Устройство для возведения двоичных чисел в квадрат /его варианты/

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить время выполнения операции возведения в квадрат двоичных чисел в параллельном коде. Устройство по первому варианту содержит счетчик, сумматор, группу элементов И, два элемента ИЛИ, два элемента задержки и элемент НЕ. Устройство по второму варианту содержит счетчик, сумматор, группу элементов И, пять элементов И, четыре элемента ИЛИ, элемент задержки и два триггера. Число, которое необходимо возвести в квадрат, записывается в счетчике. Затем на тактирующий вход устройства начинает поступать последовательность импульсов . Когда в счетчике будет нулевое число , в сумматоре сформирует значение квадрата числа. 2п.ф., 2 ил. с & kEffiafc

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИК (59 4 С 06 F 7/552

3f -"- »-: ñ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3812942/24-24 (22) 10.11.84 (46) 30.12.86. Бюл. 1" 48 (71) Тернопольский финансово-экономический институт (72) M À.Äóäà, З.И.Домбровский и M.Ã.Îïàåö (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 675421, кл. С 06 Р 7/38, 1977.

Авторское свидетельство СССР л" 999047, кл. С 06 Р 7/552, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ В КВАДРАТ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить время выполнения операции

„„SU„„1280615 А 1 возведения в квадрат двоичных чисел в параллельном коде. Устройство по первому варианту содержит счетчик, сумматор, группу элементов И, два элемента ИЛИ, два элемента задержки и элемент НЕ. Устройство по второму варианту содержит счетчик, сумматор, группу элементов И, пять элементов

И, четыре элемента ИЛИ, элемент задержки и два триггера, Число, которое необходимо возвести в квадрат, записывается в счетчике. Затем на тактирующий вход устройства начинает поступать последовательность импульсов, Когда в счетчике будет нулевое число, в сумматоре сформирует значение квадрата числа. 2п.ф., 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислителей и функциональных преобразователей ° 5

Целью изобретения является повышение быстродействия путем сокращения числа итерации формирования приближенного значения результата, На фиг.1 представЛена функциональ- 1О ная схема устройства по первому варианту; на фиг.2 — функциональная схема устройства по второму варианту.

Устройство для возведения двОичных

1Ф чисел в квадрат по первому варианту (фиг.1) содержит счетчик 1, сумматор

2, группу элементов И 3, первый элемент И 4, первый элемент ИЛИ 5, второй элемент ИЛИ 6, первый элемент 7 задержки, второй элемент задержки 8, 20 элемент НЕ 9, второй элемент И 10, третий элемент И 11, тактовый вход 12.

Устройство для возведения двоичных чисел в квадрат по второму варианту (фиг.2) содержит счетчик I, сумматор

2, группу элементов И 3, первый элемент И 4, первый элемент ИЛИ 5, второй элемент ИЛИ 6, первый элемент 7 задержки, тактовый вход 12, второй элемент И 13, третий элемент И 14, четвертый элемент И 15, пятый элемент И 16, первый триггер 17, второй триггер 18, третий элемент ИЛИ 19 четвертый элемент ИЛИ 20 и элемент

НЕ ?1. 35

Устройство для возведения двоичных чисел в квадрат по первому варианту функционирует следующим образом.

В исходном состоянии сумматор 2 обнулен, а в счетчике 1 записанодвоичное число Х, вследствие чего на выходе второго элемента ИЛИ 6 единичный сигнал. При этом на вход 12 устройства поступает импульсная последовательность.

С приходом первого импульса на вход 12 устройства в первом такте через первые элементы И 4 и ИЛИ 5 вычитается единица из содержимого счетчика 1. 50

Если, после первого такта в счетчике 1 находится нулевое число, то на выходе второго элемента ИЛИ 6 будет нулевой, а на выходе элемента

HF. 9 — единичный сигналы. При этом импульс с выхода первого элемента И 4 проходит через первый элемент 7 задержки и во втором такте через третий

1280615 2 элемент И 11 прибавляет единицу к содержимому сумматора 2.

