SU911520A1 - Device for squaring n-digit numbers - Google Patents

Device for squaring n-digit numbers Download PDF

Info

Publication number
SU911520A1
SU911520A1 SU792838930A SU2838930A SU911520A1 SU 911520 A1 SU911520 A1 SU 911520A1 SU 792838930 A SU792838930 A SU 792838930A SU 2838930 A SU2838930 A SU 2838930A SU 911520 A1 SU911520 A1 SU 911520A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bit
vector
input
elements
expression
Prior art date
Application number
SU792838930A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ионович Стасюк
Original Assignee
Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Гражданской Авиации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Гражданской Авиации filed Critical Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Гражданской Авиации
Priority to SU792838930A priority Critical patent/SU911520A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU911520A1 publication Critical patent/SU911520A1/en

Links

Description

(S) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ п-РАЗРЯДНЫХ ЧИСЕЛ В КВАДРАТ(S) DEVICE TO INCLUDE p-BIT NUMBERS IN SQUARES

II

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено в специализированных вычислительных устройствах.The invention relates to computing and can be applied in specialized computing devices.

Известно устройство дл  возведени  двоичных чисел в квадрат, содержащее счетчик, счетный вход которого через элемент И соединен со входом блока элементов ИЛИ, рекурентный регистр сдвига, блок сумматоров по модулю два, первый и второй блоки элементов И til It is known a device for raising binary numbers into a square, containing a counter, the counting input of which through an AND element is connected to the input of a block of OR elements, a recurrent shift register, a block of modulo two adders, the first and second blocks of AND elements

В устройстве исходное число преобразуетс  в К псевдослучайных последовательностей и реализуетс  последующа  их обработка, что определ ет невысокое быстродействие устройства и производительность, а также невысокую надежность вычислений из-за невозможности реализовать одновременный контроль вычислительного процеСса ,In the device, the initial number is converted into K pseudorandom sequences and their subsequent processing is implemented, which determines the low speed of the device and performance, as well as the low reliability of the calculations due to the inability to implement simultaneous control of the computational process,

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство,содержащее (п-1) группу элементов И по i элементов в каждой (где i номер группы), сумматор 2.Of the known devices, the closest to the proposed technical entity is a device containing (p-1) a group of elements And i elements in each (where i is the group number), adder 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  надежность, обусловленна  тем, что во врем  вычислительного процесса (переходного процесса в схеме) не осуществл етс  параллельный контроль правильности его A disadvantage of the known device is the low reliability, due to the fact that during the computational process (the transition process in the circuit) there is no parallel control of its correctness.

10 выполнени , и невысока  производительность .10 performance, and low productivity.

Цель изобретени  - повышение надежности и производительности устройства дл  возведени  п-разр дных The purpose of the invention is to improve the reliability and performance of the device for the construction of n-discharge

15 чисел в квадрат.Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  возведени  п-разр дных чисел в квадрат, содержащее (п-1) группу элементов И по 15 numbers in a square. The above objective is achieved by the fact that in a device for raising n-bit numbers into a square, containing (n-1) a group of elements AND

