Устройство для вычисления разности квадратов двух чисел

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5М. Кл.з С Об Г 7/38 с присоединением, заявки К 9 Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 151180. бюллетень Мо 42 Дата опубликования описания 25,11. 80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОС КВАДРАТОВ ДВУХ ЧИСЕЛ5 Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при создании систем и приборов обработки информации.известно устройство для пересче та и возведения в квадрат импульсных сигналов 1, содержащее 2 п-разрядный счетчик, линию задержки, дополнительный и-разрядный счетчик.Недостатком известного устройст- ва является малое быстродействие, поскольку время вычислений устройства определяется суммарной длительностью пакетов импульсов, соответствующих возводимым в квадрат чис- т 5 лам, если они представлены в число- импульсном коде.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для вычисления разности 29 квадратов двух чисел 21, содержащее накапливающий сумматор, триггер управления и элемент И, первый вход которого подключен к единичному выходу триггера управления. 2Недостатком этого устройства является сложность и малое быстродействие при обработке число-импульсных последоватеьностей. Последнее является следствием того, что для 3 работы устройства необходимо предварительное преобразование числоимпульоного кода в параллельный (при помощи регистров первого и второго числа). Время вычисления в данном случае равно сумме длительности наибольшего из пакетов импульсов, поступающих иа вход регистров первого и второго числа и непосредственно времеви вычислений, которое зависит от величины разности п,2 -п 2 и может2 2 быть весьма велико. Кроме этого, данное устройство не позволяет определять знак разности п 2-п 2, что приво 2дит к сужению областй его применения. Это обусловлено тем, что множество чисел, обрабатываемых устройством, ограничено неравенством итп 2.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается 1 ем, что в устройство для вычисле ния разности квадратов двух чисел, содержащее накапливающий сумматор, триггер управления и элемент И, первый вход которого подключен к единичному выходу триггера управления, введены триггер знака, сумматор по модулю два, группа элементов И, элемент задержки, счетчик и элементИЛИ, первый и второй входы которого соединены с соответствук 4 чими вХодами устройства и соответствующимивходами сумматора,по модулю два,причем второй вход элемента ИЛИ сое;динен с вторым входом элемента И,а выход - с входом элемента задержки и входом второго разрядасчетчика,разрядные выходы которого соединеныс вторыми входами элементов И группы, первые входы которых соединеиысвыходом элемента задержки, а выходы.подключены к разрядным входамнакапливающего аумматора, выход сумматора по.модулю два подключен к единичному входу триггера управления,единичный выход которого подключен" ,к третьим входам элементов И группы,1 выход элемента И соединен с единичным входом триггера знака.,На чертеже представлено устройство для вычисления разности квадратовдвух чисел, содержащее элемунт 1ИЛИ, элемент 2 задержки, счетчик 3,сумматор 4 по модулю два, триггер5 управления, группу б элементов И, .элемент И 7, триггер 8 знака,накапливающий сумматор 9В предлагаемом устройстве используется следующий алгоритм возведенияв квадрат числа импульсов:и 2 Е 1-п Е(2 (-1)(1)4=1 4=1- где п - возводимое в квадрат число.Используя этот алгоритм, запишемвыражение для разности квадратов двухчиселИ йи -и,(". (2-1) - (24- 1) = Е (21-1) +Е (21-1,) - ;С (24-1)". %, (Я),р)1:в+1 4: 1:ИИпри и ъп 2иСоотношения (2) и (3) положены в основу предлагаемого устройства,Принцип действия предлагаемого устройства для одновременного вычисления разности квадратов двух чисел и-п 2 состоит в следующем.2 2В исходном состоянии в счетчике3 записано число (2 ф) где щ - чис"ло двоичных разрядов счетчика 3,а сумматор 9 и триггеры 5, 8 установлены в нуль,Необходимым условием для работыпредлагаемого устройства являетсяЖ 3 йхронность импульсов;" изкоторыхформируется число-импульсный код"возводимых в квадрат чисел (этиимпульсы могут Формироватьсяоднимгенератором импульсов).