Устройство для возведения в квадрат -разрядных чисел

(19) (11)552 4(51) С НИЯ ИЕ ИЗОБ ПИ К АВТОРСКОМ ЕЛЬСТВУ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯВ КВАДРАТ И-РАЗРЯДНЬИ ЧИСЕЛ, содержащее первый и второй счетчики, схему сравнения, управляемый делительчастоты и генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу управляемого делителячастоты, первая группа входов схемысравнения соединена с разрядными выходами первого счетчика, о т л и чю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержитделитель частоты,два коммутатора,первый и второй вычитатели, при этомвыход генератора импульсов соединен с информационным входом делителячастоты, выход делителя частоты соединен с первым информационным входом первого коммутатора,выход управляемого делителя частоты .соединен с первым информационным входомвторого коммутатора, причем выходыкоммутаторов соединены соответственно с суммирующими и вычитающими входами первого и второго счетчиков,выход первого счетчика соединен спервым входом первого вычитателя,первый выход схемы сравнения соединен с первыми управляющими входамикоммутаторов и управляннщим входомпервого вычитателя, вьпсод которогосоединен с управляющим входом управляемого делителя частоты, второйвыход схемы сравнения соединен свторыми управляющими входами коммутаторов, третий выход схемы сравнениясоединен с управляющими входами делителя частоты и управляемого делителя частоты, вторая группа входовсхемы сравнения соединена с входомустройства и первым входом второговычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, авыход второго вычитателя являетсявыходом устройства.1 11401Изобретение относится к цифровойвычислительной технике,Известно цифровое устройство длвозведения в квадрат, содержащее генератор импульсов, группу элементовИ, реверсивный счетчик результата,счетчик н группу дешифраторов нуля 1 .Недобтаток данного устройства -ограниченное быстродействие, связанное с тем, что затруднено возведение 1 Ов квадрат последовательности кодов,соседние иэ которых отличаются друг. от друга больше, чем на единицу.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для возведения в 15квадрат, содержащее генератор импульсов, два счетчика, схему сравнения иуправляемый делитель частоты, входкоторого подключен к выходу генератора импульсов, первая группа входовсхемы сравнения соединена с разрядными выходами первого счетчика 2 .Недостатком прототипа является относительно низкое быстродействие привозведении в квадратпоследовательиости кодов чисел, являющихся дискретным представлением непрерывно изменяющейся функции, обусловленное тем,что счетчик, импульсов при подаче очередного кода начинает заполняться снуля до совпадения с х",Цель изобретения - увеличение быстродействия при возведении в квадратпоследовательности кодов и-разрядныхчисел. 35Поставленная цель достигается тем,что в устройство для возведения вквадрат и-разрядных чисел, содержа-.щее первый и второй счетчики, схемусравнения, управляемый делитель частаты и генератор импульсов выходкоторого подключен к информационномувходу управляемого дечителя частоты,первая группа входов схемы сравнениясоединена с разрядными выходами первого счетчика дополнительно введеныделитель частоты, два коммутатора,первый и второй вычитатели, при этомвыход генератора импульсов соединен синформационным входом делителя частоты, выход делителя частоты соединен с первым информационным входомпервого коммутатора, выход управляемого делителя частоты соединен с первым ииформационнйм входом второго коммутатора, причем выходы коммутаторовсоединены соответственно с суммирующими и вычитающими входами первого и второго счетчиков, выход первого счетчика соединен с первым входом первоговычитателя, первь 1 й выход схемы сравнения соединен с первыми управляющими входами коммутаторов и управляющим входом. первого вычитателя, выход которого соединен с управлявшимвхоцом управляемого делителя часто-.ты, второй выход схемы сравнения соединен с вторыми управляк 1 щнми входами,коммутаторов, третий выход схемысравнения соединен с управляющимивходами делителя частоты и управляемого делителячастоты, вторая группа входов схемы сравнения соединенас входом устройства и первым входомвторого вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второгосчетчика, а выход второго вычитателя является выходом устройства,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства возведения в квадрат и-раэрядныхчисел,Устройство содержит генератор 1импульсов, делитель 2 частоты, управляемый делитель 3 частоты, коммутаторы 4.1 и 4.2, счетчики 5.1 и 5,2(счетчики выполнены реверсивньыи)схему 6 сравнения, вход 7 устройства,вычитатели 8 и 9, а также вход 10устройства.