Если после первого такта в счетчике 1 находится не нулевое число, то на выходе второго элемента ИЛИ 6 остается единичный, а на выходе элемента НЕ 9 — нулевой сигналы, При этом импульс с выхода первого элемента И 4 проходит через первый элемент 7 задержки и во втором такте через второй элемент И 10 открывает группу элементов И 3, через которую содержимое счетчика 1 передается на вход второго слагаемого сумматора 2 со сдвигом на два разряда влево, т.е, учетверенное значение. Кроме того, импульс с выхода элемента И 10 проходит через второй элемент 8 задержки и в третьем такте через первый элемент ИЛИ 5 вычитается еще одна единица из содержимого счетчика 1.

Аналогичные вычисления проводятся для каждого импульса, поступающего на вход 12 устройства. В момент, когда в счетчике 1 будет нулевое число, Hd выходе первого элемента ИЛИ 6 будет нулевой сигнал, вследствие чего поступление импульсов через первый элемент И 4, а следовательно, и процесс вычисления прекратятся, В результате в счетчике 1 будет нулевое число а в сумматоре 2 — зна2 У чение Х

Устройство для возведения двоичных чисел в квадрат по второму варианту функционирует следующим образом.

В исходном состоянии сумматор 2 обнулен, а в первом триггере 17 и в счетчике 1 записало двоичное число

Х, из которого самый младший разряд записан в первом триггере !7, а остальные старшие разряды двоичного числа Х записаны в счетчике 1. При этом если число Х О, то на выходе четертого элемента ИЛИ 20 единичный сигнал. Второй триггер 18 находится в нулевом состоянии, вследствие чего на его инверсном выходе единичный сигнал.

С приходом первого импульса на вход 12 устройства в первом такте через второй элемент И 13 вычитается единица из числа Х, записанного в первом триггере 17 и счетчике 1.

Если для первого импульса после первого такта в счетчике -1 и первом триггере находится нулевое число, то на выходе четвертого элемента ИЛИ

20 будет нулевой, a:на выходе эле1280615 мента НЕ 21 — единичный сигналы, При этом импульс с выхода второго элемента И 13 проходит через третий элемент ИЛИ 19, элемент 7 задержки и во втором такте через пятый элемент И

16 прибавляет единицу к содержимому сумматора 2.

После второго такта процесс вычисления прекращается.

Если для первого импульса после 10 первого такта в счетчике 1 и первом триггере 17 находится ненулевое число, то на выходе четвертого элемента

ИЛИ 20 остается единичный, а на выходе элемента HE 21 — нулевой сиг- j5 налы. При этом импульс с выхода второго элемента И 13 проходит через третий элемент ИЛИ 19, элемент 7 задержки и во втором такте через четвертый элемент И 15 открывает группу 20 элементов И 3, через которую содержимое счетчика 1 и триггера 17 передается на группу входов сумматора 2 со сдвигом на два разряда влево, т.е, учетверенное значение. Кроме того, 25 импульс с выхода четвертого элемента И 15 устанавливает второй триггер 18 в единичное состояние, вследствие чего на его прямом выходе возникнет единичный, а на инверсном выходе нулевой сигналы. Если после второго такта в счетчике 1 находится нулевое число, то на выходе второго элемента

ИЛИ 6 нулевой сигнал и процесс вычисления прекращается.

Если для первого импульса после второго такта в счетчике 1 находится ненулевое число, то с приходом второго импульса на вход 12 устройства в первом такте через первые элементы 40

И 4 и ИЛИ 5 вычитается единица из содержимого счетчика 1.

В случае, если для второго импульса после первого такта в счетчике 1 и первом триггере 17 находит- 45 ся нулевое число, то на выходе четвертого элемента ИЛИ 20 будет нулевой, а на выходе элемента НЕ 21 единичный сигналы. При этом импульс с выхода первого элемента И 4 проходит через третий элемент ИЛИ 19, элемент 7 задержки и во втором такте через пятый элемент И 16 прибавляет единицу к содержимому сумматора 2.

