Устройство для возведения в квадрат

 

ОП ИС

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ С

Союз Советски к

Социалистических

Республик (Sl) Дополнительное к авт. (22) Заявлено 21. 12.77 ( с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 25.02.

Дата опубликования

3ЬеуааретеениМ кемитет

СССР

Io йевем кзееретеинв к открытий

M. М. Мусаев и A. А, Каххаров (72) Авторы изобретения

Институт кибернетики, с вычислительным центром AH Узбекской ССР (7I) Заявитель (S<) УСтрсаСТВО ДЛЯ ВОЗжаИНИЯ В КВАтАт

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах с аппаратурной реализацией функций.

Известны устройства для возведения

% в квадрат, в которых используется последовательная обработка цифрового кода, что снижает его быстродействие $1) .

Наиболее близким по технической сущ- О !

О ности к предложенному является устройство для возведения в квадрат, содержащее -разрядный входной регистр, 2 ирвэрядный счетчик и группы потенциальноимпульсных элементов И $2) .

B известном устройстве количество тактов работы схемы определяется количеством 1 в двоичном коде возводимого в квадрат числа. Чем больше 1" в коде, тем дольше длится операция возведения в квадрат. В таком устройстве не удается получить высокого быстродейст-. вия для чисел с большим количествоьГ1 ,в -paapaaux.

Йелью изобретения является повышение быстродействия.

Боставленная цель достигается тем, что в устройство для возведения в квадрат введены цепочка последовательно-.соединенных элементов задержки и группы элементов неравноэначности, входы которых соединены с нулевыми выходами соответствующих разрядов,А -разрядного входного регистра, нулевые и единичные выходы разрядов которого, а также прямые и инверсные выходы элементов не- . равнозначности групп подключены к потенциальным входам потенциально-импульсных элементов И соответствующих групп, выходы потенциально-импульсных элементов И первой, второй и третьей групп соединены с вычитающими, а четвертой, пятой и шестой групп - с суммирующими входами 2 П-разрядного счетчика, импульсные входы потенциаль- . но-импульсных элементов И всех групп подключены к выходам соответствующих элементов задержки, вход первого из коы-.

71 торых соединен с выходом генератора им. пульсов; --Ф

Н а чертеже п ре дставлена схема устройства для возведения в квадрат.

Устройство содержит и -разрядный входной регистр 1, 2 -разрядный счетчик 2, группы 3-8 потенциально-импульсных элементов И, цепочку 9 последова1 тельно соединенных элементов задержки, группы 10 и 11 элементов неравнознач: ности, вход 12, соединенный с генерато- ром импульсов (на чертеже не поназан).

Количество rrl алемейтов неравнозначности в каждой группе зависит от разряд ности И входного кода и связано с ней зависимостью в=(г -(43- >), где ) вЂ, номер группы. Нумерация групп начинается с той, которая имеет наиболь-!

"Шее количество элементов неравноэначнос- ти, т.е. с группы 11.

При этом выходы элементов И первого элемента неравнозначности группы l l c

= 1 подключается к входу 1 =2 -3 счетчика 2,выходы элементов И первого элемента неравноэначности следующей группы 10 с 1 =2 подключается к входу 1 =2 и -5 и т.д., т.е. выходы элементов И первых элементов неравнозначности в каждой последуюшей группе подключаются к очередным (начиная со старшего разряда) нечетным входам. Выход элементов И последйего элемейта нерав- " ноэначности группы 11 ($ =1) подключа- ются к входу 1 =1, т.е. к его младшему разряду. Выход элементов И iioeàåäíåro элемента неравноэначности группы 10 (f =2) подключается к входу 1=3. Выхо- ды элементов И последних элементов нерав йозн ачйости в последующих группах "йоцключаются к очередным, начиная с, " "младши о разряда, "нечетным выходам счетчика 2.