20 i элементов в каждом (где i - номер группы (i 1,...п-1) и сумматор, введены схема сравнени , элемент ИЛИ, полусумматоры и сумматоры по модулю . 39 два, причем элементы И групп объединены в матрицу, каждый столбец которой  вл етс  i-ой группой,первые входы элементов И каждого i-ro столб ца матрицы объединены и подключены к (1+1)-му разр ду входного кода устройства, к i-y разр ду входного кода устройства подключены вторые входы каждого i-ro элемента И всех столбцов матрицы, первый вход i-ro разр да схемы сравнени  и первый -ВХОД i-ro полусумматора,выходы элемента И каждой j-ой строки матрицы (,2,...n-3j соединены со входом (j+1)-ro разр да сумматора, выход каждого 2i-го разр да которого подключен ко второму входу i-ro полусум матора и первому входу i-ro сумматора по моду/чо два, подключенного своим вторым входом к ВЫХОДУ i-ro полусумматора и соответствующему 2i-My разр ду выходно-о кода устройства, а выходом ко второму входу соответствующего разр да схемы сравнени , выход каждого (2i-1)-ro разр да сумматора сое динен с (2i-1)-M разр дом выходного кода, старший разр д которого соединен с выходом элемента ИЛИ, к первому и второму входам которого подключеиы выходы переноса сумматора и пол сумматора предыдущего разр да, а выход переноса каждого (i+1)-ro полусумматора соединен со входом сумматора последующего разр д:а,(2п-1)-й и 2п-й разр ды выходного кода подключены соответственно к шине логического нул  и к п-му разр ду входн го кода. На чертеже представлена схема устройства дл  возведени  п-разр дных чисел в квадрат дл  случа , когда информаци  представлена двоичными разр дами. Устройство содержит матрицу 1, сумматор 2, схему сравнени  3, элемент ИЛИ 4, полусумматоры 5,одноразр дные вычитатели 6. Матрица 1 из. элементов И 7 выполнена из (п-1)-го столбца, каждый i-й (,2,...п-1) столбец которой сдвинут относительно (i-l)-ro на один разр д вниз. Сумматор 2 выполнен из одноразр дных сумматоров 8. Каждый i-й разр д схемы сравнени  3 выполнен из элемента 9 сложени  по модулю два, выход которого подключен к i-му входу схемы ИЛИ 10. Работу предлагаемого устройства по сним на примере возведени  в квадрат числа X по выражению , предварительно представленному в разр дной форме. Д g °lfc| Ll5il-V-|4| 11 ... -разр дные векторы, представл ющие собой разр дное изображение чисел X и У соответственно: разр дна  матрица, представл юща  собой разр дное изображение X при п 3. Выражение (1) в развернутой форме при п 5 представл етс  в виде 5 и положено в основу алгоритма парал лельного функционировани  предлага мого устройства. Дл  увеличени  надежности устройства путек реализации параллельного контоол  вычислительного процесса (т.е. осуществлени  параллельной проверки правильности выполнени  операции возведени  в квадрат) и увеличени  произво дительности путем фиксации момента выполнени  операции (т.е. переходного процесса в схеме) разрешим выражение (2) относительно знамений Ч разр дов X вектора X 1 2 ia V-(XX.p) 4 2i 14 4 A 44 У- (XX + XX f.,) V-S X V - (XX + Ь 44 Ь X V - (XX + „ - - (XX) y-S ( 444 Q. где значение переноса (в выражении (2) и младшего в старший разр д, т.е. в шес той, четвертый и второй соответственно:20 i elements in each (where i is the group number (i 1, ... n-1) and adder, the comparison scheme, the OR element, half adders and modulo adders. 39 are two, and the AND elements of the groups are combined into a matrix, each the column of which is the i-th group, the first inputs of the elements AND of each i-ro column of the matrix are combined and connected to the (1 + 1) -th digit of the input device code, the second inputs of each i- are connected to the iy discharge of the device input code The element ro and all columns of the matrix, the first input of the i-ro bit of the comparison circuit and the first input of the i-ro half-adder, the outputs of the element a AND each j-th row of the matrix (, 2, ... n-3j are connected to the input of (j + 1) -ro bit of the adder, the output of each 2i-th bit of which is connected to the second input of the i-ro half-matrix and the first input of the i-ro adder by mode / cho two, connected by its second input to the OUTPUT i-ro half-adder and the corresponding 2i-My bit output-of the device code, and the output to the second input of the corresponding bit of the comparison circuit, the output of each (2i -1) -ro bit of the adder is connected with (2i-1) -M bit of the output code, the highest bit of which is connected to the output of the OR element, to the first and the second inputs of which connect the transfer outputs of the adder and the floor of the adder of the previous bit, and the transfer output of each (i + 1) -ro half-adder is connected to the input of the adder of the next bit: a, (2n-1) -th and 2n-th the output code is connected respectively to the logical zero bus and to the nth bit of the input code. The drawing shows a diagram of a device for squaring n-bit numbers for the case when the information is represented by binary bits. The device contains a matrix 1, an adder 2, a comparison circuit 3, an element OR 4, a half-adders 5, one-bit subtractors 6. A matrix 1 of. elements And 7 is made of (n-1) -th column, each i-th (, 2, ... n-1) column which is shifted relative to (i-l) -ro by one bit down. The adder 2 is made of one-bit adders 8. Each i-th bit of the comparison circuit 3 is made of the addition element 9 modulo two, the output of which is connected to the i-th input of the OR 10 circuit. X in the expression previously presented in bit form. G ° lfc | Ll5il-V- | 4 | 11 ... -discharge vectors representing the bit image of the numbers X and Y, respectively: the bit matrix representing the bit image of X with n 3. The expression (1) in expanded form with n 5 is represented as 5 and forms the basis of the parallel operation algorithm of the proposed device. To increase the reliability of the device, the paths of the implementation of the parallel office of the computational process (i.e., the parallel verification of the correctness of the squaring operation) and increase the productivity by fixing the time of the operation (i.e., the transient process in the circuit) are resolved expression (2) with respect to signs of X bits of the vector X 1 2 ia V- (XX.p) 4 2i 14 4 A 44 Y- (XX + XX f.,) VS XV - (XX + L 44 L XV - (XX + „- - (XX) yS (444 Q. where the transfer value (in expression (2) and the youngest to the highest order, i.e., sixth, fourth and Ora respectively:

