Устройство для возведения в квадрат

(51)4 С 06 Р 7 55 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 23ерно-физический Фирстов льство СССР /552, 1979.проектироваральных схем:В.М.Кисель, кн,2,ВОЗВЕДЕНИЯ В 54) УСТРОЙСТВКВАДРАТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в системах цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном сокращении аппаратурных затрат. - достигается тем, что устройство позволяет осуществлять одновременную обработку старших и младших разрядов. Четыре младших разряда результата получаются путем возведения в квадрат трех младших разрядов аргумента в умножителе, В устройство введены блоки вычисления группы старших и средних разрядов результата, представляющие собой логические ф матрицы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к вычисли,тельной технике и предназначено для использования в распределенных многопроцессорных системах цифровой обраборки сигналов.Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном сокращении аппаратурных затрат.На фиг. 1 представлена структурная 10 схема устройства; на фиг,2 и 3 структурные схемы блоков вычисления группы старших и группы средних разрядов результата, соответственно.Устройство содержит умножитель 1, блок 2 вычисления группы старших разрядов, блок 3 вычисления группы средних разрядов результата.Блок 2 содержит элементы 2 И-ИЛИ-НЕ 4 и 5, элементы И-НЕ 6-10, элементы 20 И 11-22 и ИЛИ 23-27. Блок 3 содержит элементы НЕ 28-32, элемент И-НЕ 33, элементы И 34-45, элементы ИЛИ 46-48 и ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 49-51.Устройства работает следующим об разом.На блоки 2 и 3 поступает нормализованная мантисса двоичного числа, Рассмотрим работу блока 2 (фиг.2), Для пояснения функционирования уст 3 ройства в таблице дана распечатка нормализованных чисел Х и Х в двоичном коде. Представленные числа Х начинаются с "1". Элемент 4 сравнивает первые шесть разрядов числа Х с числом 46 (101110), Если Х больше или равно 46, то старший разряд функции Х равен "1", если меньше, то "0".Рассмотрим ту область Х, где первый разряд Функции равен "1". Если Х больше или равен 56 (111000), то вто 40 рой разряд функции равен "1", если меньше - то "0". Если первый разряд функции Х равен нО", то второй раз - ряд обязательно равен "1". Для нахож 45 дения третьего разряда рассмотрим ту область Х, в которой первый и второй разряды функции Х равны "1". Если Х больше или равен 60 (111100), то третий разряд Функции равен "1", если меньше - то "0", Рассмотрим ту об ласть Х, где первый и второй разряды функции Х равны "1" и "0" соответственно. Если Х больше или равен 5 1 (110011), то разряд функции равен "1", если меньше - то "0". Рассмот рим область Х, в которой первый разряд функции равен "0", Если Х боль - ше или равен 40 (101000), то третийразряд функции равен "1", если меньше - то "0. Таким же методом распознавания можно последовательно определить четвертый и пятый разряды функции.Логическая матрица (фиг,2) осуществляет следующую функцию. Элемент 4 сравнивает число Х с числом 46 (101110). Если первый и второй разряды числа Х равны "1" или первый, третий, четвертый и пятый разряды числа Х равны "1", то первый разряд функции Х (прямой выход элемента 4) равен "1". Если ни одно из этих двух условий не выполняется, то первый разряд функции равен "0". Элемент 5 сравнивает число Х с числом 56 (111000). На выходе элемента 5 будет "1", если первые три разряда числа Х равны "1" и первый разряд функции тоже равен "1", Если условие не выполняется, то на прямом выходе элемента 5 равен "0". На выходе элемента 6 будет "1", если первый разряд функции Х равен "0". Выходы элементов 5 и 6 соединены с входами элемента 7. Если на выходах хотя бы одного из элементов 5 или Ь стоит "1", то второй разряд функции Х равен "1". Аналогично находят третий, четвертый и пятый разряды функции Х,63 111111 62 111110 61 111101 60 111100 59 111011 58 111010 57 111001 56 111000 55 110111 54 110110 53 110101 52 110100 111110000001 111100000100 111010001001 111000010000 110110011001 110100100100 110010110001 110001000000 101111010001 101101100100 1010111 11001 101010010000т 2 45 101101 011111101001 44 101100 011110010000 43 101011 011100111001 42 101010 011011100100 41 101001 011010010001 40 101000 011001000000 010111110001 010110100100 010101011001 010100010000 39 100111 38 100110 37 100101 36 100100 35 100011 010011001001 34 100010 010010000100 33 100001 010001000001 32 100000 010000000000 Рассмотрим работу блока 3 (фиг.3), Из таблицы можно определить, какие из шести разрядов числа Х должны быть равны "1", чтобы получить, например, "1" в восьмом разряде функции. Это либо комбинация 100 четвертого пятого и шестого разрядов числа Х, либо комбинация 101 или 011 третьего, четвертого и шестого разрядов числа Х, Первую комбинацию можно реализовать на элементе И с тремя входами, подавая на его входы четвертый разряд числа Х и инверсии пятого и шестого разрядов Х. Вторая комбинация реализуется на элементах И и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. На вход второго элемента 51 110011 50 110010 49 110001 46 110000 47 101111 46 101110 Продолжение таблицы 101000101001 100111000100 100101100001 100100000000 100010100001 100001000100поступают третий и четвертьп разряды числа Х, выход соединяется с одним из входов первого элемента, второй вход которого соединен с входомшестого разряда числа Х. Выходы элементов И 40 и 45 подключаются к входам элемента ИЛИ 48, выход которогоявляется выходом восьмого разрядафункции. Аналогично определяютсяседьмой и восьмой разряды функции. 510 Четыре младших разряда результата получаются путем возведения в квадрат трех младших разрядов числа Х в умножителе 1, Три младших разряда числа Х (четвертый, пятый и шестой) поступают на входы первой и второй групп умножителя. Младшие разряды полученного произведения (четыре младших выходных разряда умножителя) образуют девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый разряды функции Х,15 20 Формула изобретения 1, Устройство для возведения в квадрат, содержащее умножитель, входы и выходы которого подключены соответственно к входам младших разрядов информационного кода и выходам группы младших разрядов результата устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном сокращении аппаратурных затрат, в него введены блок вычисления группы старших разрядов результата и блок вычисления группы средних разрядов результата, . причем информационные входы обоих блоков подключены соответственно к разрядным входам с первого по шестой и разрядным входам с второго по шестой информационного кода устройства, а выходы являются выходами групп соответственно старших и средних разрядов результата устройства.2, Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления группы старших разрядов результата содержит элементы 2 И-ИЛИ-НЕ, И, ИЛИ, И-НЕ, причем входы с первого по пятый первого элемента 2 И-ИЛИ-НЕ соединены соответственно с вторьм, первым, третьим, четвертым и пятым 30 35 40 45 50 входом первого элемента И-НЕ, инверсный выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И. 55 входами блока, прямой выход первого элемента 2 И-ИЛИ-НЕ соединен с первымвторого элемента 2 И-ИЛИ-НЕ, вторые входы которых подключены к прямому выходу первого элемента 2 И-ИЛИ-НЕ, второй и третий входы первого элемента5 И-НЕ соединены с одноименными входами блока, а его прямой выход под,ключен к первому входу первого элемента ИЛИ и первым входам первого, .второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с одноименными входами блока, а их выходы подключены к первым входам соответ-ственно второго, третьего и четвертогоо элементов ИЛИ, второй вход перво, го элемента ИЛИ соединен с выходом.четвертого элемента И, с первыми входами второго элемента И-НЕ и пятого и шестого элементов И, инверсный выход первого элемента 2 И-ИЛИ-НЕ соеди нен с первым входом четвертого элементов И, второй вход которого под,ключен к первому входу блока, инверсный выход второго элемента И-НЕ подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И, третьи входы которых и второй вход второго элемента И-НЕ подключены соответственно к четвертому, пятому и третьему входам блока, прямой выход второго элемента И-НЕ подключен к первым входам седьмого элемента И, третьего и четвертого элементов И - НЕ и второму входу второго элемента ИЛИ, третий вход которого и первые входы восьмого элемента И и пятого элемента35 И-НЕ соединены с прямым выходом вто.рого элемента 2 И-ИЛИ-НЕ, инверсный выход которого и инверсный выход первого элемента И-НЕ подключены соот 40 ветственно к первому и второму входам девятого элемента И, третий вход которого соединен с вторым входом блока, а выход подключен к первому входу десятого элемента И и второму вхо 45 ду третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с прямым выходом четвертого элемента И-НЕ, второй и третий входы которого подключены соответственно к пятому и шестому входам блока, а инверсный выход - к вто 50 рому входу седьмого элемента И, третий и четвертый взводы которого соединены соответственно с выходом пятого элемента ИЛИ и инверсным выходом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к