Устройство для возведения в квадрат

(71) Заяинтмь О ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯАЦРАТ СТ в ь 5)2-(+ 1 )11- Х,15 Изобретение относится к автоматикеи вичислительной технике и может бытиспользовано для вычисления квадратачисел, представленных и двоичной системе счисления в форме с фиксированнойзапятой.. Известно устройство умножения, которое может бать использовано для во:ь.ведения в квадрат, содержащее регистрмножителя с цепями сдвига, регистрсуммы частичных произведений с цепямисдвига, регистр множимого, .сумматор,а также соответствукщее устройствоуправления, обеспечивакицее выработ 1необходимых управлякщих сигналов 1Наиболее близким по технической.сущности к предлагаемому устройствуявляется устройство, содержащее три реги ра числа, три сумматора, блок управления формированием приращений, блокуправления сумматорами, блок элементов И г,Это устройство реализует операциювоя)едения в квадрат у: х посредством формирования алгебраической суммы сходяпгихся нрнращенийх-Е а 2сО "где; 6 +1. -1 соответствукщим образом подобранные операторы,О, 1, 2, , П -1. На казной итерации оценивает, ся разность 2: х-х, Устройство функционирует ло следукщим рекуректным соотношениям: О,Г+1, если еО Ч ф" -1, если ). а) с начальными условиями Е:х, х О,у О.Общим недостатком устройств, является- независимость длительности инерционного цикла вычисления квадрата числа от величины приращения аргумента, что приводит к непроижодительным3 9437затратам времени, наиболее существеннымпри значительных величинах приращенияаргумента.Цель изобретения - повышение быстродействия возведения в квадрат для 5случаев малых приращений величинывозводимого выражения,Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее три регистра числа информационные входы ко Оторых подключены к выходам первого,второго и третьего сумматоров соответственно, выходы первого, второго и третьего регистров чисел подключены к первым информационным входам соответствен но первого, второго и третьего сумматоров, вторые информационные входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего блоков сдвига соответственно, выход четвертого блока сдвигаподключен к третьему входу второго сумматора, Р -триггер входом соединенныйсо знаковым разрядом второго регистрачисла, инверсный выход Р -триггера подключен к управляющему входу первогосумматора, а прямой выход - к управляющим входам второго и третьего сумматоров, первый блок элементов И, первый вход которого подключен к информационному выходу третьего регистра числаа второй вход подключен к первому выходу блока формирования приращений, авыходы блока элементов И подключенык информационному входу четвертого35блока сдвига, второй, третий, четвертыйи пятый выходы блока формирования приращений подключены к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого блоков сдвига соответственно, в него введены второй блок элементов И,блок выделения старшей единицы, четвертый регистр числа, вход которого подключен к входу устройства и третьему информационному входу первого сумматора,1выход первого регистра числа подключен 45к информационному входу второго блокаэлементов И, управляющий вход которогоподключен к выходу блока формированияприращений, выход второго блока элементов К подключеН к четвертому информационному входу первого сумматора, входблока выделения старшей единицы соединен с выходом первого регистра числа,а выход подключен к входу блока формирования приращений, блок формирования 55приращений содержит триггер, генераторимпульсов, элемент И, регистр сдвига,блок элементов И, при этом выход гене 17 4ратора импульсов соединен с первымвходом элемента И, второй вход которогоподключен к прямому выходу триггера,выход элемента И соединен с управляющим входом блока элементов И, синхровходом регистра сдвига и с первым ишестым выходами блока формированияприращений, информационные входы регистра сдвига подключены к входу блока формирования приращений, выход регистрасдвига соединен с входом блока элементов, выходы которого являются вторым,третьим, четвертым и пятым выходамиблока формирования приращений,На фиг, 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - блок формирования приращений,Блок-схема (фиг, 1) содержит регистры чисел 1-4, сумматоры 5-7, первыйи второй блоки элементов И 8, 9, блокисдвига 10-13, блок 14 выделения старшей единицы разряда, Э -григгер 15,блок формирования приращений 16,Блок-схема (фиг, 2) содержит триггер17, генератор импульсов 18, элементИ 19, регистр сдвига 20, блок