Если для второго импульса после первого такта в счетчике 1 и в.первом триггере 17 находится ненулевое число,, то на выходе четвертого элемента ИЛИ 20 остается единичный, а на выходе элемента НЕ 21 — нулевой сигналы. При этом импульс с выхода первого элемента И 4 проходит через третий элемент ИЛИ 19, элемент 7 задержки и во втором такте через четвертый элемент И t5 открывает группу элементов И 3, через которую содержимое счетчика 1 и первого триггера

17 передается на группу входов сумматора 2 со сдвигом на два разряда влево, т,е. учетверенное значение.

Аналогичные вычисления проводятся для каждого следующего импульса, поступающего на вход t2 устройства.

В момент, когда в счетчике 1 будет нулевое число, на выходе второго элемента ИЛИ 6 возникнет нулевой сигнал, вследствие чего поступление импульсов через первый элемент И 4, а следовательно, и процесс вычисления прекратится, B результате в сумматоре 2 будет значение Х

Формула изобретения

1. Устройство для возведения двоичных чисел в квадрат, содержащее сумматор, счетчик, группу элементов

И, первый элемент И, первый элемент задержки и два элемента ИЛИ, причем тактовый вход устройства соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента задержки и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом вычитания счетчика, выходы разрядов счетчика соединены с входами второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом цервого элемента И, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения числа итерации формирования приближенного значения результата, в него дополнительно введены два элемента И, второй элемент задержки и элемент НЕ, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с входом элемента

НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом младшего разряда первого слагаемого сумматора, входы второго слагаемого которого соединены с выходами элементов И группы, первые входы которых обьединены и соединены с выходом второго элемента И и входом второго элемента задержки, выход которого соединен с

1280615 вторым входом первого элемента ИЛИ, динен с вторым входом первого элевыход второго элемента ИЛИ соединен мента ИЛИ, второй вход третьего элес первым входом второго элемента И, мента И соединен с вторым входом второй вход которого соединен с вы- второго элемента И и с инверсным выходом первого элемента задержки и с 5 ходом второго триггера, вход уставторым входом третьего элемента И, вовки которого соединен с выходом выходы разрядов счетчика соединены четвертого элемента И, первый вход со сдвигом на два разряда в сторону которого соединен с первым входом старших разрядов с вторыми входами пятого элемента И, второй вход котоэлементов И группы. рого через элемент HE соединен с

I устройство для возведения дво- вторым входом четвертого элемента И ичных чисел в квадрат, содержащее и третьим входом второго элемента И, сумматор, счетчик, группу элементов выход которого соединен с первым вхоИ, первый элемент И, первый элемент дом третьего элемента ИЛИ, второй задержки и два элемента ИЛИ, причем вход которого соединен с выходом пертактовый вход устройства соединен с ваго элемента И, выход третьего элепервым входом первого элемента И, мента ИЛИ через элемент задержки соевыход которого соединен с первым вхо- динен с первым входом четвертого дом первого элемента ИЛИ, выход ко" элемента И, выход которого соединен торого соединен с входом вычитания 20 с первыми входами элементов И групсчетчика, выходы разрядов счетчика пы, выходы разрядов счетчика и прясоединены с входами второго элемента мои выход первого триггера соединены

KIH, выход которого соединен с вто- с соответствующими вторыми входами рым входом первого элемента И, о т — элементов И группы, выходы элементов л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью И группы соединены со сдвигом на два

25 повышения быстродействия путем со- разряда в сторону старших разрядов кращения числа итерации формирования с входами первого слагаемого суммаприближенного значения результата, тора, вход второго слагаемого котов него дополнительно введены два триг- Рого соединен с выходом пятого элегера, два элемента ИЛИ, четыре эле- ЗО мента И, вход элемента НЕ соединен мента И и элемент НЕ, причем такто- с выходом четвертого элемента ИЛИ, вый вход устройства соединен с пер- первый и второй входы которого соевым входом второго элемента И, выход . динены с прямым выходом первого которого соединен со счетным входом триггера и выходом второго элемента первого триггера, прямой выход кото- 35 ИЛИ соответственно, прямой выход второго соединен с первым входом треть- Рого триггера соединен с третьим вхоего элемента И, выход которого сое- . дом первого элемента И, 1280615

Составитель С.Куликов

Редактор А.Лежнина Техред Л.Олейник Корректор M-Демчик

Тираж 67 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7067/54

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4