведения в квадрат для каждого чис. ла в отдельности н просуммировать полученные реэультатьч. Отсюда следует, что время вычислений,в таких устройствах определяется суммарной длительностью пакетов импульсов, соот. ветствующих возводимым в квадрат числам, если они представлены в число-импульсном ко- де.Целью изобретения является повышениебыстродействия устройства.5Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик основания, разрядные выходы которого через элементы И группы соединены со входами соответствующих 10разрядов накопителя; введены К формнрова.телей строб-импульсов, К.звенная линия задержки, К ключей, элементы ИЛИ, причем инфор.мационные входы устройства соединены с соответствующими входами формирователей стробимпульсов и входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами второго разряда счетчика основания н К-звенной линии задержки, выход каждого звена которой подключен к информационному входу соответст.вующего ключа, управляющий вход которого соединен с выходом соответствующего формн рователя строб-импульсов, выходы ключей через второй элемент ИЛИ соединены с управляющими входами элементов И группы.+20 25 30 Я 55 3В предлагаемом устройстве используетсяследующий алгоритм возведения в квадратчисла импульсов:Ф Еъ "-2 1-т-.,С (21-1 О)г:1где гп - число, возводимое в квадрат,Используя этот алгоритм, запишем выражение для суммы квадратов нескольких чисел2 2. а. щ . 1 п 2В +И 1 + +И 1 =.С (2 г+С (Ъ)1 ф1. Й1, ОЮу.ф "2(-1),где К = 1,2.2Приничад, ч" м, ", щг ( т,причедемвь;,;",; мие () к следующему виду:д .2 В 1Пг 2Ь +е. +, + пг =к Е (Ъ-Юф(к).,Б (21-д1. 2 к Ь 1 1"-В Ф 4щк+ "+ Е (2 л)1=пав +1 (З 1Это соотношение положено в основу пред.-.агаемого устройства. Структурная схема уст. ройства приведена на чертеже,В состав устройства входят формирователистроб-импульсов 11 К, элементы ИЛИ 2, 3,К-звенная линия зацержки 4, ключи 52 ксчетчик основания б, группа элементов И 7,накопитель 8,.сэи дямые в квадрат числа; представленные в исло-импульсном коде, постуйают насоответстпуйнцие входы устройства, подключенные к входам формирователей строб-импульсов 1. и к входам первого элемента ИЛИ 2, вйход которого соединен со счетным входом второго разряда счетчика основания 6 и с входом К-эвенкой линии зацержки 4,выход каждогозвена которой подключен к ин.формационному входу соответствующего ключа 5 к управляющим входам которыхподсоединены соответствующие выходы формирователей строб-импульсов 1 4 К, Выходыключей 5, связаны со входами второгоэлемента ИЛИ 3, выход которого соединенс управляющими входами элементов И 7, связывающих входы и выходы соответствующихразрядов счетчика основания б и накопителя 8.Примцип действия предлагаемого устройствадля одновременного вычисления суммы квад.ратов нескольких чисел состоит в следующем.В.исходном состоянии в счетчик основанияб записано число 2 - 1, где и - число двоичОных разрядов счетчика основания 6, а накопитель 8 установлен в нуль. Необходимым условием для работы предлагаемого устройстваявляется синхронность импульсов, из которыхформируется число-импульсный код, возводимых в квадрат чисел (эти импульсы могут .формироваться одним генератором импульсов). 4При поступлении на вход элемента ИЛИ 2 первых импульсов каждого пакета, на его выходе формируется только один импульс, что является следствием синхронности входных импульсных последовательностей, Импульс с выхода элементу ИЛИ 2 поступает на вход К-звенной линии задержки 4 и на вход второго разряда счетчика основания б, где после его прихода будет записана единица,На каждом выходе К-звенной линии задерж ки 4 при этом появится импульс, соответствующий входному импульсу, задержанному навремя г - 1 Лт, где Ьт - время задержки одной секции (звена), 1 = 1, 2, К - номсрзвена линии задержки 4. Время Ьт определяется длительностью переходных процессов Всчетчике основания б накопителя 8 и, в случае использованияв этих узлах сквозного па.реноса, может быть весьма малым. Импульсыс выхода Кэвенкой линии задержки 4 поступают на информационные входы соответствующих ключей 54 на управляющие входыкоторых поданы строб-имйульсы с выходовформирователей строб. импульсов 1 к, дли.тельность которых определяется длительностьюпакетов импульсов, подаваемых на входы устройства, Импульсы с выходов ключей 54поступают на входы элемента ИЛИ 3, на выходе которого формируется последовательность,состоящая из К импульсов, отстоящих другот друга на время Ьт, Эта последовательностьимпульсов поступает на управляющие входыэлементов И 7, которые переносят код, записанный в счетчике основания 6, накопитель 8 на суммирование, После окончания переносав накопителе 8 будет зафиксировано числоК 1, так как в счетчике основания был записан код единицы. При появлении на выходе элемента ИЛИ 2 очередных импульсов в счет.4 о чике основания б будет формироваться код нечетных чисел в соответствии с выражением 21 - 1, где 1 - число импульсов, поступивших на вход, второго разряда счетчика б, По окончании пакета импульсов соответствующего 45 наименьшему из возводимых в квадрат чисел(в данном случае числу т в накопителе 8будет сформирован код числа, определяемого Фвыражением К Е (2 - 1), которое4"-1Ъсоответствует первому слагаемому в формуле (3). При этом с управляющего входа ключа 5 , снимается строб-импульс и выход К.го звена линии задержки 4 отключается от входа элемента ИЛИ 3, на выходе которого йри появлении очередных импульсов на выхо. де логического элемента ИЛИ 2, будет формироваться импульсная последовательность, состоящая иэ К - 1 импульсов.жгород, ул 5После окончания пакета импульсов, соот-ветствующего числу а, в накопителе 8 будетюз записай код числа(2-1)к-Я Е (21-О.1 е, йв Прн этом снимается строб-импульс с управляющего.входа ключа 5 и теперь на выходе элемента ИЛИ 3 формируется импульсная последовательность, состоящая иэ К - . 2 импульсов.В дальнейшем устройство работает аналогично и после окончания пакета импульсов,соответствующего наибольшему иэ чисел, числу в,К в накопителе 8 будет записан код, определя. емый выражением (3) .Таким образом, предлагаемое устройство позволяет вычислять сумму квадратов К чи. сел при одновременной подаче их на вход.При этом время вычислений определяется длительностью пакета импуЛьсов, соответствующего наибольшему иа возводимых в квадратчисел,Формула изобретения Устройство для вычисления суммы квадра.тов К чисел, содержащее счетчик основания,разрядные выходы которого через элементыИ группы соединены со входами соответсву.ющих разрядов накопителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстро.1 5 действия, в него введены К формирователейстроб-импульсов, К-звенная линия задержки,К ключей, элементы ИЛИ, причем информационные входы устройства соединены с соответствующими Входами формирователей строб-им 1 о пульсов и входами первого элемента ИЛИ, вы.ход которого соединен со входами второгоразряда счетчика основания и К-звенной ли.нни задержки, выход каждого звена которой.подключен к информационному входу соответ-1 ствующего ключа, упраляющий вход которогосоединен с выходом соответствующего формирователя строб-импульсов, выходы ключей че.рез второй элемент ИЛЩ соединены с управ- .ляющими входами элементов И группы,зв Источники информации,принятые вб внимание при зксйертизе1. АвтЬрское свидетельство СССР И 331385,кл, 6 06 Р 7/38, 1970,2. Авторское свидетельство СССР Х 475619,2 кл. 6 08 Р 7/38, 1975 (прототип).