Устройство для возведения в квадрат

ОП ИСАИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ С Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное явлено 21. 12.7 присоединением заяви 3 ЬеуааретеееМ кемитет СССР йе леням кзябретеинй к открытки(72) Авторы изобретени аев и А ххаров 7) Заявитель титут кибернетики, с вычислительныентром АН Узбекской ССР КЭАДРА 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕ вычисли тельс польэованоеалиэацией ретение относится хинке и может быть мах с аппаратурнэ ой те в систе ой рфункций.Известны устройства для возведения%в квадрат, в которых используется последовательная обработка цифрового кода,что снижает его быстродействие 1Наиболее близким по технической сущ-ности к предложенному является устройство для возведения в квадрат, содержащее 1 -разрядный входной регистр, 2 орвэрядный счетчик и группы потенциальноимпульсных элементов И 2 ,Б известном устройстве количествотактов работы схемы определяется количеством 1" в двоичном коде возводимого в квадрат числа. Чем больше ф 1 ф вкоде, тем дольше длится операция возведения в квадрат, В таком устройстве неудается получить высокого быстродействия для чисел с большим количествоьГ 1в разрядах,Йелью изобретения является повышение быстродействия.Боставленная цель достигается тем, что в устройство для возведения в квадрат введены цепочка последовательно-.соединенных элементов задержки и группы элементов неравноэначности, входы которых соединены с нулевыми выходами соответствующих разрядов О -разрядного входного регистра, нулевые и единичные выходы разрядов которого, а также прямые и инверсные выходы элементов не- . равнозначности групп подключены к потенциальным входам потенцивльно-импульсных элементов И соответствующих групп, выходы потенциально-импульсных элементов И первой, второй и третьей групп соединены с вычитвющими, а четвертой, пятой и шестой групп - с суммирующими входами 2 1 т-разрядного счетчика, импульсные входы потенциаль- . но-импульсных элементов И всех групп подключены к выходам соответствующих элементов задержки, вход первого из ко-" торых соединен с выходом генератора импульсов;Н а чертеже и ре дст валена схема устройства для возведения в квадрат.Устройство содержит Л -разрядныйвходной регистр 1, 2 1 -разрядный счетчик 2, группы 3-8 потенциально-импульсных элементов И, цепочку 9 последовательно соединенных элементов задержки,группы 10 и 11 элементов неравнознач: ности, вход 12, соединенный с генерато-ром импульсов (на чертеже не понвзан).Количество н алемейтов неравнозначности в каждой группе зависит от разрядности И входного кода и связано с нейзависимостьюв=юг -(- Я,гдев . номер группы. Нумерация группначинается с той, которая имеет наиболь-"Шее количество элементов неравноэначнос-ти, т.е. с группы 11.При этом выходы элементов И первогоэлемента нерввнознвчности группы 11 с= 1 подключается к входу 1 =2 и счетчика 2,выходы элементов И первогоэлемента неравноэнвчности следующейгруппы 10 с 1 =2 подключается к входу 1 =2 и -5 и т.дт.е. выходы элементов И первых элементов неравнозначности в каждой последующей группе подключаются к очередным (начиная со старшего разряда) нечетным входам. Выходэлементов И последйего-элемейта нерав-нозначности группы 11 (=1) подключа-ются к входу 1 =1, т.е, к его младшемуразряду. Выход элементов И последнегоэлемента нерввноэнвчности группы 10( ) =2) подключается к входу 1=3. Выхо-ды элементов И последних элементов неравйозначности в последующих группах""младщио разряда, "нечетным выходамсчетчика 2.Входы элементов нерввнозначностиподключены к двум йз"И разрядов входного регистра 1. Входы первых элементов" " первого элемента неравноэначности вгруппе 11 (=1) под;ключены к вйходам1-го и 2-го рвзрядов. Входы первого"элемента"неравнозначности группы 10762 74разрядов. Входы второго элемента нерав.нозначности в группе 11 подключены квыходам 1-го и 3-го разрядов, входыэлементов неравнозначности в группе 10.подключены к выходам 1-го и (2)+1)-горазрядов входного регистра 1 и т.