Устройство для возведения в квадрат

к бер а институшкова идетельство СС 7/552, 1978, тельство СССР /552, 1976(5 а и выазряда ой вход развт во ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(прототип) . 4) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ, содержащее регистр основания, разрядные входы которого являются входами аргумента устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит регистр преобразования, первый элемент И и блок управления, причем 1 -й разряд регистра преобразования (1=1,п, где ь - разрязность результата) содержит второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, триггер и сумматор по модулю два, выход которого в каждом 1-м разряде регистра преобразования соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого - с первым входом сумматора по модулю дв ходом элемента ИЛИ (-1)-го р регистра преобразования, ор четвертого элемента И пер го 801151956 А ряда регистра преобразования соединен с выходом элемента ИЛИ о -го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И исумматора по модулю два 1-го разрядакоторого соединены с прямым выходом-го разряда регистра основания(1=1, К, где К - разрядность аргумента), прямой выход (К)-го разряда регистра основания соединенс вторыми входами четвертого элемента И и сумматора по модулю два К-горазряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И исумматора по модулю два (К)-горазряда которого соединены с инверсным выходом (К)-го разряда регистра основания, выход второго элемента И в 1-м разряде регистра преобразования соединен со счетным входомтриггера, выход которого соединенс вторым входом третьего элемента И, блок управления содержит пятьэлементов И, элемент ИЛИ, сдвиговыйрегистр, генератор импульсов, триггер, прямой выход которого соединенс первым входом первого элемента Иблока управления, второй вход которого соединен с первыми входамивторого, третьего и четвертого элементов И блока управления и выходомпятого элемента И блока управлениявыход которого соединен со счетнымвходом триггера блока управления,инверсный выход которого соединенс вторым входом третьего элемента Иблока управления, первый вход пятогоэлемента И блока управления соединенс выходом старшего разряда сдвигового регистра, вход сдвига которого1151956 соединен с выходом элемента ИЛИ блока управления, первый и второй входы которого соединены соответственнос выходами первого и второго элементов И блока управления, второй входпятого элемента И блока управлениясоединен с выходом генератора импульсов, инверсный вход второгоэлемента И блока управления и второй вход четвертого элемента И блока управления соединены с выходом Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специальных вычислительных устройствах для обработки данных.Известен вадратор, содержащий 5 двоичный счетчик, элементы И и сумматор О 3Вычисление квадрата номера поступающего импульса происходит путем сложения содержимого сумматора с те О кущим значением счетчика, Иными словами, для вычисления квадрата числа и на вход устройства необходимо податьимпульсов. Это является существенным недостатком устрой ства, ограничивающим его применение для арифметических устройств быстродействующих ЦВИ.Наиболее близким к изобретению техническим решением является квад ратор, содержащий и-разрядный регистр основания, распределитель им пульсов, группы элементов И и И-НЕ, . а также ь-разрядный сумматор 2 1,Возводимое в квадрат число заносят в регистр основания, а затем через группы элементов И-НЕ,и И в каждом цикле работы содержимое регистра основания поступает на вхо ды накапливающего сумматора либо ЗО прямым, либо инверсным кодом, При этом количество циклов работы такой схемы зависит от разрядности регистра основания - с увеличением разрядности регистра пропорционально воз растает количество циклов, а следовательно, возрастает и количество групп элементов И. К-го разряда регистра основания ипервым входом первого элемента И,второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И блокауправления, выход элемента ИЛИ блока управления соединен с входамисдвига регистров основания и преобразования, выход первого элемента Исоединен с вторыми входами вторыхэлементов И всех разрядов регистрапреобразования,Это устройство обладает достаточно высоким быстродействием, но требует для своей реализации больших аппаратурных затрат, что является существенным его недостатком.Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.Поставленная цель достигается тем, что устройство для возведения в квадрат, содержащее регистр основания, разрядные входы которого являются входами аргумента устройства, содержит регистр преобразования, первый элемент И и блок управления, причем 1-й рязряд регистра преобразования (1=1, ь, где ь - разрядность результата) содержит второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, триггер и сумматор по модулю два выход которого в каждом 1-м разряде регистра преобразования соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И Соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого - с первым входом сумматора по модулю два и выходом элемента ИЛИ (о)-го разряда регистра преобразования, второй вход четвертого элемента И первого разряда регистра преобразования соединен с выходом элемента ИЛИ ь-го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два 1-го разряда которого соединены с прямым выходом 1-го1151 3разряда регистра основания (1 =1,где К - разрядность аргумента)прямой выход (К)-го разряда регистра основания соединен с вторыми входами четвертого элемента И и сумматора по модулю два К-го разряда