Устройство для возведения в квадрат @ -разрядных чисел

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ N-РАЗРЯДНЬК ЧИСЕЛ, содержащее первый и второй счетчики, схему сравнения, управляемый делитель частоты и генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу управляемого делителя частоты, первая группа входов схемы сравнения соединена с разрядными выходами первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит делитель частоты,два коммутатора, первый и второй вычитатели, при этом выход генератора импульсов соединен с информационным входом делителя частоты, выход делителя частоты соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход управляемого делителя частоты .соединен с первым информационным входом второго коммутатора, причем выходы коммутаторов соединены соответственно с суммирующими и вычитающими входами первого и второго счетчиков, выход первого счетчика соединен с первым входом первого вычитателя, первый выход схемы сравнения соединен с первыми управляющими входами коммутаторов и управляющим входом первого вычитателя, выход которого соединен с управляющим входом управСП ляемого делителя частоты, второй выход схемы сравнения соединен с вторыми управляющими входами коммутаторов , третий выход схемы сравнения соединен с управляющими входами делителя частоты и управляемого делителя частоты, вторая группа входов схемы сравнения соединена с входом устройства и первым входом второго вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход второго вычитатбля является выходом устройства.i со

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) G 06 F 7 552

1 ° вюц .

; ° - ° с .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ .СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3655612/24-24 (22) 24.10.83 (46) 15.02.85. Бюл. Р 6 (72) В.Ф.Евдокимов, Ю.A.Ïëþù и. А.Г.Кофто (71) Институт проблем моделирования в энергетике AH УССР (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 836634, кл. G 06 F 7/552, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 881739, кл. ь 06 Р 7/552, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ

В КВАДРАТ N-РАЗРЯДНЬИ ЧИСЕЛ, содержащее первый и второй счетчики, схему сравнения, управляемый делитель частоты и генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу управляемого делителя частоты, первая группа входов схемы сравнения соединена с разрядными выходами первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит делитель частоты,два коммутатора, первый и второй вычитатели, при этом выход генератора импульсов соединен с информационным входом делителя частоты, выход делителя частоты соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход управляемого делителя частоты .соединен с первым информационным входом второго коммутатора, причем выходы коммутаторов соединены соответственно с суммирующими и вычитающими входами первого и второго счетчиков, выход первого счетчика соединен с первым входом первого вычитателя, первый выход схемы сравнения соединен с первыми управляющими входами коммутаторов и управляннщим входом первого вычитателя, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя частоты, второй выход схемы сравнения соединен с вторыми управляющими входами коммутаторов, третий выход схемы сравнения соединен с управляющими входами делителя частоты и управляемого делителя частоты, вторая группа входов схемы сравнения соединена с входом устройства и первым входом второго вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход второго вычитателя является выходом устройства.

1 11401

Изобретение относится к цифровой вычисли ельной технике, Известно цифровое устройство дл возведения в квадрат, содержащее генератор импульсов, группу элементов

И, реверсивный счетчик результата, счетчик н группу дешифраторов нуля f1) .

Недостаток данного устройства— ограниченное быстродействие, связанное с тем, что затруднено возведение 10 в квадрат последовательности кодов, соседние иэ которых отличаются друг . от друга больше, чем на единицу.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для возведения в квадрат, содержащее генератор импульсов, два счетчика, схему сравнения и управляемый делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, первая группа входов схемы сравнения соединена с разрядными выходами первого счетчика j2) .

Недостатком прототипа является относительно низкое быстродействие при возведении в квадрат последовательиос- 2 ти кодов чисел, являющихся дискретным представлением непрерывно изменяющейся функции, обусловленное тем, чФо счетчик, импульсов при подаче очередного кода начинает заполняться с ЗО нуля до совпадения с х".

Цель изобретения — увеличение быстродействия при возведении в квадрат последовательности кодов и-разрядных чисел. 35

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для возведения в квадрат и-разрядных чисел, содержащее первый и второй счетчики, схему сравнения, управляемый делитель час- 40 таты и генератор импульсов„ выход которого подключен к информационному входу управляемого дечителя частоты, первая группа входов схемы сравнения соединена с разрядными выходами пер- 45 вого счетчика дополнительно введены делитель частоты, два коммутатора, первый и второй вычитатели, при этом выход генератора импульсов соединен с информационным входом делителя час- 50 тоты, выход делителя частоты соеди нен с первым информационным входом первого коммутатора, выход управляемого делителя частоты соединен с первым ииформационнйм входом второго ком- 55 мутатора, причем выходы коммутаторов соединены соответственно с суммирующими и вычитающими входами первого и

19 второго счетчиков, вь ход первого счетчика соединен с первым входом первого вычитателя, первый выход схемы сравнения соединен с первыми управляющими входами коммутаторов и управляющим входом. первого вычитателя, выход которого соединен с управлявшим вхоцом управляемого делителя --.асто-. ты, второй выход схемы сравнения соединен с вторыми управляющими входами ,коммутаторов, третий выход схемы сравнения соединен с управляющими входами делителя частоты и управляемого делителя частоты, вторая группа входов схемы сравнения соединена с входом устройства и первым входом второго вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход второго вычитателя является выходом устройства.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства возведения в квадрат и-разрядных чисел.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, управляемый делитель 3 частоты, коммутаторы 4.1 и 4.2, счетчики 5.1 и 5.2 (счетчики выполнены реверсивньыи)» схему 6 сравнения, вход 7 устройства, вычитатели 8 и 9, а также вход 10 устройства.