При поступлении на вход элемента ИЛИ 1 первых импульсов, соответствующих числам п и и , на его выходе Формируется только один импульс, что является следствием синхронности входных импульсных последовательностей, Импульс с выхода элемента ИЛИ 1 поступает на вход элемента 2 задержки и на вход второго разряда счетчика 3, где- после его прихода,записывается единица. На выходе элемента 2 задержки ври этом появляетсяимпульс, соответствующий входномуимпульсу, задержанному на время дс.Величина М определяется длительностью переходных процессов в счетчи ке 3. Импульс с выхода элемента 2задержки поступает на первые входыэлемента И группы б.Импульсы, соответствующие числами и п 2, одновременно поступают на 49 вход сумматора 4 по модулю два, выходной сигнал которого при наличиина его входе двух импульсов ИЛИ приих одновременном отсутствии становится равен нулю. Триггер 5 управлеу 5 ния в этом случае остается в нулевом состоянии и разрешавд 1 ий сигнал на третьи входы элементов И группы б не подается. При этом коды нечетных чисел, Формируемые в счетчике 3, не переносятся в сумматор 9.По окончании поступления пакетаимпульсов, соответствующего меньшему числу и на выходе сумматора 4 по модулю два появляется выходной сигнал, который устанавливает триггер 5 управления в единичное состояние. При этом на вторые входы элементов И группы б и на вход управления элементов И 7 с единичного выхода триггера 5 управления подается 40 45 Ж 5 60 65 разрешающий потенциал. В момент прихода на вход устройства п 2+1 импульса в счетчике 3 Формируется код числа (2(п +1)-1), который импульсом с выхода элемента 2 задержк переносится в сумматор 9, а триггер 8 знака остается в прежнем состоянии,После прихода и импульса в сумматор 9 Формируется код числа, определяемого выражением (2). Разность ии 2 в данном, случае положительна, так как пр п и поэтому триггер 8 знака остается в начальном состоянии.Б случае, когда ии, устройство работает аналогичйо, Йо в момент окончания поступления пакета импульсов, соответствующего числу п 4, с выхода триггера 5 .управления подается разрешающий потенциал на элемент И 7. Следующий импульс из пакета и через открытый элемент И 7 перебрасывает триггер 8 знака в единичное состояние, что соответствует отрицательному знаку разности п-п.Таким образом предлагаемое устройство позволяет вычислять разность квадратов двух чисел с одновременнымопределением знака полученного результата. При этом время вычислений определяется длительностью наибольшего из пакетов импульсов, соответствующих возводимым в квадрат числам.формула изобретенияУстройство для вычисления разности квадратов двух чисел, содержащее накапливающий сумматор, триггер управ- ления и элемент И, первый вход которого подключен к единичному выходу триггера управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены триггер знака, сумматор по модулю два, группа элементов И, элемент задержки, счетчик и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с соответствующими входами устройства и соответствующими 780006 61)входами сумматора по модулю два,причем второй вход элемента ИЛИ сое-динен с вторым входом элемента И,а выход " с входом элемента задержки и входом второго разряда счетчика, разрядные выходы которого соединены с вторыми входами элементовИ группы, первые входы которых соединены с выходом элемента задержки,а выходы подключены к разрядным входам накапливающего сумматора, выходсумматора по модулю два подключенк единичному входу триггера управления, единичный выход которого,подключен к третьим входам элементовИ группы, выход элемента И соединен1 З с единичным входом триггера знака.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 331385, кл. С 06 Г 7/38, 1972.33 2. Авторское свидетельство СССРР 430389, кл. С 06 Г 7/38, 1974 (прототип).Составитель О.СвиркдрвРедактор Л.Морозова Техред А, Ач Корректор В.БУтягаЗаказ 9327 15 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проектная,