Устройство для возведения в квадрат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ, содержащее регистр основания , блок возведения десятичной цифры в квадрат, первый и второй дешифраторы, первый, второй, третий и четвертый десятичные счетчики, преобразователь десятичного числа в число-импульсный код и генератор импульсов выход Которого соединен с тактовым входом преобразователя десятичного числа в число-импульсный код, выходы младших и старших разрядов которого соединены соответственно со счетными входами второго и третьего десятичных счетчиков, разрядные входы десятичных счетчиков соединены соответственно с выходами блока возведения десятичной цифры в квадрат, входы которой соединены соотретственно с выходами регистра основания, отличающее ся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат , оно содержит схему сравнения, восемь элементов 2И-ИПИ, распределитель импульсов, третий дешифратор, выходы которого соединены с информационными входами преобразователя десятичного числа в число-импульсный код, входы третьего дешифратора соединены соответственно с выходами первого и второго дешифраторов, входы с первого по четвертый которых соединены соответственно с выходами элементов 2И-ИЛИ, причем первые входы первого и второго элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом первого разряда регистра основания и первым разрядным входом первой группы информационных, входовсхемы сравнения, первые входы третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом второго разряда регистра основания и вторым разрядным входом первой группы информационных входов схемы сравнения , первые входы пятого и шестого (Л элементов 2Й-ИЛИ соединены соответственно с выходом третьего разряда регистра основания и третьим разрядным входом первой группы информационных входов сравнения, первые рходы седьмого и восьмого элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом четвертого разряда регистра основания и четвертым разрядным а входом первой группы информационных входов схемы сравнения, вторые входы 4 первого и второго элементов 2И-ИПИ соединены соответственно с выходом 4; пятого разряда регистра основания и первым разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, вторые входы третьего и четвертого элементов 2И-ШШ соединены соответственно с выходом шестого разряда регистра основания и вторым разрядным входом второй группы информацис5нньгх входов схемы сравнения, вторые входы пятого и шестого эле- . ментов 2И-ИЛИ соединены соответст

(! 9) (11) СООЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЙУБЛИН

552 4(5!) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

И .АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИй И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3631869/24-24 (22) 11.08.83 (46) 07.06.85. Бюл. И - 21 (72) В.Д.Волков, А.Н.Фойда, О.Т.Чигирин и Р.Т.Чигирин (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .к 911520, кл. G 06 F 7/552, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР . Р 39 1560, кл. С 06 F 7/552, 1973 . (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ

В КВАДРАТ, содержащее регистр основания, блок возведения десятичной цифры в квадрат, первый и второй дешифраторы, первый, второй, третий и четвертый десятичные счетчики, преобразователь десятичного числа в число-импульсный код и генератор импульсов, выход которого соединен с тактовым входом преобразователя десятичного числа в число-импульсный код, выходы младших и старших разрядов которого соединены соответственно со счетными входами второго и третьего десятичных счетчиков, разрядные входы десятичных счетчиков соединены соответственно с выходами блока возведения десятичной цифры в квадрат, входы которой соединены соотгетственно с выходами регистра основания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит схему сравнения, восемь элементов 2И-ИЛИ, распределитель импульсов, третий дешифратор, выходы которого соединены с информационными входами преобразователя десятичного числа в число"импульсный код, входы третьего дешифратора соединены соответственно с выходами первого и второго дешифраторов, входы с первого по четвертый которых соединены соответственно с выходами элементов 2И-ИЛИ, причем первые входы первого и второго элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом первого разряда регистра основания и первым разрядным входом первой группы информационных входов. схемы сравнения, первые входы третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом второго разряда регистра основания и вторым разрядным входом первой группы информационных входов схемы сравнения, первые входы пятого и шестого элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом третьего разряда регистра основания и третьим разрядным входом первой группы информацион-— ных входов схемы сравнения, первые ,входы седьмого и восьмого элемен— тов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом четвертого разряда регист" ра основания и четвертым разрядным входом первой группы информационных входов схемы сравнения, вторые входы первого и второго элементов. 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом пятого разряда регистра основания и первым разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, вторые входы третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ соедине— ны соответственно с выходом шестого разряда регистра основания и вторым .разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, вторые входы пятого и шестого элементов 2И-ИЛИ соединены соответст1160404 венно с выходом седьмого разряда регистра основания и третьим разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, вторые вхо— ды седьмого и восьмого элементов 2ИИЛИ соединены соответственно с выходом восьмого разряда регистра основания и четвертым разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, выход "Больше" которой соединен с третьими входами элементов 2И-ИЛИ, четвертые вхрды

