Квадратор

(56)Иф 362 тво СССР1965,о СССР976 (про идет 7/5 детечьс У 67 тоти 52 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) КВАДРАТОР, содержащий группуэлементов И, сумматор, элемент И,элемент ИЛИ, элемент задержки, блокуправления, причем входы операндовсумматора соединены соответственнос выходами элементов И группы, входсумматора соединен с выходом квадратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия,в него введены регистр увеличения числа, регистр уменьшения числа, второйэлемент И, причем информационные входы регистра увеличения числа и регистра уменьшения числа соединены соответственно с информационными входамиустройства, выходы регистра увеличения числа соединены с входами соответствующих элементов И группы, выходы регистра уменьшения числа соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента И ход которого соединен с входом элемента задержки и первым входом второго элемента И, второй вход которогосоединен с выходом младшего разрядарегистра уменьшения числа, выход второго элемента И соединен с управляющими входами элементов И группы,выход элемента задержки - со сдвигающим входом регистра увеличения числаи регистра уменьшения числа, блок управления содержит элемент И, элементзадержки, КБ-триггер, элемент ИЛИ игенератор опорной частоты, причем выход элемента ИЛИ блока управлениясоединен с входом элемента задержкиблока управления и с синхронизирующими входами сумматора, регистра умень-.шения числа и регистра увеличениячисла, квадратора, информационныевходы которого соединены соответственно с входами элемента ИЛИ блокауправления, выход элемента задержкиблока управления соединен с информационным входом КБ-триггера блока управления, прямой выход КБ-триггераблока управления соединен с первымвходом элемента И блока управления,второй вход элемента И блока управления - с выходом генератора опорнойчастоты блока управления, выход элемента И блока управления - с вторымвходом первого элемента И устройства,выход элемента ИЛИ которого соединенс входом сброса КЯ-триггера блокауправления.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных управляющих или вычислительных цифровых машинах,а также в различных функциональных устройствах и цифровых измерителц;ных приборах, где операция возведенияв квадрат является специфической,Известен цифровой квадратор, содержащий вцчитающий счетчик, двегруппы элементов И, сумматор, блоккоррекции, два регистра 1,Недостатками устройства являютсясложность и низкое быстродействие.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяцифровой квадратор, содержащий группу элементов И, сумматор, элемент И,элемент ИЛИ, элемент задержки, блокуправления, причем входы операндовсумматора соединены соответственнос выходами элементов И группы, выход сумматора - с выходом устройства 123Недостатком известного устройстваявляется низкое быстродействие, обуславливаемое неоптимальностью используемого арифметического ряда.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. ЗОПоставленная цель достигается тем, что в квадратор, содержащий группу элементов И, сумматор, элемент И, элемент ИЛИ, элемент задержки, блок управления, причем входы операндов сумматора соединены. соответственно с выходами элементов И группы, выход сумматора - с выходом устройства, введены регистр увеличения числа, регистр уменьшения числа, второй элемент И, причем информационные входы регистра увеличения числа и регистра уменьшения числа соединены соответственно с информационными входами устройства, выходы регистра увеличения числа соединены с входами соответствующих элементов И группы, выходы регистра уменьшения числа соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соеди- .50 нен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки и первым входом второго элемента И, второй вход которого ,соединен с выходом младшего разряда регистра уменьшения числа, выход второго элемента соединен с управляющими входами элементов И группы, выход элемента задержки - со сдвигающимвходом регистра увеличения числа ирегистра уменьшения числа, блок управления