Устройство для возведения в квадрат

(51) 7 55 ЕТЕЛЬСТ м 3 дах у тельн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ПНТ СССР ОПИСАНИ А ВТОРСКОМУ(71) Специальное проектно-конструкторское бюро "Дискрет" Одесского политехнического института(56) Авторское свидетельство СССРЯф 656056, кл. С 06 Г 7/552, 1976.Авторское свидетельство СССРВ 145 1686, кл, С 06 Р 7/552, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных иуниверсальных ЭВМ. Устройство содержит регистр операнда 1, в которыйвдвигаются разряды операнда, реггистр управления 2, формирующий совместно с элементами И-НЕ 1-йи 2-й групп сигналы, ограничивающие последовательность разрядов операнда на выходах регистра 1 посредством элементов И групп 3-й и 4-й. Ограниченные последовательности разрядов операнда поступают на входы элементов И 1-й и 2-й групп, формирующие конъюнкции с четными и нечетными значениями К в весовых функциях 2 соответственно,к1 с = 1-16. Сумматоры 9 и 1 О складывают конъюнкции соответственно с четными и нечетными значениями К, а также значения посчитанных ранее разрядов су мы сумматоров 9 и О поступают на выходы устройства, обеспечивая получение последовательного кода произведения в четвертичной системе счисления. Причем непрерывная последовательность операндов обеспечивает на,выхо"стройства непрерывную последоваость результатов. 2 ил.:тельной технике и может быть использовано в специализированных и универсальных ЗВМ,5Целью изобретения является повышение производительности устройства.На фиг.1 представлена структурнаясхема устройства для возведения вквадрат 8-разрядного аргумента, нафиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит регистр 1операнда, регистр 2 управления,элементы И-НЕ 3-13-3 первой группы, элементы И-НЕ 4-14-3 второй; группы, элементы И 6-16-3 второйгруппы, элементы И 7-17-4 третьейгруппы, элементы И 8-18-3 четвер той группы, первый 9 и второй 10 сум маторы, регистр 11, информационныйвход 12, синхровход 13, вход 14сброса устройства и выходы 15 устройства, 25Устройство работает следующим образом.На синхровход 13 устройства посеф нтупают синхроимпульсы типа меандртактирующие работу устройства. Навход 14 сброса устройства поступаетимпульс, обнуляющий регистр 1 операнда, регистр 2 управления и регистр11. На информационный вход 12 уст Ройства с частотой следования синхроимпульсов поступают разряды операнда (начиная с первого, младшего).Зтиразряды вдвигаются в регистр 1 опе-ранда под действием синхроимпульсов,обеспечивая выработку на выходах Регистра 1 последовательностей разрядов операнда в соответствии с указанным на фиг,2 временным диаграмами.Числа на.временных диаграммах выходовразРядов Регистра операнда 1 определяют номера разрядов операнда.Одновременно после обнуления регистра 2 управления в него под действием синхросигналов вдвигается единичное значение с инверсного выходачетвертого разряша регистра 2 управления, При этом с инверсного выходапервого разряда регистра управленияснимается сигнал у показанный насоответствующей временной диаграмме(фиг.2), а с прямых выходов разрядовс первого по четвертый регистра 2 управления снимается соответственно инверсия указанного сигналанепосредственно и инверсия, сдвинутая наодин, два и три такта. Сдвинутые сигналы поступают соответственно напервые входы элементов И-НЕ 3-1, 3-2,первой группы, а также элементовИ-НЕ 4-3, 4-2,4-1 второй группы. Навторые входы элементов И этих групппоступают соответственно сигналы спрямого и инверсного выходов пе 1 вогоразряда регистра 2 управления. Подих действием на выходах элементов И-НЕпервой и второй групп формируются сигналы, показанные на соответствующихвременных диаграммах (Фиг,2),Последовательности разрядов операнда с выходов разрядов регистраоперанда с первого по третий и с пятого по восьмой поступают соответственно на первые входы элементов И8-18-3 четвертой группы и элементов И 7-4, 7-3, 7-2 и 7-1 третьейгруппы, на вторые входы которыхпоступают сигналы с инверсного выходапервого разряда регистра 2 управления, выходов элементов И-НЕ 3-13-3первой группы и элементов И-НЕ 4-3,4-2 и 4-1 второй группы, ограничивая последовательности разрядов операнда нулевыми уровнями, Ограниченные последовательности разрядовоперанда поступают далее на элементы И 6-16-3 второй группы и элементы И 5-4, 5-3, 5-2 и 5-1 первойгруппы, которые под их действиемформируют послецовательности конъюнкций с нечетными и четными значениямиКК в весовых функциях 2 соответственно (К=1 10), Последовательностиконъюнкций обозначены на соответствующих временных диаграммах двухразрядными кодами, Первый и второй разряды кодов указывают на разряды операнда, над которыми выполняются операции умножения на данном элементе Игруппы. Конъюнкции на выходах элементов И одной группы имеют в такте одинаковые весовые функции соответственно с четными и нечетными степенями двойки для первой и второй группэлементов И,1Первый 9 и второй 10 одноразрядныесумматоры складывают в каждом тактеконъюнкции с одинаковыми весовымифункциями, а также значениями посчитанных ранее разрядов переносов сумматоров 9 и 10, задержанных на регистре 11. Кроме того, первый сумматор 9учитывает в качестве слагаемого пос15 ледовательность разрядов операндас выхода четвертого разряда регистра1 операнда.