Устройство для вычисления разности квадратов двух чисел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< и?80006 (61) Дополнительиое и авт. саид-ву (22) Заявлено 21.1178 (21) 2701115/18-24 (5()М. Кл.

G Об F 7/38 с присоединением заявки N9

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151180. Бюллетень Мо42

Дата олубликсеания описания 25, 11. 80 (53) УДК б81. .325(088.8}

N.ß.ÈèHö, B.Н.Чинков, С.A.Êpaâ÷åíêî, Б.Г.Войтенков и Г.К.Кальянов (72) Авторы изобретения (ут ) Заявитель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗНОСТИ

КВАДРАТОВ ДВУХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области вычислительной техники и моЖет быть использовано при создании систем и приборов обработки информации.

Известно устройство для пересчета и возведения в квадрат импульсных сигналов $1), содержащее 2 п-разрядный счетчик, линию задержки, дополнительный и-разрядный счетчик.

Недостатком известного устройст- ва является малое быстродействие, поскольку время вычислений устройства определяется суммарной длительностью пакетов импульсов, соответствующих возводимым в квадрат числам, если они представлены в числоимпульсном коде.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для вычисления разности квадратов двух чисел j2), содержа- . щее накапливающий сумматор, триггер управления и элемент И, первый вход которого подключен к единичному выходу триггера управления.

Недостатком этого устройства является сложность и малое быстродействие при обработке число-импульсных последоватеьностей. Последнее является следствием того, что для работы устройства необходимо предварительное преобразование числоимпульоного кода в параллельный (при помощи регистров первого и второго

5 числа}. Время вычисления в данном случае равно сумме длительности наибольшего из пакетов импульсов, поступающих на вход регистров первого и второго числа и непосредственно

1О времеви вычислений, которое зависит от величины разности п, -п и может и 2. быть весьма велико. Кроме этого, данное устройство не позволяет определять знак разности n -n, что приво2 т5 дит к сужению областй его применения.

Это обусловлено тем, что множество чисел, обрабатываемых устройством, ограничено неравенством и„ тп .

Целью изобретения является повы2О шение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисле ния разности квадратов двух чисел, содержащее накапливающий сумматор, 25 триггер управления и элемент и, первый вход которого подклвчен к единичному выходу триггера управления, введены триггер знака, сумматор по модулю два, группа элементов И, элеЗр мент задержки, счетчик и элемент

ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с соответствукФ ими mao» дами устройства и соответствующими входами сумматора .по модулю два, причем второй вход элемента ИЛИ сое; динен с вторым входом элемента И, а выход - с входом элемента задержки и входом второго разряда счетчика, разрядные выходы которого соединены с вторыми входами элементов И группы, первые входы которых соединены с выходом элемента задержки, а выходы.подключены к разрядным входам накапливающего аумматора, выход сумматора по.модулю два подключен к единичному входу триггера управления, единичный выход которого подключен

" к третьим входам элементов И x ðóïíû, 1 выход элемента И соединен с единич ным входом триггера зйака., На чертеже представлено устройство для вычисления разности квадратов двух чисел, содержащее элемент 1

ИЛИ, элемент 2 задержки, счетчик 3, сумматор 4 по модулю два, триггер

5 управления, группу б элементов И, . элемент И 7, триггер 8 знака, накапливающий сумматор 9 °

В предлагаемом устройстве используется следующий алгоритм возведения в квадрат числа импульсовс

2 в, щ и 2Zwn Е(2i-1) (1)

4=1 4М где п — возводимое в квадрат число.

Используя этот алгоритм, запишем выражение для разности квадратов двух чисел и йа . п

Пг П . : (2i-e) - f (24-4) = Y, (М) +

-1 г 4 1 1:1 1=1 и Н

+ Z (2 -1,) — .С(24-1)"- . 84 i) (О

1 И+1 1-=4 % 1211 х при п п2, 1 и

Соотношения (2) и (3) положены в основу предлагаемого устройства.

Принцип действия предлагаемого устройства для одновременного вычисления разности квадратов двух чисел и„-пг состоит в следующем.

