Устройство для возведения двоичных чисел в квадрат его варианты

СВОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 50 4 С 06 Р 7/552 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство СССР М 675421, кл, С Об Р 7/38, 1977.Авторское свидетельство СССР М 999047, кл. С 06 Р 7/552, 1980. (54) УСТР 011 СТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ В КВАДРАТ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить время выполнения операции БО 1280615 А 1 возведения в квадрат двоичных чиселв параллельном коде. Устройство попервому варианту содержит счетчик,сумматор, группу элементов И, дваэлемента ИЛИ, два элемента задержкии элемент НЕ. Устройство по второмуварианту содержит счетчик, сумматор,группу элементов И, пять элементовИ, четыре элемента ИЛИ, элемент задержки и два триггера, Число, которое необходимо возвести в квадрат,записывается в счетчике. Затем натактирующий вход устройства начинаетпоступать последовательность импульсов, Когда в счетчике будет нулевоечисло, в сумматоре сформирует значение квадрата числа. 2 п,ф., 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислителей и функциональныхпреобразователей5Целью изобретения является повышение быстродействия путем сокращения числа итерации формирования приближенного значения результата,На фиг.1 представЛена функциональная схема устройства по первому варианту; на фиг.2 - функциональнаясхема устройства по второму варианту,Устройство для возведения двОичныхчисел в квадрат по первому варианту(фиг.1) содержит счетчик 1, сумматор2, группу элементов И 3, первый элемент И 4, первый элемент ИЛИ 5, второй элемент ИЛИ 6, первый элемент 7задержки, второй элемент задержки 8, 20элемент НЕ 9, второй элемент И 10,третий элемент И 11, тактовый вход 12,Устройство для возведения двоичныхчисел в квадрат по второму варианту(фиг.2) содержит счетчик 1, сумматор252, группу элементов И 3, первый элемент И 4, первь 1 й элемент ИЛИ 5, второй элемент ИЛИ 6, первый элемент 7задержки, тактовый вход 12, второйэлемент И 13, третий элемент И 14,четвертый элемент И 15, пятый элемент И 16, первый триггер 17, второйтриггер 18, третий элемент ИЛИ 19,четвертый элемент ИЛИ 20 и элементНЕ 21. 35Устройство для возведения двоичныхчисел в квадрат по первому вариантуфункционирует следующим образом.В исходном состоянии сумматор 2обнулен, а в счетчике 1 записано двоичное число Х, вследствие чего навыходе второго элемента ИЛИ 6 единичный сигнал. При этом на вход 12устройства поступает импульсная последовательность.С приходом первого импульса навход 12 устройства в первом тактечерез первые элементы И 4 и ИЛИ 5вычитается единица из содержимогосчетчика 1, 50 Если, после первого такта в счетчике 1 находится нулевое число, то на выходе второго элемента ИЛИ 6 будет нулевой, а на выходе элемента НЕ 9 - единичный сигналы, При этом импульс с выхода первого элемента И 4 проходит через первый элемент 7 задержки и во втором такте через третий 1280615 2элемент И 11 прибавляет единицу ксодержимому сумматора 2,Если после первого такта в счетчике 1 находится не нулевое число,то на выходе второго элемента ИЛИ 6остается единичный, а на выходе элемента НЕ 9 - нулевой сигналы, Приэтом импульс с выхода первого элемента И 4 проходит через первый элемент 7 задержки и во втором тактечерез второй элемент И 10 открываетгруппу элементов И 3, через которуюсодержимое счетчика 1 передается навход второго слагаемого сумматора 2со сдвигом на два разряда влево, т.е,учетверенное значение. Кроме того,импульс с выхода элемента И 10 проходит через второй элемент 8 задержки и в третьем такте через первыйэлемент ИЛИ 5 вычитается еще однаединица из содержимого счетчика 1.Аналогичные вычисления проводятсядля каждого импульса, поступающегона вход 12 устройства. В момент, когда в счетчике 1 будет нулевое число,на выходе первого элемента ИЛИ 6 будет нулевой сигнал, вследствие чегопоступление импульсов через первыйэлемент И 4, а следовательно, и процесс вычисления прекратятся,В результате в счетчике 1 будетнулевое число а в сумматоре 2 - зна 2 Учение ХУстройство для возведения двоичныхчисел в квадрат по второму вариантуфункционирует следующим образом,В исходном состоянии сумматор 2обнулен, а в первом триггере 17 и всчетчике 1 записало двоичное числоХ, из которого самый младший разрядзаписан в первом триггере 17, а остальные старшие разряды двоичногочисла Х записаны в счетчике 1, Приэтом если число ХО, то на выходечегертого элемента ИЛИ 20 единичныйсигнал. Второй триггер 18 находитсяв нулевом состоянии, вследствие чегона его инверсном выходе единичныйсигналаС приходом первого импульса навход 12 устройства в первом тактечерез второй элемент И 13 вычитаетсяединица из числа Х, записанного впервом триггере 17 и счетчике 1.Если для первого импульса послепервого такта в счетчике .1 и первомтриггере находится нулевое число,то на выходе четвертого элемента ИЛИ20 будет нулевой, а на выходе эле 1280615мента НЕ 21 - единичный сигналы, Приэтом импульс с выхода второго элемента И 13 проходит через третий элемент ИЛИ 19, элемент 7 задержки и вовтором такте через пятый элемент И16 прибавляет единицу к содержимомусумматора 2,После второго такта процесс вычисления прекращается,Если для первого импульса после 10первого такта в счетчике 1 и первомтриггере 17 находится ненулевое число, то на выходе четвертого элементаИЛИ 20 остается единичный, а на выходе элемента НЕ 21 - нулевой сигналы. При этом импульс с выхода второго элемента И 13 проходит черезтретий элемент ИЛИ 19, элемент 7 задержки и во втором такте через четвертый элемент И 15 открывает группу 20элементов И 3, через которую содержимое счетчика 1 и триггера 17 передается на группу входов сумматора 2со сдвигом на два разряда влево, т.