содержит элемент ИЛИ, элементзадержки, КЗ-триггер, элемент. И и генератор опорной частоты, причем выходэлемента ИЛИ блока управления соединен с входом элемента задержки блокауправления и с синхронизирующими входами сумматора, регистра уменьшениячисла и регистра увеличения числаквадратора, информационные входы которого соединены соответственно с входами элемента ИЛИ блока управления,выход элемента задержки блока управления соединен с информационным входом КЗ-триггера блока управления,прямой выход КЗ-триггера блока управления - с первым входом элемента Иблока управления, второй вход элемента И блока управления - с выходом генератора опорной частоты блока управления, выход элемента И блока управления - с вторым входом первого элемента И устройства, выход элементаИЛИ которого соединен с входом сбросаКЗ-триггера блока управления.На фиг, 1 представлена структурнаясхема квадратора; на фиг. 2 - структурная схема блока управления.Квадратор содержит регистр 1 уве"личения числа, группу элементов И 2,элемент И 3, элемент 4 задержки, элемент И 5, элемент ИЛИ 6, сумматор 7,блок 8 управления, регистр 9 уменьшения числа, информационный вход 10,выход 11, Блок 8 управления содержитэлемент 12 задержки, КЗ-триггер 13,элемент И 14, генератор 15 опорнойчастоты, элемент ИЛИ 16,Блок управления работает следующимобразом.При занесении числа И по информационному входу 10 сигнал с выходаэлемента ИЛИ 16 поступает через первый выход блока 8 управления к элементам 1, 7 и 9, а также через линию 12задержки взводит триггер 13, э результате чейо открывается элемент И 14.,Импульсы опорной частоты с генератора 15 опорной частоты, через открытый элемент И 14 поступают на второйвыход блока 8 управления к элементуИ 3. Сигнал от элемента ИЛИ 6 поступает на второй вход блока управленияи перебрасывает КЗ-триггер 13, уста- -.навливая блок 8 управления в исходное состояние.Устройство работает следующим об-разом.При занесении очередного числа Ю, возводимого в квадрат, по информационному входу 10, его код поступает.5 на информационные входы регистра 1 увеличения числа и регистра 9 уменьшения числа, а также вход блока 8 управления. При этом на первом выхо 10 де блока 8 управления формируется импульс, который обнуляет сумматор 7 и обеспечивает запись (операнда) числа Н в регистр 1. увеличения числа и регистр 9 уменьшения числа. С второго15 выхода блока 8 управления на входпервого элемента И 3 начинают поступать импульсы опорной частоты. Если в регистре 9 уменьшения числа записано число И то единица с выхода элеменУ20 та ИЛИ б открывает элемент И 3 и импульсы опорной частоты через элемент И 3 поступают на вход линии 4 задержки и на первый вход элемента И 5. В случае, если младший разряд записанного числа равен единице, то импульс с выхода элемента И 5 открывает группу элементов И 2, что обеспечивает запись операнда из регистра, 1 увеличения числа в сумматор 7, где происходит сложение его с содержимым сумматора 7. В то же время сигнал с выхода линии 4 задержки поступает на управляющие входы регистров увеличения числа и уменьшения числа, тем самым происходит сдвиг содержи-35 мого регистра 1 увеличения числа в сторону увеличения, а регистра 9 уменьшения числа - в сторону уменьшения. В случае, если младший разряд числа И равен нулю, то запись 40в сумматор 7 числа В не происходит,а сдвиг регистров осуществляетсяаналогично. Работа квадратора заканчивается при обнулении регистра 9 уменьшения числа. При этом на выходе элемента ИЛИ Ь устанавливается нулевой уровень, который закрывает элемент И 3. В сумматоре 7 находится квадрат числа И,Квадрат числа Я в квадрате вычисляется по Ряду И 2 = - Ь 2" В(1)(2) О , если данная дискрета негде авходит в суммую1, если данная дискрета входит в сумму. ТВ = (и+1)С где- период следования импульсов опорной частоты.Таким образом, предлагаемый квадратор обеспечивает вычисление квадрата числа по сравнению с известнымв --раз быстрее (при условии(И)г.Ь+ УС.совпадения тактовой частоты),где И - значение числа возводимогов квадрат;и - номер старшего разряда двоич-,ного представления числа.