Квадратор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИ НИЛЬСТВУ Союз Советсиик Социалиетичесник Республик(22) Заявлено.120778 (Д 1) 2667958/18-24 с присоединением заявки Ио Государственнчй яомитет СаСР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15.1.80 Бюллетень Ио 42 Датег опубликования описания 25. 11. 80(72) Авторы изобретенияМ.М.Мусаев, А,А.Каххаров и О.Н,Дорошенко Ордена Трудового Красного Знамени институт кибернетикис вычислительным центром ЛН узбекской ССР(54) КВГДРйТОР Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть использовано в системах с аппаратурнойреализацией Функций.Известно устройство для возведе"ния в квадрат 11, однако оно отличается сложностью и невысоким быстродействием,наиболее близким к изобретениюявляется квадратор, содержавший гг-разрядный регистр основания, распределитель импульсов, в котором количество циклов аг при вычислечии Хф составляет аД, так как зависит отзначения выбираемого к"го разрядарегистра Х, При этом должно соблюдаться условие Х 2 . Таким образом,количество циклов преобразованиясушественио зависит от величин возводимого в квадрат приближенногочисла Х. При к, равном несколькимединицам (выбор. больших к сушественно снижает точность) данное. устройство реализует операцию возведенияв квадрат в несколько циклов дажедля очень малых значений Х. С увеличением значения Х количество циклов растет пропорционально величине возводимого в квадрат числа Х,так как в каждом цикле происходит 2вычитание единицы из регистра осно-,вания числа. Это продолжается дотех пор, пока разряды регистра основания старше к-го не установятся б На,нуль. Таким образом, количествоциклов гп пропорционально величиневозводимого в квадрат числа Х. Этообстоятельство суШественно снижает быстродействие данного устройст ва 2Цельго изобретения является увеличение быстродействия, которое независит от величины возводимого вквадрат чист)а, а зависит только от 5 разрядности регистра основания.Поставленная цель достигаетсятем, что в квадратор, содержащийи-разрядный регистр основания, распределитель импульсов, введены груп па из и элементов И-НЕ, (и) группэлементов И по в элементов в каждой(е=п-к) при к четном и (гг=п"к"1)при к нечетном, где к - номер группы элементов И к=1-(о), и-разряд ный сумматор, первые входы элементов И группы подключены квыходамраспределителя импульсов при к - -.етном и к -т при к - нечетном, втокрые входы подключены к прямым выхо" 30 дам (п- " в " +1)ных разрядов регистраосйования при-к нечетйом и к ииверсным выходам (и- .+1)-ых разрядов регистра основанйяприк"четном,третие входы элемЕнтов И к-ой груп пы.подключены к прямым выходам регистра основанияс ( ф+1) по (и ф)разряды соответственно при к четном- и к инверсным выходам регистра осно.вания с ( +1) по (и- "-ф )-е разряды соответственно нри к нечетном,выходы элементов И групп соединены 1с 1 по (и- к +1)-ый входы суацторадля нечетного х и с 1 по (и- ф+1)входы лля четного к, первые входыэлементов И-НВ подключены М взводуквадратора, вторые входы и прямымвыходам регистра основания,.а вы-. 15ходы к входам накапливающего сумматора с 1 по и-й, информационные аходы регистра основания подкаочены кинформационным входам квадратора,а инверсный выход сумматора является Щвыходом квадратора.На чертеже представлен предложенный квадратор, содержащий группу 1элементов И-НЕ, регистр 2 основания,группы элементов И 3, 4, 5, б, 7 и 8раепределитель 9 импульсов, вход10 квадратора, накапливающий сумматор 11, причем первые входкы элементов И групп подключены к - выходамзраспределителя импульсов при к четном и к к-" при к нечетном, вторыевходы подключены к прямым выходам(и- " +1)-ых разрядов регистраоснования при к четном и к инверсном выходам (и- -+1)-ых разрядовкрегистра основания при к четном,третие входы элементов и к-ой группы подключены к прямым выходам регистра основания с (- +1) по (и" +)"е2разряды соответственно при к четноми к инверсным выходам регистра осно- ф)вания с ( +1) по (и-)-е раз 2 2ряды соответственно при к нечетном,выходе элементов И групп соединеныс 1 по (и- +1)-й входы накаплива 2ющего сумматора для нечетного к и с 41 по (и" в " +1)-й входы для четного2к, первые входы элементов И-НЕ под-.