четвертому входу блока, а прямой выход - к четвертому входу третьего элемента ИЛИ и второ-,му входу четвертого элемента ИЛИ,входы которого с третьего по восьмойподключены соответственно к выходам одиннадцатого, восьмого, десятого, седьмого, шестого и двенадцатого элементов И, входы с первого по четвертый которого соединены соответственно с входами с третьего по шестойблока, третий, четвертый и пятый входы пе рво го элемен та И в торо го элеме нта 2 И-ИЛИ-НЕ соединены соответственно с пятым, шестым и вторым входами блока, третий и четвертый входы второго элемента И и второго элемента 2 И-ИЛИ-НЕ подключены соответственно к четвертому и второму входам блока, пятый вход третьего элемента ИЛИ и первый вход одиннадцатого элемента И подключены к прямому выходу пятого элемента И-НЕ, второй и третий входы которого подключены к четвертому и пятому входам блока соответственно, а инверсный выход соединен с вторым входом восьмого элемента И, третий вход которого подключен к четвертому входу блока, шестой вход третьего элемента ИЛИ подключен к выходу пятого элемента И, первый ивторой входы пятого элемента ИЛИ - к пятому и шестому входам блока, вторые входы десятого и одиннадцатого элементов И - соответственно к пятому и шестому входам блока, прямой выход первого элемента 2 И-ИЛИ-НЕ и выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока,3. Устройство по пп, 1 и 2, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления группы средних разрядов результата содержит элементы НЕ, И, ИЛИ, И-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем входы с первого по пятый элементов НЕ являются соответственно входами с второго по шестой блока и подключены соответственно вход первого элемента НЕ к первым входам первых элементов И-НЕ, И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами блока, выход первого элемента НЕ - с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к выходу второго элемента НЕ и четвертому входу блока, выход третьего элемента НЕ соединен с первыми входамичетвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с выходомчетвертого элемента НЕ и подключенык первым входам шестого и седьмогоэлементов И, вторые входы которыхсоединены соответственно с четвертымвходом блока и выходом пятого элемента НЕ, а третьи входы подключенык шестому и четвертому входам блока,третьи входы первого и третьего элементов И соединены с пятым входомблока, шестой вход которого подключен к третьему входу второго элемента И и четвертым входам первого итретьего элементов И, третий входчетвертого и первые входы восьмогои девятого элементов И соединены свыходом пятого элемента НЕ, четвертый вход четвертого элемента Ии первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с третьимвходом блока, третий и четвертыйвходы пятого элемента И соединенысоответственно с вторым и шестымвходами блока, четвертый вход которого подключен к второму входу второго и первому входу третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй входпоследнего из которых и вторые входывосьмого и девятого элементов И соединены с пятым входом блока, входыс первого по четвертый десятого элемента И соединены соответственно свыходами второго, третьего и четвертого элементов И и шестым входомблока, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом одиннадцатого и третьим входомвосьмого элементов И, выход второгоэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен ктретьему входу девятого и первомувходу двенадцатого элементов И, второй вход которого и второй вход одиннадцатого элементов И соединены сшестым входом блока, третий входодиннадцатого элемента И соединен свыходом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы второго, шестого,четвертого, восьмого, десятого и первого элементов И соединены с входамис первого по шестой первого элементаИЛИ, входы с первого по четвертыйвторого элемента ИЛИ подключены к выходам третьего, пятого, девятого иодиннадцатого элементов И, выходы 2 б седьмого и двенадцатого элементов Исоединены соответственно с первым ивторым входами третьего элемента ИЛИ,четвертый вход шестого элемента Иподключен к выходу элемента И-НЕ, вы- ЗО ходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ являются соответственношестым, седьмым и восьмым выходамиблока.г 405054 г,2 Составитель В, ГалкинРедактор В.Петраш Техред Г 1.Дидык Корректор Г. Решетник аказ 3,106 53 В 113 д, 4/5 и твенно-полигра кое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна Тираж 704ИИПИ Государстве по делам изобре5, Г 1 осква, Ж 35 р Подписноеого комитета ССний и открытийаушская наб.