элементов Й 21. Предлагаемое устройство функционирует следующим образом, Предположим,1что в некоторый-й момент времени в сумматоре 5 записано число Х , квадрат которого, вычисленный устройством к-му моменту времени хранится в регистре 3, На вход устройства поступает значение возводимого выражения, которое записывается в регистр 1 и подается на блок элементов И 8 на управлякщие входы которого выдается сигнал единичного уровня И возводимое число через блок элементов И 8 поступает на вход сумматора 5, где происходит вычитание содержимого сумматора 5 равного Х 4 из нового числа Х, в сумматоре 5 образуется разность Ь Х. Эта ра ность/Ьх/сс хиз сумматора 5 передается со знаком результата в регистр 2. Содержимое регистра 2 подается на вход блока выделения старшей единицы 14. Блок выделения старшей единицы определяет номер разряда М, в котором записана единица. В соответствии со значением М блок формированием приращений обеспечивает формирование, сумматором 5 приращений к ранее вычисленному и хранящемуся в регистре 3 результату у 1-1) и, причем знак первого приращения-м цикле определяется знаком9437 Использование дополнительного регистра, блока выделения етаршей единицы разряда числа и второго блока элементов И выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, твк как поъ воляет существенно повысить быстроде ствие возведении в квадрат. Формула изобретения й 1. Устройство для возведения в квадрат, содерщвщее три регистра числа, информационные входы которых подключены к выходам первога второго и третьего 1 ф сумматоров соответственно, выходы первого, второго и третьего регистров чисел подключены к первым информационным входам соответственно первого, второго и третьего сумматоров, вторые ЗО информационные входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего блоков сдвига соответственно, вь- ход четвертого блока сдвига подключен к третьему моду второго сумматора, . И 0 григгер, входом соединенный со знаковым разрядом второго регистра числа, инверсный выход 0 -триггера подключен к управиякзцему входу первого сумматора, а прямой выход - к унравлякщим ЗФ входам второго и третьего сумматоров, первый блок элементов И, первый вход. которого подключен к информационному выходу третьего регистра числа, в второй вход подключен к первому:выходу блока формирования приращений, а выходы блока элементов И подключены к информационному входу четвертого блока сдвига, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока формирования прирвще 4 й ний подключены к управлякщим входам первого, второго, третьего и четвертого блоков сдвига соответственно, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью по 17 8вышения быстродействия, в него введенывторой блок элементов И, блок выделениястаппей единицы, четвертый регистр числа, вкод которого подключен к входу устройства и, третьему информационному входу первого. сумматора, выход первого регистра числа подключен к информационному входу второго блока элементов И,управляющий вход которого подключен квыходу блока формирования приращений,выход второго блока элементов И подключен к чегвертому информационномуВходу первого сумматора, вход блокавыделения старшей единицы соединен свыходом первого регистра числа, в выходподключен к входу блока формированияприращений.2. Устройство по и, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок формированияприращений содержит триггер, ген,ераторимпульсов, элемент И, регистр сдвига,блок элементов И, при этом выход генератора импульсов соединен с первым входоМ эаемеита И, второй вход которогоподключен к прямому выходу триггера,выход элемента И соединен с управляющим нкодом блока элементов И, синхроВходом реистра сдвига и с первым ишестым Выходами блока, формированияприрапений, информационные входы регистра сдвига подключены к входу блока формирования приращений, вьиод регистрасдвига соединен с входами блока элементов И, выходы которого являются вторым,третьим; четвертым и пятым хдблока формирования нрирвщений,Источники информаций,принитые во внимание при экспертизе1. Карцев М. А. "Арифметика цифровых мананф, "Нвукаф, 1969, с. 78.2, Оранский А. М "Аппаратные методы в цифровой вычислительной технике,Минск, БГУ им. В. И, Ленина, 1977,с. 94, рис. 19 (прототип),943717 даки з 8111/86 Т ВНИИПИ Гост по делам 11335, Мосаж 731 Подписи дарственного комитета зобретений и открытий а, Ж, Раушская наб СССР д. ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проект Составитель Л. КостяшкинЙолинич Техред М, Рейвес Корректор У. Пономаренк