Устройство для возведения в квадрат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ, содержащее регистр основания , разрядные входы которого являются входами аргумента устройства, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит регистр преобразования , первый элемент И и блок управления, причем i-и разряд регистра преобразования (,n, где празрязность результата) содержит второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, триггер и сумматор по модулю два, выход которого в каждом i-M разряде регистра преобразования соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И соединён 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 (-1)-го разряда регистра преобразования, второй вход четвертого элемента И первого разряда регистра преобразования соединен с выходом элемента ИЛИ п-го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два j-ro разряда которого соединены с прямым выходом j-ro разряда регистра основания (, К-2, где К - разрядность аргумента ), прямой выход (К-1)-го разряда регистра основания соединен с вторыми входами четвертого элемента И и сумматора по модулю два К-го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два (К-1)-го разряда которого соединены с инверсным выходом (К-1)-го разряда регист (Л ра основания, выход второго элемента И в i-M разряде регистра преобразования соединен 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, тригСд гер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И со блока управления, второй вход котосд рого соединен с первьми входами о второго, третьего и четвертого элементов И блока зтравления и выходом пятого 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 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(Ц С 06 F ?/55.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3577977/24-24 (22) 12.04.83 (46) 23.04.85. Бюл. N - 15 (72) А.К.Беляев, Г.И.Корниенко и В.В.Ткаченко (71) Ордена Ленина институт кибернетики им. В.И.Глушкова (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И - 769537, кл. С 06 Г 7/552, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

В 78005, кл. G Об F 7/552, 1976 (прототип) . (54) (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 i --й разряд регистра преобразования (1=1,п, где — 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 два и выходом элемента ИЛИ (-1)-ro разряда регистра преобразования, второй вход четвертого элемента И первого pasÄÄSUÄÄ 1151956 А ряда регистра преобразования соединен с выходом элемента ИЛИ n — ro разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два j-го разряда которого соединены с прямым выходом

j-го разряда регистра основания (j=1, К вЂ” 2, где К вЂ” разрядность аргумента), прямой выход (К-1)-го разряда регистра основания соединен с вторыми входами четвертого элемента И и сумматора по модулю два К-го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два (К-1)-ro разряда которого соединены с инверсным выходом (К-i)-го разряда регистра основания, выход второго элемента И в 1-м разряде регистра преобразования соединен 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 соединен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И блока управления и выходом пятого 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

1151956 соединен с выходом элемента ИЛИ блока управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И блока управления, второй вход пятого элемента И блока управления соединен с выходом генератора импульсов, инверсный вход второго элемента 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 513.

Вычисление квадрата номера поступающего импульса происходит путем сложения содержимого сумматора с те- 1О кущим значением счетчика, Иными словами, для вычисления квадрата числа и на вход устройства необходимо подать и импульсов. Это является существенным недостатком устройства, ограничивающим его применение для ари4метических устройств быстродействующих ЦВИ.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является квад- 20 ратор, содержащий и-разрядный регистр основания, распределитель им пульсов, группы элементов И и И-НЕ, . а также и-разрядный сумматор (2 3.

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 В03 35 растает количество циклов, а следовательно, возрастает и количество групп элементов И.

К-ro разряда регистра основания и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И блока управления, выход элемента ИЛИ блока управления соединен с входами сдвига регистров основания и преобразования, выход первого элемента И соединен с вторыми входами вторых элементов И всех разрядов регистра преобразования.

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, и, где и — 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 (и-1)-го разряда регистра преобразования, второй вход четвертого элемента И первого разряда регистра преобразования соединен с выходом элемента ИЛИ и-го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два j-го разряда которого соединены с прямым выходом j-го

1151

3 разряда регистра основания (1=1, где К вЂ” разрядность аргумента) „ прямой выход (К-1)-го разряда регистра основания соединен с вторыми входами четвертого элемента И и сумматора по модулю два К-ro разряда регистра преобразования, вторые вхо-. ды четвертого элемента И и сумматора по модулю два (К-1)-го разряда которого соединены с инверсным вы- 10 ходом (К-1)-ro 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 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 второй

35 входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И блока управления, второй вход пятого элемента И блока управ40 ления соединен с выходом генератора импульсов, инверсный вход второго элемента И блока управления и второй вход четвертого элемента И блока управления соединены с выходами

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 блока

50 управления соединен с входами сдвига регистров основания и преобразования, выход первого элемента И соединен с вторыми входами вторых элементов И всех разрядов регистра преобразования.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для возведения в квадрат; на фиг. 2 — то же блока управления.

956 1

Устройство для возведения в квадрат (фиг. 1) содержит регистр основания, 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 11 блока 4 — код формата обрабатываемых чисел ((К+1) циклов), триггер 18 в нулевом состоянии.

Не нулевое значение на выходе старшего разряда регистра 11 вызывает срабатывание элемента И 13 и импульсы с генератора 12 проходят на входы элемента И 14 и элементов И 15 — 17.

При наличии нуля на выходе К-ro разряда регистра 1 на входе блока 4— нулевой потенциал, который, поступая на один из входов элемента И 14, вызывает его срабатывание и тактовые импульсы с выхода элемента И 13 че, рез элементы И 14 и ИЛИ 19 поступают на выход блока 4 и далее — на цепи сдвига регистров 1 и 2, что вызывает сдвиг информации в этих регистрах.

Тактовые импульсы с выхода элемента И 13 через элемент И 16 поступают на один из входов элемента И 3. На другом входе этого элемента И 3 — нулевой потенциал с выхоца К-го разряда регистра I основания.

При наличии на выходе К-ro разряда регистра 1 единицы, поступающей на вход блока 4, а именно на вход элемента И 14, блокируется прохождение через него тактовых импульсов. генератора 12, а при поступлении ее на 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 импульс поступает 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 выражения

1151956

Обработка разрядов регистра 2 осуществляется однотипно, за исключением (К-1)-ro и К-го разрядов, во входные цепи которых поступают зна5 чения с инверсного и прямого выходов соответственно (К-1)-го разряда регистра 1. где х — значения двоичных перемен3 ных регистра 1; !О у. — значения двоичных переменных

l регистра 2.

Условие инвертирования разряда 1 определяется состоянием j-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 1-ro разряда 20 состояние j--ro разряда регистра 1 складывается по модулю два с состоянием (y-1}-го разряда. В случае наличия. условия инвертирования в предшествующем разряде к значению 25 двоичной переменной J-Fo 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.

Предлагаемое устройство для возведения в квадрат проще по аппаратурной реализации по сравнению с извест ным, так как в последнем с увеличением разрядности регистра основания пропорционально возрастает количество групп элементов И, чего нет в предлагаемом устройстве.

1151956

1151956

Составитель А.Казанский

Редактор Е.Папп Техред С.йовдий Корректор Г Решетник

Заказ 2324/37 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4