При этом на выходах суммы первого,9 и второго 10 сумматоров вырабатываются соответственно нечетные и четныеразряды произведения, поступающиена выходы 15 устройства. Четный инечетный коды цифры произведенияпредставлены в четвертичной системесчисления.На временных диаграммах (фиг,2)показано, что вслед за разрядами18 первого операнда поступают безпаузы разряды 13 второго операнда.Сигналы с выходов элементов И-НЕпервой и второй групп, а также с инверсного выхода регистра 2 управленияисключают нулевыми значениями формирования конъюнкций разрядов смежных операндов. На. выходах 15 устройства - непрерывная последовательность разрядоврезультата, представленного последовательным кодом в четвертичной системе счисления.Регистры 1,2 и 11 выполнены намикросхемах К 155 ИР 1 с инверторамина выходах первого и четвертого разрядов регистра 2. Одноразрядные многовходовые сумматоры 9 и 10 выполнены на одноразрядных многовходовыхсумматорах (микросхема К 155 ИИ 5) поярусной схеме,Формула изобретения Устройство для возведения в квадрат, содержащее регистр операнда, первую и вторую группы элементов И, содержащие четыре и три элемента соответственно, первый и второй сумматоры и регистр, причем вход сброса устройства соединен с входами сброса регистра операнда и регистра, синхровход устройства подключен к входу управления сдвигом регистра операнда и синхровходу регистра, информационный вход устройства соединен с информационным входом регистра операнда, выходы элементов И первой и второй групп соединены с одноименными входами соответственно первого и второго сумматоров, выход четвертого разряда регистра операнда соединен с первым входом четвертого элемента И первой группы и пятым разрядным входом первого сумматора, выход первогоразряда переноса которого соединен с четвертым разрядным входом второго сумма 52179 6тора, выходы первого и второго разря-.дов переноса которого и выход второгбразряда переноса первого сумматора5соединены соответственно с первым,вторым и третьиминформационнымивходами регистра, первый, второй итретий выходы которого соединены соответственно с шестым входом первогосумматора, пятым входом второго сумматора и седьмым входом первого сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения производительности устройства, в него введены регистр управления, первая и втораягруппы элементов И-НЕ по три элемента в каждой группе, третья и четвертая группы элементов И по три элемента в каждой группе, причем входуправления сдвигом регистра управления соединен с синхровходом устройства, вход сброса которого подключен квходу сброса регистра управления,выходы второго, третьего и четвертого25 разрядов которого соединены соответственно с первыми входами первого,второго и третьего элементов И-НЕпервой группы и первыми входамитретьего, второго и первого элеменЗ 0 тов И-НЕ второй группы, вторые входыэлементов И-НЕ первой и второй группподключены соответственно к прямомуи инверсному выходам первого разрядарегистрауправления, инверсный выходчетвертого разряда которого соединен35с информационным входом регистрауправления, выходы разрядов с первого по третий и с пятого по восьмойрегистра операнда соединены соответ 40 ственно с первыми входами первого,второго, третьего элементов И четвертой группы и четвертого, третьего,второго, первого элементов И третьейгруппы, вторые входы которых соеди иены соответственно с инверсным выходом первого разряда регистра управления, выходами первого, второго,третьего элементов И-НЕ первой группы и выходами третьего, второго и 60.первого элементов И-НЕ .второй группы, выходы элементов И четвертойгруппы соединены с первыми входамисоответствующих элементов И первой.группы и первыми входами соответ ствующих элементов И второй группы,выходы элементов И третьей группыподключены к вторым входам соответствующих элементов И первой группы,выходы второго, третьего и четверто1552 179 второй группы, выходы суммывторого сумматоров являютсяустройства,го элементов И третьей группы соединены соответственно с вторыми входами первого, второго и третьего элементов И первого ивыходами дквп 11ЬЛЗФ Х 8 7 дд 1 У 1 1 2 Эб б дфоп.2 Ю 1 8 Э Ф Х б Р Э Ф,5 ф Ю 7 ф б К 7 б 1 2 ф Я 4(ф бф у 1 2 Ю Ф б Е 7 б 1 8 Я йаЗэл 1 дмеФМ 1 дювале,1 дмВЫ 2 Э Ф б 7 б 1 2 б Фф 1 2 Э Ф Ю 72 Ю 1 1 8 8 Ф д б 7 1 йаЮЫ Ва,мЩ Ька И йамМ йа,аЗ"3 йа.аО да.ю.31 Мерват М 1 Э.Е йам 71 йКЭЛ,И ж 87 Эб Ю И бб 7 бб 1 Ф 2 Х 1 Э О Ы И Ю 7 О О 8 ФЯГ Ь,ЭЛ.8.3 Ва,м,М б 26 Э 7 Мб 17 йкэЯ,д.1 Составитель А, ДроздРедактор ВПетраш Техред П,Олийнык Корректор С. Черни Заказ 331 Тираж 562 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, А/5 11 11Производственно-издательский комбинат Патент , г, Ужгород, ул, Гагарина, 101