ключены к входу квадратора, вторыевходы к прямым выходам регистра основания, а выходы к входам накапливающего сумматора с 1 по и-й, инфорвмационные входы регистра основанияподключены к информационным входамквадратора, а инверсный выход накапливающего сумматора является выходом квадратора. 55Схема работает следующим образом,Перед чаналом работы регистр 2 основания и накапливающий сумматор уста навливавтся в нулевое состояние. 60 Затем в регистр 2 основания заносится возводимое в квадрат число. В первом цикле импульс с входа 10 заносит на входы =1, (2,и накаплйвающего сумматора через элемен ты И-НЕ группы 1 содержимое регистра 2 основания, Во втором цикле имаульс с первого выхода распределителя 9 импульсов заносит содержимое разрядов регистра 2 основания с второго до и-го на входы1, 1=2инакапливающего сумматора через элементы И группы 4, если и-й разряд регистра основания находится в нулевом состоянии, или элементы и групп 3, если разряд и регистра 2 основания находится в единичном сос. тоянии. В третьем цикле импульс с вто. рого выхода распределителя импульсов заносит содержимое разрядов регистра 2 основания с третьего по и"2-ой на входы щ 1,2,у,инакапливающего сумматора через элементы И группы б, если и-й разряд регистра основания 2 находится в нулевом состоянии и через элементы И группы 5, если и-й разряд регистра 2 основания находится в нулевом состоянии. В четвертом цикле импульс с .третьего выхода распределителя импульсов заносит содержимое разрядов регистра основания 2 с четвертого по и-й на входы 1=1,2, =и-б накапливающего сумматора через элементы И группы 8, если разряд и-го регистра 2 основания находится в нулевом состоянии, и через элементы И группы 7, если и-й разряд регистра основания находится в единичном состоянии. Таким образом, группы эле моментов 3 и 4, 5 н б, 7 н 8 служат для подачи кбда из регистра 2 основания на вхбды накапливавщего сумматора либо прямым (группы 4, б, 8), либо инверсным (группы 3, 5, 7) кодом, Через элементы И группы 3 зано сится прямой код регистра основания на входы накапливающего сумматора.Очевидно, что количество циклов работы данной схемы в приведенном примере составляет четыре. При увеличении разрядности регистра основания количество циклов возраста" ет пропорционально, но не зависит оу самой величины возводимого в квадрат числа Х, Зависимость между разрядностью и регистра основания и числом циклов а в данном квадраторе выражается в следующем виде щ=(и), т.е. общее количество циклов возведения в квадрат на четыре меньше разрядности регистра основания.Таким образом, быстродействие данного квадратора значительно увеличивается и не зависит от величины возводимого в квадрат числа.Формула изобретенияКвадратор, содержащий и-разрядный регистр основания, распределитель импульсов, о т л и ч а в щ и й с я тем, что, с целью повышения быстро780005 ВНИИПИ Заказ 9327/15 Тираж 751 Подписнсе филиал ППП "Патент", г. ужгорсд ул оектна действия в него введены группы иэ л элементов И-НЕ, (и) групп элементов И по в элементов в каждой (щ=п-к) при к четном, и (в и-к) при к нечетном, где к - номер группы элементов И к=1(п"2), и-разрядный сумматор, первые входы элементов И группы подключены к -" выход дам распределителя импульсов при к четном и к + при к - нечетном,К+1вторые входы подключены к прямым выходам (и- "-Д+1)-ых разрядов регистра основания при к нечетном и к инверсным выходам (о- ф +1)-ых разрядов регистра основания:при к четном, третьи входы элементов И к-ой группы подключены к прямым выходам регистра основания с ( ф +1) по (и- ф) разряды соответственно при к четномн к инверсным выходам регистра основания с ("ф+1) по (о- -) разряды соответственно, выходы элементов И групп соединены с 1 по (и- - -+1)-ый входы сумматора для нечетного к и с 1 по (и- ф +1) входы для четного к, первые входы элементов И-НЕ подключены к входу квадратора, вторые входы к прямым выходам регистра основания, а выходы к входам сумматора с 1 по о-й, информационные входы регистра основания подключены к информационным входам квадратора, а инверсный выход сумматора является выходом квадратора. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 15 1. Авторское свидетельство СССР Р 568051, кл, 6 06 Е 7/38, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР 9 364934; кл, 6 06 Г 7/38, 1970 (прототип).