Устройство для возведения чисел в квадрат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ol) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.11.71 (21) 1718795!18-24 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74, Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 02.09.74 (51) М. Кл. G 06f 7/38

Государственный комитет.

Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открытий (53) УДК 681 325 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Т. А.-оглы Алиев и P. Г.-оглы Гусейнов

Институт кибернетики АН Азербайджанской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЧИСЕЛ В КВАДРАТ

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно, к асинхронным устройствам для возведения чисел в квадрат.

Известны устройства для воз|ведения чисел в квадрат, содержащие регистры, счетчики и вентили, выполненные на импульсно-потенциальных элементах.

B известных устройствах возведение в квадрат двоичного числа осуществляется последовательно и при этом скорость работы их зависит от абсолютного значения самого числа, что не позволяет получить высокое быстродействие для больших чисел.

С целью создания устройства, в котором осуществляется параллельный принцип возведения чисел в квадрат, быстродействия устройства зависит от количества единиц в двоичном коде числа, что существенно повышает быстродействие предлагаемого устройства по отношению к известным устройствам, во входном регистре нулевые выходы 2 — и разрядов подключены к потенциальным входам соответствующих вентилей, первой группы, единичные выходы этих разрядов подключены к потенциальным входам соответствующих вентилей второй группы, к входам нечетных разрядов нака пливающего счетчика и к потенциальным входам выходных вентилей, объединенных в группы,по вентилей, где i — номер группы. Единичные выходы каждого разряда входного регистра подключены к одноименным вентилям всех выходных групп; импульсные входы вентилей первой и второй группы j-ro разряда соединены с выходом вентилей пер5 вой группы (j + 1) -го разряда, причем входы вентилей п-го разряда соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выход вентиля первой группы 2-го разряда соединен со входом установки в «нуль» 1-го разряда, 10 кроме того, выходы вентилей второй грулпы (-го,разряда соединены со входом установки в «нуль» данного разряда, а также с импульсными входамн всех (j — 1) выходных вентилей (j — 1) -го разряда, а выходы выход15 пых вентилей этой группы соединены со входами (2j — 1), (2/ — 2), (21 — 3) до (/ + 1) разрядов накапливающего счетчика.

На чертеже приведена схема предлагаемого устроиства.

20 Нулевые выходы триггеров входного регистра 1 соединены с потенциальными входами вентилей первой группы 2, содержащей вентили 3 — б, а единичные выходы соединены с потенциальными входами вентилей второй

25 группы 7, содержащей вентили 8 — 11.

Группы вентилей 12 — 15 содержат соответственно 1, 2 и т. д. до (n — 1) вентилей в группе, причем потенциальные входы первых вентилей 16 — 19 в каждой из групп 13 — 15 со30 единены с единичным выходом триггера млад419888

65 шего первого разряда регистра 1, потенциальные входы вторых вентилей 20 — 22 в каждой из груп п 13 — 15 соединены с единичным выходом триггера второго разряда регистра 1 и т. д., наконец, потенциальные входы (n — 2) вентилей 23, 24 .в каждой из групп 14, 15 соединены с единичным 1входом триггера (n — 2)го разряда регистра 1, потенциальный вход (и — 1)-го вентиля 25 в группе 15 соединен с единичным выходом триггера (n — 1)-го разряда регистра 1.

Импульсные входы вентилей б и 11 групп 2 и 7 соединены с выходом 26 генератора тактовых импульсов.

Вентили группы 2 .соединены последовательно, причем выход вентиля, относящегося к разряду j, соединен с импульсным входом вентиля, относящегося,к соседнему младшему разряду (j — 1), а также с им пульсным входом вентиля группы 7, относящегося к тому же (j — 1)-му разряду. Выход вентиля 3 группы

2 соединен со входом установки «О» триггера первого разряда регистра 1.

Выход вентиля группы 7, относящегося к разряду j, соединен со входом установки в

«О» триггера этого же j-го разряда. Кроме того, выход вентиля 8, относящегося ко второму разряду, соединен с импульсным входом вентиля 16 группы 12, выход вентиля группы 7, относящегося к третьему разряду, соединен с импульсными входами вентилей 17, 20 группы

13 и так далее, наконец, выход вентиля 10, относящегося к (п — 1)-му разряду, соединен с импульсными входами всех вентилей 18, 21, 23 группы 14, а выход вентиля 11, относящегося к старшему разряду п, соединен с импульсными входами всех вентилей 19, 22, 24

25 группы 15.

Кроме того, единичные выходы всех триггеров регистра 1 связаны,со входами нечетных разрядов накапливающего счетчика, а именно, единичный выход триггера первого разряда соединен со входом 27, являющимся входом в первый разряд |счетчика, единичный выход второго разряда регистра соединен со входом 28 третьего разряда счетчика и т. д., наконец, триггер п-го разряда регистра соединен со входом 35, являющимся входом в (2п— — 1) -й разряд счетчика.