Входы элементов неравнозначности подключены к двум из "И разрядов- входного регистра 1. Входы первых элементов

"° неравнозначности в каждой 1 -ой группе подключены к выходам 1-ro и к2-ro разрядов, где к = 2 ) . Например, входы первого элемента неравноэначности в группе 11 () =1) под;ключены к вйходам

1-ro и 2-го разрядов. Входы первого элемента" неравнозначности группы 10 () 2) подключены к выходам 1-го, 4»го и т.д. разрядов. Bxoasi вторых элементов неравноэначности в каждой $ -ой группе подключены к выходам 1-го и (к+1 -го

762

4 разрядов. Входы второго элемента неравнозначности в группе 11 подключены к выходам 1-го и 3-ro разрядов, входы элементов неравнозначности в группе 10. подключены к выходам 1-го и (2)+1)-ro разрядов входного регистра 1 и т.д. Bxoj ды третьих элементов-неравноэначности в каждой группе подключены к выходам

2-го и (к+1)-го разрядов. Входы четвер10 тых элементов иеравнозначности в группах подключены к выходам 2-го и (к+2)« го разрядов. Следуюшие по счету элемен- ты неравнозначности в группах подключаются к выходам разрядов 3-го и (W2) го, 3-го и (к+3)-го, 4-го и (к+3)-ro, 4-го и (к+4)-го и т.д.

Входы элементов И групп 6 и 3 подключены соответственно к единичным и нулевым выходам 1- раэрядов входного регистра 1, а выходы подключены к входам от 1 =2 t1 -1 до 1 =1 разрядов счетчика 2.. Выходы элементов И групп

7 и 4 подключены соответственно к инверсным и прямым выходам группы 10

- элементов неравнозначности, а выходы подключены к,входам от 1 =2 11 -5 до

Ф

1, -3 счетчика 2. Входы элементов И групп 8 и 5 подключены соответственно к. инверсным и прямым вйходам группы 11 элементов неравноэначности, а выходы подключены к входам от 1 2ï -3 до f счетчика 2.

Устройство работает следуюшим образом.

Перед началом работы во все нечетные 1, 3; ..., 2п-1 разряды счетчика 2 заносятся "1", а во входной регистр 1 подается код возводимого в квадрат числа. При этом на вход 1-ro разряда пода40 ется самый старший разряд кода, а на вход последнего — самый младший двоичный разряд 0 . Затем на вход 12 линии задержки подается импульс занесения, который задерживается на время установ45 ления кода в регистре 1, и с выхода перволюб"элемента задержки поступает на импульсные входы элементов И групп 6 . и 3 и заносит содержимое регистра 1 и счетчик 2. Этот же импульс поступает на входы всех последуюших элементов задержки;"и заносит поочередно состояния элементов неравноэначности в счетчик 2.

С выхода последующего элемента задерж, ки он поступает на вход последнего зле i

° мента задержки и заносит состояние элементов неравноэначности группы 1 1 через элементы И групп 8 и 5 в счетчик

2. На атом работа устройства эаканчи+ 0,5 при нечетном

++ 1 при четном

1. ,Таким образом, быстродействие пред- ру лагаемого устройства при возведении в квадрат чисел с большим количеством Ъ в разрядах выше быстродействия анало» гичных известных устройств. Формула изобретения

Устройство для возведения в квадрат, содержащее Yl--разрядный входной регистр, 5 7177 вается, и в 2й-разрядном счетчике 2 в результате накопления кодов состояний групп элементов неравнозначности разря» дов входного регистра 1 и введенных перед началом работы "1" в нечетные разряды счетчика 2 образуется число, являющееся квадратом введенного во входной . регистр 1 числа.

Быстродействие устройсжа зависит от количества тактов работы схемы. Коли- 0 чество тактов работы схемы на единицу больше числа групп элементов неравнозначности и равно количеству элементбв задержки. В, свою очередь количество элементов задержки зависит от .разрядности возводимого в квадрат числа и. составляет приблизительно половину величины !1 . Количество тактов определяется .по фо м ле: д 20

62 6

2 И- разрядный счетчик и группы потен.циально-импульсных элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения быстродействия, в него введены цепочка последовательно-соединенных элементов задержки и группы элементов неравнозначности, входы которых соединены с нулевыми выходами соответствующих разрядов q-разрядного входного регистра, нулевые и единичные выходы разрядов которого, а также прямые и именес» ные выходы элементов неравнозначности групп подключены к потенциальным входам потенциально-.импульсных элементов

И соответствующих групп, выходы потенциально-импульсных элементов И первой, второй и третьей групп. соединены с вычитающими, а четвертой, пятой и шестой групп - с суммирующими входами 2 И— разрядного счетчика, импульсные входы цотенццальн -импульсных элементов И всех групп подкюаочены r выходам соот» ветствующих .элементов задержки, вход первого из которых соединен с выходом генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 555399, кл..9 06 Р 7/38, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 419888, кл. & О6 F 7!38, 1971.