Устройство работает следующим об - разом.Схема 6 сравнения сравнивает содержимое счетчика 5.1 со значением Х +1 и выдает сигнал на третий выход при равенстве этих значений, на первый выход - когда Х+1 меньше содержимого первого реверсивного счетчика и на второй выход - когда оно больше, поэтому в исходном состоянии, когда на вход устройства поступает код "0", в счетчике 5.1 записана "1", Когда на вход 7 устройства поступает двоичный код заданного числа Х , схема 6 сравнения снимает обнуляющий сигнал с входов делителя 2 частоты и управляемого делителя 3 частоты и сигналом с первого или второго выхода открывает прохождение импульсов череэ коммутаторы 4. 1 и 4.2, Комму таторы 4. 1 и 4.2 открыты до тех пор, пока на выходе реверсивного счетчика 5.1 небудет записано число Х+1, после чего на третьем выходе схемы сравнения появится сигнал, обнуляющий делитель и управляемый делитель час1140119 4 ка, успеет принять Х-Химпульсов за время тоты и пропадет сш над на первом или втором выходе, открывающий коммутаторы.Время Т необходимое для принятия1)реверсивным счетчиком 5.1 Х импульсов,Ня суммипуюший вход реверсивногосчетчика 5.2 за это время поступитИ, импульсов, определяемых в соответ(г)10 ствии с формулой (1). Поскольку напервом выходе схемы сравнения в течение времени Т, находится значение 0(2)и ито содержимое счетчика 5.1, поступающее на первый вход вычитателя 8,без изменений поступит на третийвход управляемого делителя частоты.В этом случае 2 О Т = Х1ЕО где При 5,2 до ступитИ 2- т Е, Е - средняя частота на выходе1управляемого делителя частоты. где Поэтому Егпю + ЕгинЕ2 Е =(Х +Х +1) /2 --Ео 2 112 о25 Х + 1 Ко2 2 2" 30 Содержимое реверсивного счетчика 5.2 в этом случае г) Ф Х+Хг=Р+Я= - 2 ---2 Следовательно, содержимое реверсивного счетчика 5.2 35 а на выходе 10 устройства таким обЭЫ разом, будет получен код величины ХЕсли йа вход поступит код Х 2 и Х,Х 1то появится значение 1 на первом выходе схемы 6 сравнения. В , этом случае из значений, поступающих с выхода реверсивного счетчика 5.1 на вход вычитателя 8, будет вычитаться единица. Из реверсивного счетчика 5. 1 до закрытия коммутатора 4.1 Открывающего прохождение импульсов на вычитающий вход счетчика, вычитается (Х 1-Х ) импульсов .Максимальная и минимальная частоты, поступающие в этом случае с управляемого делителя 3 частоты на реверсивный счетчик 5.2, будут равны соответственно х+ х,22 22 Полученное значение И 2 в общем случае 2 п-разрядное, сдвинутое вле во на один разряд, что соответствует увеличению в 2 раза, вычитается на вы,читателе 9 из 2 п-разрядного кода числа Х, полученного на входе 7. В результате на выходе 10 устройства по лучают величину. у, определяемую как 2 у= 2 ф 1-Х,1=1что соответствует квадрату подаваемой на вход величины Х.Если после этого на вход 7 устройства поступит код числа Хг и Х )Х,2 то появится значение "1" на втором выходе схемы сравнения. Реверсивный 55 счетчик 5.1 до закрытия первого ком,мутатора открывающего прохождение импульсов на суммирующий вход счетчи= Хфва 1 гф )(Х +1) -- 1Ео2" 2- частота тактовых импульсовгенератора импульсов.этом на реверсивный счетчик закрытия коммутатора 4.2 поН импульсов Ео В данном случае Е = 1 --г 1111 2" Ео Е - Х 2 опоэтому г3 1140119 а количество импульсов Вф вычитаемых из реверсивного счетчика 5.2 и определяемых формулой (1) примет зна- чение Содержимое реверсивного счетчика5.2 Р в этом случае уменьшится наИ единиц и будет равно Составитель А.Жижиннская Техред А.Бабинец Корректор А.Зимокосо Редактор Л Заказ 265 3 раж 710 Подписноного комитета СССРний и открытий4, Раушская наб д, 4// 8 тНИИПИ Государствео делам изобрет035, Иосква, Жг. Ужгород, ул. Проектная Пат И = (Х 1-Х) (Х+Х+1) /2 ФЮ О) Х+ ХзР = Р -И ИФ у2 2 2Как и в предыдущих случаях на выходе устройства будет получен код ве личины Х .Предлагаемое техническое решениепозволяет сократить цикл вычисления квадрата числа, что приводит вконечном итоге к увеличению быстро действия,