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть применено в цифровых приборах для обработки результатов измерения (вычисления промежуточных результатов).

Известно устройство для возведения в квадрат, содержащее матрицу элементов И, три сумматора и вычитатель 11$ .

Недостатком устройства является невозможность возведения в квадрат десятичных чисел.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство возведения в квадрат, со- . держащее регистр основания, матрицу разрядов, матрицу произведения двух разрядов, накопитель, преобразователь числа в код, генератор импуль-. сов и схему управления. Выходы регистра основания соединены с входами матрицы разрядов и матрицы произведения двух разрядов, выходы которых соединены соответственно с входами накопителя и преобразователя числа в код, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов P2) .

Недостатком известного устройства являются большие аппаратурные затраты.

Цель изобретения — сокращение аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для возведения в квадрат, содержащее регистр основания, блок возведения десятичной цифры в квадрат, первый и второй де; которых соединены с выходом "Меньше" схемы сравнения, выходы распределителя импульсов соединены соответственно с входами установки регистра основания и десятичных счетчиков, установочным входом преобразователя десятичного числа в число †импульсн код, пятым и шестым входами первого и второго дешифраторов, тактовым входом блока возведения десятичной цифры в квадрат и тактовым входом схемы сравнения. шифраторы, первый, второй, третий и четвертый десятичные счетчики, преобразователь десятичного i-исла в число-импульсный код и генератор импульсов, выход которого соединен с тактовым входом преобразователя десятичного числа в число-импульсный код, выходы младших и старших разрядов которого соединены соответственl0 но со счетными входами второго н третьего десятичных счетчиков, разрядные входы десятичных счетчиков соединены соответственно с выходами блока возведения десятичной цифры

f5 в квадрат, входы которого соединены соответственно с выходами регистра основания, содержит также схему сравнения, восемь элементов 2И-ИЛИ, распределитель импульсов, третий деши20 фратор, выходы которого соединены с информационными входами нреобразователя десятичного числа в числоимпульсный код, входы третьего дешйфратора соединены соответственно

25 с выходами первого и второго дешифраторов, входы с первого по четвертый которых соединены соответственно с выходами элементов 2И-ИЛИ, причем первые входы первого и второго эле1

39 ментов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом первого разряда регистра основания и первым разрядным входом первой группы информационных входов схемы сравнения, первые вхо. ды третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом второго разряда регистра основания и вторым разрядным входом

Ф схА хА з 11604 первой группы информационных входов схемы сравнения, первые входы пятого и шестого элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом третьего разряда регистра основания и третьим разрядным. входом первой группы инфор— мационных входов схемы сравнения, первые входы седьмого и восьмого . элементов 2И-HJ_#_ соединены соответственно с выходом четвертого разряда регистра основания и четвертым разрядным входом первой группы информационных входов схемы сравнения, вторые входы первого и второго элементов 2И-ИЛИ соединены соответст— венно с выходом пятого разряда регистра основания и первым разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, вторые входы третьего и четвертого элементов 2И вЂ” О