е,учетверенное значение. Кроме того, 25импульс с выхода четвертого элементаИ 15 устанавливает второй триггер 18в единичное состояние, вследствиечего на его прямом выходе возникнетединичный, а на инверсном выходе - 30нулевой сигналы. Если после второготакта в счетчике 1 находится нулевоечисло, то на выходе второго элементаИЛИ 6 нулевой сигнал и процесс вычисления прекращается,35Если для первого импульса послевторого такта в счетчике 1 находитсяненулевое число, то с приходом второго импульса на вход 12 устройствав первом такте через первые элементыИ 4 и ИЛИ 5 вычитается единица изсодержимого счетчика 1.В случае, если для второго импульса после первого такта в счетчике 1 и первом триггере 17 находится нулевое число, то на выходе четвертого элемента ИЛИ 20 будет нулевой, а на выходе элемента НЕ 21единичный сигналы. При этом импульсс выхода первого элемента И 4 проходит через третий элемент ИЛИ 19,элемент 7 задержки и во втором тактечерез пятый элемент И 16 прибавляетединицу к содержимому сумматора 2.55Если для второго импульса после первого такта в счетчике 1 и в.первом триггере 17 находится ненулевое число то на выходе четвертого элемента ИЛИ 20 остается единичный, а на выходе элемента НЕ 21 - нулевой сигналы. При этом импульс с выхода первого элемента И 4 проходит через третий элемент ИЛИ 19, элемент 7 задержки и во втором такте через четвертый элемент И 15 открывает группу элементов И 3, через которую содержимое счетчика 1 и первого триггера 17 передается на группу входов сумматора 2 со сдвигом на два разряда влево, т,е. учетверенное значение.Аналогичные вычисления проводятся для каждого следующего импульса, поступающего на вход 12 устройства. В момент, когда в счетчике 1 будет нулевое число, на выходе второго элемента ИЛИ 6 возникнет нулевой сигнал, вследствие чего поступление импульсов через первый элемент И 4, а следовательно, и процесс вычисления прекратится, В результате в сумматоре 2 будет значение ХФормула изобретения1. Устройство для возведения двоичных чисел в квадрат, содержащее сумматор, счетчик, группу элементов И, первый элемент И, первый элемент задержки и два элемента ИЛИ, причем тактовый вход устройства соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента задержки и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом вычитания счетчика, выходы разрядов счетчика соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом цервого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения числа итерации формирования приближенного значения результата, в него дополнительно введены два элемента И, второй элемент задержки и элемент НЕ, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом младшего разряда первого слагаемого сумматора, входы второго слагаемого которого соединены с выходами элементов И группы, первые входы которых обьединены и соединены с выходом второго элемента И и входом второго элемента задержки, выход которого соединен с1280615вторым входом первого элемента ИЛИ, динен с вторым входом первого элевыход второго элемента ИЛИ соединен мента ИЛИ, второй вход третьего элес первым входом второго элемента И, мента И соединен с вторым входом второй вход которого соединен с вы- второго элемента И и с инверсным выходом первого элемента задержки и с 5 ходом второго триггера, вход уста- вторым входом третьего элемента И, вовки которого соединен с выходом выходы разрядов счетчика соединены четвертого элемента И, первый вход со сдвигом на два разряда в сторону которого соединен с первым входом старших разрядов с вторыми входами пятого элемента И, второй вход кото- элементов И группы, 10 рого через элемент НЕ соединен с 12, Устройство для возведения дво- вторым входом четвертого элемента И ичных чисел в квадрат, содержащее и третьим входом второго элемента И, сумматор, счетчик, группу элементов выход которого соединен с первым вхо- И, первый элемент И, первый элемент дом третьего элемента ИЛИ, второй задержки и два элемента ИЛИ, причем вход которого соединен с выходом пертактовый вход устройства соединен с ваго элемента И, выход третьего элепервым входом первого элемента И, мента ИЛИ через элемент задержки соевыход которого соединен с первым вхо- динен с первым входом четвертого дом первого элемента ИЛИ, выход ко" элемента И, выход которого соединен торого соединен с входом вычитания 20 с пеРвыми входами элементов И груп- счетчика, выходы разрядов счетчика пы, выходы разрядов счетчика и прясоединены с входами второго элемента мой выход первого триггера соединены ИЛИ, выход которого соединен с вто- с соответствующими вторыми входами рым входом первого элемента И, о т - элементов И группы, выходы элементов л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью И группы соединены со сдвигом на два25повышения быстродействия путем со- разряда в сторону старших разрядов кращения числа итерации Формирования с входами первого слагаемого сумма- приближенного значения результата, тора, вход второго слагаемого котов него дополнительно введены два триг- Рого соединен с выходом пятого элегера, два элемента ИЛИ, четыре эле- ЗО мента И, вход элемента НЕ соединен мента И и элемент НЕ, причем такто- с выходом четвертого элемента ИЛИ, вый вход устройства соединен с пер- первый и второй входы которого соевым входом второго элемента И, выход динены с прямым выходом первого которого соединен со счетным входом триггера и выходом второго элемента первого триггера, прямой выход кото ИЛИ соответственно, прямой выход второго соединен с первым входом треть- Рого триггера соединен с третьим вхоего элемента И, выход которого сое- , дом первого элемента И,1280615 Составитель С,КуликовРедактор А.Лежнина Техред Л.Олейник Корректор М Демчик Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5