е л5 34 а 5 6e l5 34 a 5 6

1 11 U1 11 U

s XX; s XX + XX + рs XX; s XX + XX + p

, ,

Операци  определени  значений X вектора л из выражени  (3) реализуетс  на базге предлагаемого Выражени ,, положенного в основу функционировани  каждого разр да вычитател The operation of determining the values of X of the vector L from expression (3) is realized on the basis of the proposed Expression, underlying the operation of each bit of the subtractor

где ф - знак, обозначающий сложение по модулю два.where φ is the sign denoting addition modulo two.

В соответствии с выражени ми (3) и (4) выражени  (2) можно записывать в видеIn accordance with expressions (3) and (4), expressions (2) can be written as

VV

VV

5five

V в РV to P

вектора S в процессе вычислени  их компонент.S vectors in the process of calculating their components.

Рассмотрим вышеизложенное на конкретном примере значени  ,90625 и, соответсгвенно, результата вычислени  0,8212890625 или в разр дной ормеtConsider the above for a specific example of the value, 90625 and, accordingly, the result of the calculation is 0.8212890625 or in the bit form

-П|1И1оП1 -P | 1I1oP1

F И1ЧоИ|о|Д|Чо|орF I1CHOI | o | D | Cho | op

в соответствии с выражением (5) вычислительный процесс нахождени  vin accordance with the expression (5), the computational process of finding v

тора А Torah A

Claims (1)