ИЛИ соединены соответственно с выходом шестого разряда регистра основания и вторым разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, вторые входы пятого и шес- >> того элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом седьмого разряда регистра основания и третьим разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, 30 вторые входы седьмого и восьмого элементов 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом восьмого разряда регистра основания и четвертым разрядным входом второй группы информационных входов схемы сравнения, выход "Больше" которой соединен с третьими входами элементов 2И-ИЛИ, четвертые входы которых соединены с выходом "Меньше" схемы сравнения, выходы распределителя импульсов сое40 динены соответственно с входами установки регистра основания и всех десятичных счетчиков, установочным входом преобразователя десятичного

4 числа в число-импульсный код, пятым и шестым входами первого и второго дешифраторов, тактовым входом блока возведения десятичной цифры в квадрат и тактовым входом схемы сравнеб ния .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для возведения в квадрат; на фиг. 2 — блок-схема преобразователя десятичного числа в число-импульсный код.

Устройство содержит регистр 1 основания, схему 2 сравнения, блок 3 возведения десятичной цифры в квадрат, десятичные счетчики 4 — 7, дешифраторы 8 — 10, элементы 2ИИЛИ 11 — 18, генератор 19 импульсов, преобразователь 20 десятичного числа в число-импульсный код, распределитель 21 импульсов, выходы 22 и 23 преобразователя десятичного числа в число-импульсный код, выходы 24 и 25 результата сравнения схемы сравнения. Преобразователь десятичного числа в число-импульсный код (фиг. 2) содержит регистр 26 основания, элементы И 27 и 28, элементы ИЛИ 29 и 30„ элемент И 31 дели- тель 32 и элементы И 33 — 35.

Возведение десятичного числа, например А=-абс, где с — первый -разряд числа; 5 — второй разряд числа;

ct — третий разряд числа в квадрат, производится следующим образом.

Сначала первый разряд числа умножается на все разряды числа, начиная с первого разряда, Затем на все разряды числа Л умножается второй разряд и т,д. Полученные. частные произведения суммируются, причем каждое последующее частное произведение сдвигается относительно предыдущего на один разряд влево °

il60404

При основании числа, равном десяти, произведение одного разряда на другой (A Р, 8е, с n. ) заКак видно из приведенной формы записи, суммирование частных произведений для возведения десятичного числа в квадрат реализуется с помощью десятичного счетчика.

Частные произведения, равные квадрату каждого разряда, записываются в определенные разряды счетчика: квадрат первого разряда () †. в первый и второй разряды счетчика, квадрат второго разряда (- ) — в третий и четвертый разряды счетчика, квадрат третьего разряда (а- ) — в пятый и шестой разряды счетчика. Част35 ные произведения, равные удвоенным пр »г введениям двух разрядов (2г5, 2со, 250), преобразуются в число-импульсный код и поступают в опреде—

40 ленные разряды счетчика, где суммируются с числом, находящимся там.

Число-импульсный код удвоенного произведения 2 сб поступает на счетный вход второго разряда счетчика (единицы) и на счетный вход третьего разряда счетчика (десятки).

Число-импульсный код удвоенного произведения 2 со поступает на счетный вход третьего разряда счетчика (единицы) и на счетный вход четвертого разряда счетчика (десятки).

Число-импульсный код удвоенного произведения 2 оа поступает на счетный вход четвертого разряда счетчика (единицы) и на счетный вход пятого разряда счетчика (десятки).

Операция возведения в квадрат про— исходит следующим образом. нимает два разряда, а их уд—

I военное произведение — три раз— ряда.!

При поступлении сигнала первого выхода распределителя 21 импульсов в регистр основания записывается число А=п5, которое необходимо возвести в квадрат. Кроме того, по этому сигналу устанавливаются в нулевое состояние двоично-десятичные счетчики 4 — 7 и преобразователь 20 десятичного числа в число-импульсный код.

