Устройство для возведения в квадрат @ -разрядных двоичных чисел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Сееетских

Сециалнстмческнх

Респуублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву 9 699521 (22) Заявлено 21.11. 80 (21) 3240588/18-24 (51) М. КП.

G 06 F 7/552 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет-!

Опубликовано 150882. Бк. ллетень ¹ 30

РЗ) УДК681. 325 (088. 8) Дате опубликования описания 150882 (72) Авторы изобретения

Ю.Н. Ложкин, A A Ìàìàåâ и Р.Д. Яхонтов (71) Заявитель (54), УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ и-РАЗРЯДНЫХ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть исполь эовано при построении специализированных вычислителей, предназначенных для цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени.

По основному авт. св. 9 699521 известно устройство для возведения в квадрат п-разрядных двоичных чисел, содержащее цепочку сумматоров, последовательно соединенных межразрядными связями переноса, входы ко-. торых соединены с выходами элементов И, а выходы с j-ми (j=1...2п-2) выходами устройства, (2n-1) -ый и

2п-ый выходы устройства„ подключены соответственно к шине информационного нуля и и-му входу устройства, i-ый вход (i=1...n-l) устройства соединен непосредственно с входом одноразрядного сумматора, выход суммы которого соединен с j=2i выходом устройства, 1-ый вход устройства (1 2,3...n) соединен с первыми входами (1-1)-ых элементов И, вторые входы которых подключены к к-му (k 1,2.....1-1) входу устройства 11).

Недостатком известного устройства является то, что оно дает правильный результат лишь при работе с числами, выраженными прявмм кодом. В то же время в целом ряде циф.

5 ровых устройств необходимо производить операции, в том числе и возведение в квадрат, над числами, выраженными дополнительным кодом.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет возведения в квадрат двоичных чисел, выраженных дополнительным кодом.

Цель достигается тем, что в устройство для возведения в квадрат и-разрядных двоичных чисел введены двухвходОвые элемента И-НЕ и дополнительный сумматор, вход переноса которого подключен к выходу переноса первого из цепочки последовательно соединенных сумматоров, а выход сумма дополнительного сумматора является выходом старшего разряда устройства, выходы (n-1)-ых двухвходовых элементов И-НЕ подклю25 чены к входам дополнительного и пер.вых (n-1)-ых старших разрядов сумматоров, причем знаковый разряд и (и 1)-ые разрядные входы устройства (m-(1,и-a) подключены к первому

ЗО и второму входам соответственно

*Ю

951300

65 (й-1)-ых двухвходовых элементов И-НЕ третий вход (и-1)-го сумматора под»: ключен к входу логической единицы.

На чертеже изображена функциональ ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит элементы И

Ъ-б, сумматоры 7-12, двухвходовые, элементы И-HE 13-15. Предлагаемое устройство состоит из элементов И

1-6, сумматоров 7-11, соединения между которыми выполнены точно так же, как и в прототипе и введенных элементов: сумматора 12 и двухвходовых элементов И-HE 13-15. Вход переноса дополнительного сумматора

12 соединен с выходом переноса це- 15 почки сумматоров 7-11, выходы элементов И-НЕ подключены соответственно к входам сумматоров в (n-1)-ых старших разрядах, причем к входам элемента И-НЕ, подключенного к сумматору m-ro разряда (m=1.....n-l), подключены знаковый и (mi 1)-ый разряды входного числа и один из входов сумматора (и- t ) -го разряда 10 подключен к шине информационной единицы.

Работу схемы фиг. 2 проиллюстрируем на примере возведения в квадрат отрицательного числа, выраженного дополнительным кодом и имеющего четы. ре разряда (помимо знакового).

Пусть исходное число равно 10101 (первый разряд — знаковый). При подаче этого числа на входные шины устройства с выходных шин снимаются сигналы вида 01111001 (первый— знаковый разряд, равен нулю, поскольку при возведении в квадрат как положительного, так и отрицательного числа выходной результат всегда положителен).Число 01111001 является квадратом числа 10101. Легко также убедиться в том, что при подаче на входы устройства числа 01011 на. выходах устройства образуется квадрат этого числа, равный 01111001.

B общем случае, если представить 45 число в дополнительном коде в виде арифметической суммы

K х=а x +а а "õ„, где X> — знаковый разряд, Х. — i-ый разряд мантиссы чис.

1 ла (для определенности рассмотрен случай Х/< 1) то для п.-4 мантисса произведения двух одинаковых чисел (т.е. квадрат исходного числа) может быть выраже на следующим образом Р= й»" (ХоХ„+ Х,Х, )+ . (о" 1 " Уо+" X )

+1 Х )+2- (Х Х4. + l 4 Xq 2. Х3 +X3 2.)+

" Х, Х г К Х „) + 2: 2. (Х4 Хо Хе Х4+Х ЪХ +

+>«> Х СХ Х4 + X4Xg+ XgXy)+ 2. (Х Х4+

+К4Х ) Х4Х4

Учитывая, что К„.Х. = Х„,X, X Хк Х; а также то обстоятельство, что сиг- нал суммы чисел в каком-либо разряде вида (X„X„+ X„tt„) равен нулю, а сигнал переноса х Х к, выражение (1) записывается в виде

Ф -з — +

Х=Я. ХОХ + .Г (XpXy X„Xg+X„)+1 (Х+Х

Хох „+1) + 2 4 (X„Xg + ХъХъ+Ха)+ Q. Х Х4 + +2 (Х +ХЪХ4)+1 О+ 2- Х4

Сигнал вида ХоХ получается на выходе элемента И-НЕ 13, Ко Xq — на выходе элемента И-НЕ 14, х 4)- на-выходе элемента И-HE 15. Сигналы вида

Х Х Х Х3. Х Хg, Х» Х4 X2. Х4 Х Х4 снимаются с выходов элементов И соотвественно 1-6.

Поразрядное суммирование сигналов

Ь соответствии с формулой (2) производится на цепочке сумматоров 7-12.

Старшие разряды выходного числа снимаются с выходов сумматоров 12,11,10, 9, 8,7, предпоследний разряд всегда равен информационному нулю, а младший разряд — младшему разряду исходного числа.

Таким образом, предлагаемое Устройство обладает более широкими функциональными возможностями, чем прототип, поскольку правильный результат на выходе устройства получается не только в том случае, когда входное число представлено прямым кодом, но и тогда, когда входное число выражено дополнительным кодом. ! Формула изобретения

Устройство для возведения в квадрат И -разрядных двоичных чисел по авт. св. 9 699521, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возведения в квадрат двоичных чисел, представленных дополнительным кодом, в него введены двухвходовые элементы

И-НЕ и дополнительный сумматор, вход переноса которого подключен к выходу переноса первого из цепочки последовательно соединенных сумматоров, а выход суммы дополнительного сумматора является выходом старшего разряда устройства, выходы (и-1)-х двухвходовых элементов И-НЕ подключены к входам дополнительного и первых (n-1)-х старших разрядов сумматоров, причем знаковый разряд и (в4 1) -разрядные входы устройства (m= (l,n-l) подключены к первому и второму входам соответственно (и- 1) -х двухвходовых элементов И-НЕ, третий вход (n- 1) -го сумматора подключен к входу яогической единицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 699521, кл. G 06 F 7/552,. 1978. (прототип) .

951300

388 AoEkiió разря

xg= t

x,-=о

Составитель В. Земенков

Редактор A. Гулько Техред T.Ìàòî÷êà

Корректор И. Муска

Заказ 5948/55 Тираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4