V может быть представлен в виде 20 Таким образом, реализовав выражение (5), получим квадрат значени  исла X, а реализовав на основе выражени у .(5) выражение С), получим вектор л,сравнива  который с заданным вектором X , определим правильность выполнени  операции возведени  в квадрат и момент ее окончани , при этом значение раз-; 1-Шм2 V.V,V, вектора Viwierer . 1466Г72Т47 Гв и разр дов S,S,S,S.BeKTOpaSi:|SiS|s|s определ етс  в процессе вычислени  V9 V квадрата числа X V, а разность V V векторов V и S (т.е. контроль вычислительного процесса) реализуетс  параллельно с вычислительным процессом возведени  в квадрат путем п разрьдного вычитани  из вектора 79 n 4 6 в где S , S , S О,, S , а процесс реализации параллельного контрол  вычислений на основании вы ражени  С) соответственно 1 1 Ф о 1 1 ® о X 1 о® 1 i 1.2,3. о о Ф о Работа предлагаемого устройства осуществл етс  следующим образом. V При подаче на входную шину числа 11) 1 )0|Г JB устройстве протекает переходной процесс, после окон чани  которого на выходе второго, четвертого, шестого и восьмого разр дов одноразр дных сумматоров 8 cyfwaTopa 2 образуютс  соответствен но значени  |г О, о, S 4, 0| поступающие соответственно н вторые входы одноразр дных вычитателей 6, а на выходах полусумматоров 5 образуютс  соответственно зна чени  o. Т V разр дов искомого вектора Y которы поступают на первые входы одноразр  ных вычитателей 6, в которых реализуетс  разность поступивших компоut 1 .. нент у и S,На выходах одноразр дных вычитателей 6 образуютс  соответст1 а венно значени  разр дов X 1, X 4V 1 X 1, X О вектора Х« кажда  X i компонента которого поступает на второй вход i-ro разр да элемента сложени  по модулю два 9 схемы срав нени  3,на первый вход которого по ступает соответственно X i-  компонента заданного вектора л с вы хода i-ro разр да входной шины. В схеме сравнени  3 реализуетс  V сравнение заданного вектора X с вычисленным в процессе решени  вектора X и на выходе схемы ИЛИ 10 схемы сравнени  3 вырабатываетс  сигнал, оповещающий, что оп раци  возведени  в квадрат выполне на правильно и переходной процесс схеме закончен, -а на вход устройст |МОжно подавать следующее число. Использование новых элементов схемы сравнени , элемента ИЛИ, полусумматоров и одноразр дных вычислит лей - ВЫГОДНО отличает предлагаемое устройство от известного, так как в предлагаемом устройстве существенно повышаетс  надежность благодар  тому, что в устройстве параллельно с вычислительным процессом осуществл етс  контроль правильности его выполнени , при этом в проVfl V цессе вычислени  X V вычисл етс  ч вектор S , а разность между V и S  вл етс  параллельным контролем вы ,числительного процесса (начина  с младшего и заканчива  старшим разр дом ) ; кроме того, существенно увеличиваетс  производительность предлагаемого устройства благодар  тому, что на выходе схемы сравнени  3 вырабатываетс  сигнал конца переходного процесса в схеме и устройство может сразу же запускатьс  на следующий цикл работы. В противном случае (когда сигнал конца переходного процессе не вырабатываетс ) устройство будет-находитьс  в режиме ожидани , пока не закочитс  такт его работы,после чего оно запускаетс  на следующий цикл, а поскольку длительность переходного процесса при подаче на его вход различных чисел различна , устройство достаточно долго простаивает. Формула изобретени  Устройство дл  возведени  п-разр дных чисел в квадрат, содержащее (п-1) группу элементов И по i элементов в каждой группе (где i - номер группы (i 1....|-1) и сумматор, о т л и ч а ю щ е. е с   тем, что, с целью повышени  надежности ипроизводительности , оно дополнительно содержит схему сравнени , элемент ИЛИ, полу сумма -.и суммйторы по модулю два, причем элементы И групп образуют матрицу, первые входы элементов И каждого д-го столбца которой объединены и подключены к () разр ду входного кода устройства, к i-y разр ду входного кода устройства подключены вторые входы i-ro элемента И всех столбцов матрицы, первый вход i-ro разр да схемы сравнени  и первый вход i-ro разр да схемы V can be represented as 20 Thus, by implementing the expression (5), we obtain the square of the value of Islam X, and by implementing the expression C) on the basis of the expression V. (5), we obtain the vector l, comparing which with the given vector X, we determine the correctness of the construction of the square and the time of its completion, with the value of times; 1-Shm2 V.V, V, Viwierer vector. 1466G72T47 Gu and bits S, S, S, S.BeKTOpaSi: | SiS | s | s is determined in the process of calculating V9 V of the square of the number XV, and the difference VV of the vectors V and S (i.e. control of the computational process) is implemented in parallel with the computational process of squaring by razrnodnogo subtraction of the vector 79 n 4 6 where S, S, S О, S, and the process of implementing parallel control calculations based on the expression C), respectively, 1 1 F o 1 1 ® o X 1 о® 1 i 1.2,3. о о Ф о The operation of the proposed device is carried out as follows. V When the number 11 is fed to the input bus, 1) 0 | G JB a transient process occurs, after which the output of the second, fourth, sixth and eighth bits of the one-bit totalizers 8 cyfwaTopa 2 results in the output | g O, o , S 4, 0 | The second inputs of the one-bit subtractors 6, respectively, arrive, and the values of o are formed at the outputs of the half-adders 5. T V bits of the desired vector Y are fed to the first inputs of one-dimensional subtractors 6, in which the difference between the input components 1 .. realts and S is realized. At the outputs of one-bit subtractors 6, the values of bits X 1, X 4V 1 are formed X 1, X О vector X "each X i component of which is fed to the second input of the i-th bit of the addition element modulo two 9 comparison schemes 3, the first input of which is respectively X i -component of the specified vector l i-ro bit input bus. In comparison scheme 3, V compares a given vector X with the vector X computed during the solution and at the output of the OR 10 scheme of the comparison scheme 3 produces a signal that signals that the squaring is done correctly and the transition process is completed. device | You can serve the following number. The use of the new elements of the comparison circuit, the OR element, half-adders and one-bit calculators — distinguishes the proposed device from the known, as the proposed device significantly increases reliability due to the fact that the device is monitored in parallel with the computing process. in Vfl V, the process of calculating XV calculates the h vector S, and the difference between V and S is the parallel control of you, the numeral process (starting with the youngest and ending with rshim discharge); In addition, the productivity of the proposed device is significantly increased due to the fact that at the output of the comparison circuit 3 a signal of the end of the transient process is produced in the circuit and the device can immediately start for the next cycle of operation. Otherwise (when the signal of the end of the transient is not produced) the device will be in the standby mode until the time period of its operation is closed, after which it starts for the next cycle, and since the duration of the transient process when different numbers are fed to its input is different long enough idle. Claims An apparatus for squaring n-bit numbers containing (n-1) a group of elements And i elements in each group (where i is the group number (i 1 .... | -1) and the adder, o l and ch yu e. so that, in order to increase the reliability and productivity, it additionally contains a comparison circuit, the element OR, the semi-sum, and moduli two moduli, the elements of the AND groups forming the matrix, the first inputs of the AND elements each d-th column of which is combined and connected to () the unit's input code bit, to the iy unit's unit code slot Triplets connect the second inputs of the i-ro element AND all columns of the matrix, the first input of the i-ro bit of the comparison circuit and the first input of the i-ro bit of the circuit
SU792838930A 1979-11-06 1979-11-06 Device for squaring n-digit numbers SU911520A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792838930A SU911520A1 (en) 1979-11-06 1979-11-06 Device for squaring n-digit numbers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792838930A SU911520A1 (en) 1979-11-06 1979-11-06 Device for squaring n-digit numbers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU911520A1 true SU911520A1 (en) 1982-03-07