д. Вхо 1ды третьих элементов-неравноэначностив каждой группе подключены к выходам2-го и (к+1)-го разрядов. Входы четвер 10 тых элементов неравнозначности в группах подключены к выходам 2-го и (к+2)го разрядов. Следующие по счету элемен-ты неравнозначности в группах подключаются к выходам разрядов 3-го и (к 3 2),го, 3-го и (к+3)-го, 4-го и (к+3)-го,4-го и (к+4)-го и т.д.Входы элементов И групп 6 и 3 подключены соответственно к единичным инулевым выходам 1- 1 разрядов "входно 20 го регистра 1, а выходы подключены квходам от 1 =2 И -1 до 1 =1 разрядовсчетчика 2. Выходы элементов И групп7 и 4 подключены соответственно к инверсным и прямым выходам группы 10- элементов неравнозначности, а выходыподключены к,входам от 1 =2 И -5 доФ1, =3 счетчика 2. Входы элементов Игрупп 8 и 5 подключены соответственно к.-инверсным й прямым вйходвм группы 11элементов неравноэнвчности, в выходыподключены к входам от 1 2 и 3 до1 1 счетчика 2,Устройство работает следующим образом.Перед началом работы во все нечетные 1, 3; , 2 й -1 разряды счетчика 2заносятся "1", а во входной регистр 1подается-код возводимого в квадрат числа. При этом нв вход 1-го разряда пода 40ется самый старший разряд кода, а нввход последнего - самый младший двоичный разряд. Затем нв вход 12 линиизадержки подается импульс занесения,который задерживается на время уствнов 45ления кода в регистре 1, и с выходаперволюб"элемента задержки поступает наимпульсные входы элементов И групп 6. и 3 и заносит содержимое регистра 1 всчетчик 2. Этот же импульс поступает навходы всех последующих элементов задержки;"и заносит поочередно состоянияэлементов неравноэначности в счетчик 2.С выхода последующего элемента звдержки он поступает на вход последнего зле мента задержки и заносит состояние элементов неравнозначности группы 1 1 через элементы И групп 8 и 5 в счетчик2, На атом работа устройства эаквнчи5 7177 вается, и в 2 й-разрядном счетчике 2 в результате накопления кодов состояний групп элементов неравнозначности раэря дов входного регистра 1 и введенных перед началом работы "1" в нечетные разряды счетчика 2 образуется число, являющееся квадратом введенного во входной . регистр 1 числа.Быстродействие устройсжа зависит от количества тактов работы схемы. Коли чество тактов работы схемы на единицу больше числа групп элементов неравно-" эначности и равно количеству элементбв задержки. В, свою очередь количество элементов задержки зависит от .разрядности возводимого в квадрат числа и.составляет приблизительно половину величины И, Количество тактов определяется .по фо м ле:д20, Таким образом, быстродействие пред рулагаемого устройства при возведении вквадрат чисел с большим количеством фГв разрядах выше быстродействия аналогичных известных устройств.Формула и э о б р е т е н и яУстройство для возведения в квадрат,содержащее-разрядный входной регистр,62 62 - разрядный счетчик и группы потенциально-импульсных элементов И, о тл и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения быстродействия, в него введены цепочка последовательно-соединенных элементов задержки и группы элементов неравнозначности, входы которых соединены с нулевыми выходами соответствующих разрядов-разрядного входного регистра, нулевые и единичные выходы разрядов которого, а также прямые и июерс ные выходы элементов неравнозначности групп подключены к потенциальным входам потенциально-.импульсных элементов И соответствующих групп, выходы потенциально-импульсных элементов И первой, второй и третьей групп. соединены с вычитающими,а четвертой, пятой и шестой групп - с суммирующими входами 2 И - разрядного счетчика, импульсные входы потенцнальн Импульсных элементов И всех групп подкаочены к выходам соот ветствукзцих элементов задержки, вход первого иэ которых соединен с выходом генератора импульсов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРЪ 555399, клС 06 Р 7/38, 1975,2, Авторское свидетельство СССР М 419888, кл. В О 6 Р 7/38, 1971,, ЦНИИПИ За аэ 9849 илиал ППП фйатент Тираж 7 род,Проектная, 4 оное