регистра преобразования, вторые вхо-. ды четвертого элемента И и сумматора по модулю два (К)-го разряда которого соединены с инверсным вы ходом (К)-го разряда регистра основания, выход второго элемента И в 1-м разряде. преобразования сое-" динен со счетным входом триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, блок управления содержит пять элементов И, элемент ИЛИ, сдвиговый регистр, генератор импульсов, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И блока управления, второй вход которого сое" динен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И блока управленИя и выходом пятого 25 элемента И блока управления, выход которого соединен со счетным входом триггера блока управления, инверсный выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И блока управления, первый вход пятого элемента И блока управления соединен с выходом старшего разряда сдвигового регистра, вход сдвига которого соединен с выходом элемента ИЛИ блока управления, первый и второй35 входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И блока управления, второй вход пятого элемента И блока управ 40 ления соединен с выходом генератора импульсов, инверсный вход второго элемента И блока управления и второй вход четвертого элемента И блока управления соединены с выходами45 К-го разряда регистра основания и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И блока управления, выход элемента ИЛИ блока50 управления соединен с входами сдвига регистров основания и преобразования, выход первого элемента И соединен с вторыми входами вторых элементов И всех разрядов регистра преобразования.55На фиг, 1 приведена блок-схемаустройства для возведения в квадрат;на фиг. 2 - то же блока управления. 956 1Устройство для возведения в квадрат (фиг. 1) содержит регистроснования, регистр 2 преобразования,элемент И 3, блок 4 управления,триггер 5, элементы И 6 и 7, сумматор 8 по модулю два, элемент ИЛИ 9,элемент И 10.Блок 4 управления (фиг, 2) содержит сдвиговый регистр 11, генератор 12 импульсов, элементы И 13 -17, триггер 18, элементы ИЛИ 19.Устройство для возведения в квадрат работает следующим образом.В исходном состоянии в регистре 1 - исходное К-разрядное число,в регистре 2 - нули, в регистре 11блока 4 - код Формата обрабатываемыхчисел (К+1) циклов, триггер 18в нулевом состоянии.Не нулевое значение на выходестаршего разряда регистра 11 вызываетсрабатывание элемента И 13 и импульсы с генератора 12 проходят на входыэлемента И 14 и элементов И 15 - 17.При наличии нуля на выходе К-горазряда регистра 1 на входе блока 4 -нулевой потенциал, который, поступаяна один из входов элемента И 14, вызывает его срабатывание и тактовыеимпульсы с выхода элемента И 13 че, рез элементы И 14 и ИЛИ 19 поступают навыход блока 4 и далее - на цепи сдвигарегистров 1 и 2, что вызывает сдвигинформации в этих регистрах.Тактовые импульсы с выхода элемента И 13 через элемент И 16 поступаютна один из входов элемента И 3. Надругом входе этого элемента И 3 - нулевой потенциал с выхоца К-го разряда регистра 1 основания.При наличии на выходе К-го разряда регистра 1 единицы, поступающейна вход блока 4, а именно на входэлемента И 14, блокируется прохождение через него тактовых импульсовгенератора 12, а при поступлении еена вход элемента И 17 блок открывается. С выхода элемента И 17 импульс,поступая на счетный вход триггера 18,переводит его в единичное состояние.Одновременно единичный импульспоступает с выхода К-го разряда регистра 1 и на вход элемента И 3, на другой вход которого поступают тактовые импульсы с выхода элемента И 16.С выхода элемента И 3 импульсы преобразования поступают на входы элементов И 6 всех разрядов регистра 2, вызывая инвертирование переменных регистра.Условия инвертирования разрядов регистра 2 вычисляют согласно булевого выраженияХ +ГЕ Х чХ. 1151956Обработка разрядов регистра 2 осуществляется однотипно, за исключением (К)-го и К-го разрядов, вовходные цепи которых поступают зна чения с инверсного и прямого выходовсоответственно (К)-го разряда регистра 1.где х - значения двоичных переменных регистра 1; 0у, - значения двоичных переменных1регистра 2.Условие инвертирования разрядаопределяется состоянием 1-го разряда регистра 1 и зависит от выработки 15 условия инвертирования в предыдущем разряде. В случае отсутствия инвертирования переменной регистра 2 предшествующего разряда для формирования условия инвертирования -го разряда 20 состояние 1 -го разряда регистра 1 складывается по модулю два с сос" тоянием (-)-го разряда. В случае наличия. условия инвертирования в предшествующем разряде к значению 25 двоичной переменной -го разряда регистра 1 добавляется (но модулю два) значение предшествующей переменной регистра 2. По следующему тактовому импульсу происходит сброс триггера 18 в нулевое состояние, при котором срабатывает элемент И 15 и импульс сдвига через элемент ИЛИ 19 поступает на регистры 1 и 2, сдвигая содержимое регистров, Одновременно импульс сдвига поступает на вход сдвига регистра 11, нулевое значение на выходе старшего разряда которого фиксирует конец выполнения операции возведения в квадрат исходного числа.1Предлагаемое устройство для возведения в квадрат проще по аппаратурной реализации по сравнению с известным, так как в последнем с увеличением разрядности регистра основания пропорционально возрастает количество групп элементов И, чего нет в предлагаемом устройстве.ака Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 24/37 Тираж 710ВНИИПИ Государственипо делам изобр 3035, Москва, Ж, Р Подписное го комитета СССР тений и открытий шская наб., д, 4