Family

ID=20858923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792838930A SU911520A1 (en) 1979-11-06 1979-11-06 Device for squaring n-digit numbers

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU911520A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU911520A1 (en) Device for squaring n-digit numbers
SU404090A1 (en) DEVICE FOR DISCOVERY AND CALCULATION OF MATRIX DETECTORS
SU1119006A1 (en) Device for dividing numbers
SU1179367A1 (en) Device for solving set of linear algebraic equations
RU1786484C (en) Universal adder
SU593211A1 (en) Digital computer
SU429423A1 (en) ARITHMETIC DEVICE
SU1520512A1 (en) Matrix-type squaring device
SU568051A1 (en) Device for raising to the second power
SU558276A1 (en) A device for simultaneously performing addition operations on a set of numbers
SU922760A2 (en) Digital function generator
SU815726A1 (en) Digital integrator
SU1667057A1 (en) Device for dividing
SU805304A1 (en) Device for computing sums of productions
SU1012241A1 (en) Number division device
SU1751751A1 (en) Device for calculating square root from sum of squarers
SU817705A1 (en) Multiplying device
SU1481744A1 (en) Multiplier
SU1617437A1 (en) Device for dividing binary numbers
SU1111153A1 (en) Device for multiplying n-digit numbers
SU1013972A1 (en) Spectral analysis device
SU1027722A1 (en) Conveyer-type device for computing logarithmic and exponential function
SU622087A1 (en) Sine and cosine function digital computer
SU1401448A1 (en) Apparatus for implementing boolean symmetrical functions
SU1324035A1 (en) Device for solving systems of linear algebraic equations