Входы вентилей груп|пы 12 — 15 соединены со входами накапливающего счетчика разрядностью 2п, причем выход венгиля группы 12 соединен со входом 28 счетчика, являющегося входом в третий разряд счетчика, выход вентилей 17, 20 группы 13 соединены со входами

29 и 30 счетчика, являющихся соответственно входами в четвертый и пятый разряды счетчика и т. д., наконец выходы вентилей 19, 22, 24, 25 гру ппы 15 соединены со входами 31—

35 счетчика, являющихся соответственно входами в (и + 1)-й, (n + 2)-й и т. д. до (2n— — 1)-го разряда счетчика.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы двоичный код возводимого в квадрат числа вводится во входной

55 регистр 1. Первый им пульс с выхода 26 генератора тактовых импульсов поступает на импулbcEEûå входы вентилей б и !1. При этом, если триггер п-го разряда находится в состоянии «О», то этот импульс, проходя через вентиль б,,поступает на импульсные входы вентилей 5 и 10 следующего разряда входного регистра 1; если же триггер п-го разряда находится в состоянии «1», то этот им пульс проходит через вентиль 11 и поступает на вход установки «О» триггера и-го разряда и одновременно на импульсные входы вентилей 19, 22, 24, 25 группы 15, разрешая тем самым поступление содержимого 1 — (n — 1)-го разрядов входного регистра 1 через эти вентили на входы 2п-разрядного накапливающего счетчика, начиная со старшего нечетного входа 35, являющегося входом в (2п — 1)-й разряд счетчика. При установке триггера n-Eo разряда в

«О» с его единичного выхода снимается импульс, поступающий на старший нечетный вход 35 накапливающего счетчика. На этом заканчивается первый такт работы устройства.

Во втором такте очередной импульс с выхода 26 генератора тактовых иипульсов проходит через открытый вентиль б и подается на импульсные входы вентилей 5 и 10. При этом, если триггер (и — 1)-го разряда находится в состоянии «О», то этот им пульс через вентиль 5 поступает на импульсные входы вентилей 4 и 9, если же триггер (п — 1)-го разряда находится в состоянии «1», то этот импульс, проходя через вентиль 10, поступает на вход установки «О» триггера (n — 1)-ro разряда и одновременно на импульсные входы вентилей 18, 21, 23 следующей группы 14, разрешая тем самым поступление, содержимого

1 — (n — 2) разрядов входного регистра 1 через эти вентили на входы 2п-разрядного накапливающего счетчика, начиная со следующего нечетного входа 33 разряда счетчика (2п — 3). При установке триггера разряда (и — 1) в «О» с его единичного выхода снимается импульс, поступающий на нечетный вход 33 накапливающего счетчика.

Как видно, работа устройства в первом и во втором тактах аналогична. Лналогична работает устройство во всех |последующих тактах. B последнем такте очередной импульс с выхода 26 генератора тактовых импульсов, проходя открытые вентили 6, 5, 4, 3, поступает на вход установки «О» триггера первого разряда. Если триггер первого разряда находится в состоянии «1», то при установке его в

«О» с его единичного выхода снимается импульс, поступающий на вход 27 первого разряда на капливающего счетчика.

На этом работа устройства заканчивается и в 2п-разрядном счетчике 1в,результате накопления промежуточных кодов, получаемых в каждом такте ра боты устройства, находится квадрат числа, вводимого во входной регистр

1 в начале работы устройства.

419888

Предмет изобретения ф 27 (оставптспи В. Пахуиов

Техред Л. Богдаиова

Корректор Л. Орлова

Редактор Л. Цветкова

Заказ 19!8, 5 Изд. М 1366 Т и р а хк 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам пзобрстсппй и открытий

Москва, SK.-35, Раушская иаб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство для возведения чисел в квадрат, содержащее и-разрядный входной регистр, 2празрядный накапливающий счетчик и группы потенциально-импульсных вентилей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, во входном регистре нулевые выходы 2 — и разрядов подключены к потенциальным входам соответствующих вентилей первой группы, единичные выходы этих разрядов подключены к потенциальным входам соответствующих вентилей второй группы, К ВХОдаМ НЕЧЕтни1Х раЗрядОВ ПаКаПЛИВаЮщЕГО счетчика и к потенциальным входам выходных вентилей, объединенных в грунины по i вентилей, где i — номер группы, причем единичные выходы каждого разряда входного регистра подключе 1ы к одноименным вентилям всех выходных групп; импульсные входы вентилей первой и второй группы j-ro разряда соединены с выходом вентилей первой группы (J +

+ 1)-го разряда, причем входы вентилей и-го разряда соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выход вентиля первой гру ппы 2-го разряда соединен со входом установки в «нуль» 1-го разряда, кроме того, выТ0 ходы вентилей второй группы j ro разряда соединены со входом установки в «нуль» данного разряда, а также с импульсными входами всех (j — 1) выходных вентилей (j — 1)го разряда, а выходы выходных, вентилей

15 этой группы соединены со входами (2/ — 1), (2j — 2), (21 — 3) до (j + 1) разрядов накапливающего счетчика.