Устройство работает следующим об— разом.

Схема 6 сравнения сравнивает содержимое счетчика 5.1 со значением у +1 и выдает сигнал на третий выход при равенстве этих значений, на первый выход — когда Х+1 меньше содержимого первого реверсивного счетчика и на второй выход — когда оно больше, поэтому в исходном состоянии, когда на вход устройства поступает код "0", в счетчике 5.1 записана "1", Когда на вход 7 устройства поступает двоичный код заданного числа Х, схема 6 сравнения снимает обнуляющий. сигнал с входов делителя 2 частоты и управляемого делителя 3 частоты и сигналом с первого или второго выхода открывает прохождение импульсов череэ коммутаторы 4.1 и 4.2. Комму таторы 4. 1 и 4.2 открыты до тех пор, пока на выходе реверсивного счетчика

5.1 не будет записано число X+1, после чего на третьем выходе схемы сравнения появится сигнал, обнуляющий делитель и управляемый делитель час1140119 4 ка, успеет принять Хп-X (импульсов за время тото(и пропадет сш нал на первом или втором вь(ходе Открыв;3юи(ий коммутаторы.

Время Т(необходимое для принятия

1( реверсивным счетчиком 5. 1 3(импульСОВ, Ф 2

Т = (X-- X ) —-2 j о

Ня суммипуюший вход реверсивного счетчика 5.2 за это время поступит

N импульсов, определяемых в соответ(г)

10 ствии с формулой (1). Поскольку на первом выходе схемы сравнения в течение времени Т, находится значение 0 (2) и !! то содержимое счетчика 5.1, поступающее на первый вход вычитателя 8, без изменений поступит на третий вход управляемого делителя частоты.

В этом случае

Т=Х

1 1 f

0 где f0

При

5.2 до ступит (N2- т г, I

f — средняя частота на выходе

2 управляемого делителя часто- 20 ты. где

Поэтому

f2 9 + f1 n

f =(Х +Х +1) /2 ——

g Ео

2 ° ((2о

Х!+! fo

2 2"

30 Содержимое реверсивного счетчика

5.2 в этом случае

2) (2> X +Х

=Р (-Я = — 2 — ——

2 2 2 2 Р.

Следовательно, содержимое реверсивного счетчика 5.2

31 х„+ х, 2

2 2

Полученное значение N, в общем случае 2п-разрядное, сдвинутое вле- 40 во на один разряд, что соответствует увеличению в 2 раза, вычитается на вы,читателе 9 из 2п-разрядного кода числа Х, полученного на входе 7. В результате на выходе 10 устройства по- 45 лучают величину. у, определяемую как х у= 2 i-Х,!

=! что соответствует квадрату подаваемой на вход величины Х.

Если после этого на вход 7 устройства поступит код числа Х, и Х )Х 19

2 то появится значение "1" на втором выходе схемы сравнения. Реверсивный счетчик 5.1 до закрытия первого ком.мутатора открывающего прохождение импульсов на суммирующий вход счетчи= Х

ФаХ 1 Zп 7 (Х +1) ——

f(3

2п 2

Ю вЂ” частота тактовых импульсов генератора импульсов. этом на реверсивный счетчик закрытия коммутатора 4.2 noN импульсов

В данном случае f = 1 ——

2" о

f — X„„9 ПОЭТОМУ

-гm 3

f, =(Х +1) 1 f =Х вЂ”вЂ”

fî о о34п ((2" (пах 2 2" и

N,=(õ,-х,) (х +х +1) /2, а на выходе 10 устройства таким об9

Ы разом, будет получен код величины Х

Если йа вход поступит код Хэ и

Х, c X 1, то появится значение "1 на первом выходе схемы 6 сравнения. В, этом случае из значений, поступающих с выхода реверсивного счетчика

5.1 на вход вычитателя 8, будет вычитаться единица. Из реверсивного счетчика 5. 1 до закрытия коммутатора

4.19 Открывающего прохождение импульсов на вычитающий вход счетчика, вычитается (Х1-Х ) импульсов .

Максимальная и минимальная частоты, поступающие в этом случае с управляемого делителя 3 частоты на реверсивный счетчик 5.2, будут равны соответственно

3 1140119 а количество импульсов N f вычитаемых из реверсивного счетчика 5.2 и определяемых формулой (1) примет значение

И = (Х1-Х ) (Х +Х +1) /2

Составитель А.Жижин

Редактор Л.Пчелинская Техред А.Бабинец Корректор А.Зимокосов

Заказ 265/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-34, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Содержимое реверсивного счетчика

5.2 P в этом случае уменьшится на

N единиц и будет равно

Ф (р1 () Х + Ху

P = P -N Ю у

2 2 2 2

Как и в предыдущих случаях на выходе устройства будет получен код ве5 личины Х .

Предлагаемое техническое решение позволяет сократить цикл вычисления квадрата числа, что приводит в конечном итоге к увеличению быстродействия.