Затем сигнал с второго выхода распределителя 2 1 импульсов поступает на блок 3, по этому сигналу квадрат каждого разряда а,6 числа А поступает на соответствующие установочные входы определенных двоичнодесятичных счетчиков 4 — 7, сигнал с третьего выхода распределителя 21 импульсов поступает на пятые входы первого и второго двоично-десятичных дешифраторов 8 и 9 и на тактовый вход схемы 2 сравнения. По этому сиг— калу удвоенное произведение 2 а6 (единицы) из позиционного дешифратора 10 поступает на преобразователь 20 десятичного числа в число-импульсный код, где преобразуется в пропорциональное число импульсов, которые поступают на счетный вход счетчика 6.

Сигнал с четвертого выхода распределителя 21 импульсов поступает на шестые входы первого и второго двоично-десятичных дешифраторов 8 и 9 и на тактовый вход схемы 2 сравнения.

По этому сигналу удвоенное произведение 2a о (десятки) иэ позиционного дешифратора 10 поступает на преобразователь 20 десятичного числа в чис1160404

Таким образом применение нового

40 алгори™а умножения двух чисел и его съемная реализация позволяют уменьшить объем аппаратуры устройства возведения в квадрат на 7,5%. ло-импульсный код, где преобразуется в пропорциональное число импульсов, которые поступают на счетный вход счетчика 5.

Работа двоично-де сятичных дешифраторов 8 и 9 зависит от соотношения чисел а и б.

Если а) 6, с выхода 24 схемы 2 сравнения выдается разрешающий сигнал на первый управляющий вход пер- 10 вого, второго, третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ 11 — 14 и на второй управляющий вход пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов 2И-ИЛИ 15 — 18, а с выхода 25 15 схемы 2 сравнения — запрещающий потенциал на второй управляющий вход первого, второго, третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ 11 — 14 и на . первый управляющий вход пятого, шес- 20 того, седьмого и восьмого элементов 2И-ИЛИ 15 — 18. Таким образом, число а поступает на двоично-десятичный дешифратор 8, а число б — на двоично-десятичный дешифратор 9. 25

Если а (6, с выхода 24 схемы 2 сравнения выдается запрещающий сигнал на первый управляющий вход первого, второго, третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ 11 — 14 и на второй

30 управляющий вход пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов 2ИИЛИ 15 — 18, а с выхода 25 схемы 2 сравнения — разрешающий потенциал на второй управляющий вход первого, второго, третьего и четвертого эле35 ментов 2И-ИЛИ 11 — 14. Таким образом, число о поступает на двоичнодесятичный дешифратор 9, а число о — на двоично-десятичный дешифрагор 8.

Таким о браз ом, на двоично-де сятичный деи1нфратор 8 всегда поступает большее по модулю число (о или ), a на двоично-десятичный дешифратор 9 всегда поступает меньшее по модулю число (o илн 6 )..

Введение схемы сравнения, элементов 2И-ИЛИ, распределителя импульсов и дешифратора позволяет сократить аппаратурные затраты.

В известном устройстве умножение двух чисел о и 6 реализуется матрицей произведения двух разрядов.

В предлагаемом устройстве новый алгоритм умножения реализуется схемой сравнения, восемью схемами 2И-ИЛИ, двумя двоично-десятичными и позиционным дешифраторами. При новом алгоритме умножения на первый двоичнодесятичный дешифратор всегда поступает большее из чисел О или ", а на второй двоично-десятичный дешифра-. тор — меньшее из чисел а или б .

Объем аппаратуры для выполнения операции умножения двух чисел в предлагаемом устройстве составляет примерно 25% от объема аппаратуры матрицы умножения двух чисел известного устройства. Поскольку объем аппаратуры матрицы произведения составляет примерно 30% от объема всего устройства для возведения в квадрат, то объем аппаратуры предложенного устройства для возведения в квадрат равен

Ч =О, у V »+0, ЗЧ 0,75=0,92SV„ g, гдето „q5 - объем аппаратуры известного устройства.

1160404. 1. 160404

Ъь, с

Составитель А. Казанский

Редактор О.Юрковецкая ТехредД.Микеш Корректор А.Зимокосов

Заказ 3779/46 Тираж 730 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