В исходном состоянии в счетчике

3 записано число (2 -1), где m - число двоичных разрядов счетчика 3, а сумматор 9 и триггеры 5, 8 установлены в нуль.

Необходимым условием для работы предлагаемого устройства является сййхронность импульсов ;" из""которых формируется число-импульсный код возводимых в квадрат чисел (эти импульсы могут формироваться одним генератором импульсов).

При.поступлении на вход элемента ИЛИ 1 первых импульсов, соответствующих числам п и п, на его выходе формируется только один импульс, что является следствием синхронности входных импульсных последовательностей. Импульс с выхода элемента

ИЛИ 1 поступает на вход элемента 2 задержки и на вход второго разряда счетчика 3, где- после его прихода

®,записывается единица. На выходе элемента 2 задержки при этом появляется импульс, соответствующий входному импульсу, задержанному на время дс.

Величина at определяется длительностью переходных процессов в счетчиИ ке 3. Импульс с выхода элемента 2 задержки поступает на первые входы элемента И группы б.

Импульсы, соответствующие числам и„ и п 2, одновременно поступают на

Я9 вход сумматора 4 по модулю два, выходной сигнал которого при наличии на ceo входе двух импульсов ИЛИ при их одновременном отсутствии становится равен нулю. Триггер 5 управлеуу ния в этом случае остается в нулевом состоянии и разрешающий сигнал на третьи входы элементов И группы б не подается. При этом коды нечетных чисел, формируемые в счетчике 3, не переносятся в сумматор 9.

По окончании поступления пакета импульсов, соответствующего меньшему числу п, на выходе сумматора 4 по модулю два появляется выходной сигнал, который устанавливает триггер 5 управления в единичное состояние. При этом на вторые входы элементов И группы 6 и на вход управления элементов И 7 с единичного выхода триггера 5 управления подается

40 разрешающий потенциал. В момент прихода на вход устройства пг+1 импульса в счетчике 3 формируется код числа (2(п +1)-1), который импульсом с выхода элемента 2 задержк » переносится в сумматор 9, а триггер 8 знака остается в прежнем состоянии.

После прихода и„ импульса в сумматор 9 формируется код числа, определяемого выражением (2). Разность и > n г в данном, случае положительна, так как пр п и поэтому триггер 8 знака остается в начальном состоянии.

В случае,,когда и en устройство работает аналогичйо. Йо в момент окончания поступления пакета импульсов, соответствующего числу и<, с выхода триггера 5 .управления подается разрешающий потенциал на элемент И

7. Следующий импульс из пакета и через открытый элемент И 7 перебрасы4б вает триггер 8 знака в единичное состояние, что соответствует отрицательному знаку разности n„-п .

Таким образом предлагаемое устройство позволяет вычислять разность квадратов двух чисел с одновременным определением знака полученного результата. При этом время вычислений определяется длительностью наибольшего из пакетов импульсов, соответствующих возводимым в квадрат числам.

Формула изобретения

Устройство для вычисления разности квадратов двух чисел, содержащее на.капливающий сумматор, триггер управ ления и элемент И, первый вход которого подключен к единичному выходу триггера управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены триггер знака, сумматор по модулю два, группа элементов И, элемент задержки, счетчик и элемент

ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с соответствующими входами устройства и соответствующими

780006 6

) входами сумматора по модулю два причем второй вход элемента ИЛИ сое- динен с вторым входом элемента И, а выход - с входом элемента задержки и входом второго разряда счетчика, разрядные выходы которого соединены с вторыми входами элементов

И группы, первые входы которых сое\ динены с выходом элемента задержки, а выходы подключены к разрядным входам накапливающего сумматора, выход сумматора по модулю два подключен к единичному входу триггера управления, единичный выход которого.подключен к третьим входам элементов

И группы, выход элемента И соединен З с единичным входом триггера знака.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 331385, кл. G 06 F 7/38, 1972.

Щ 2. Авторское свидетельство СССР

Р 430389, кл. G 06 F 7/38, 1974 (прототип).

Составитель О. Свиркдрв

Редактор Л.Морозова Техред А. Ач Корректор В.Бутяга

Заказ 9327 15 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,