SU970358A1 - Устройство дл возведени в квадрат - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ

1

Устройство относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств дискретной автоматики, а также в цифровых вычислительных машинах, арифметических устройствах блочного типа и специализированных вычислител х, построенных на интегральных микросхемах.

Известно устройство дл  возведени  в квадрат, содержащее группу элементов И, п-разр дный входной регистр, разр дными входами соединенный с шинами входного кода 1 .

Недостатком устройства  вл етс  его сложность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее группу элементов И, сумматор, элемент НЕ, регистр результата, регистр основани  и вспомогательный регистр, разр дными входами подключенный к регистру основани  2.

Недостатки устройства заключаютс  в малом быстродействии при выполнении операции возведени  в квадрат и невозможности возведени  в квадрат чисел, представленных параллельным кодом.

Цель изобретени  - повыщение быстродействи .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  возведени  в квадрат, содержащее группу элементов И, сумматор, выходы которого соединены с информационными входами регистра результата, регистр основани , вспомогательный регистр, разр дными выходами подключенный к соответствующим входам регистра основани , элемент НЕ, вход которого соединен с управл ющим входом устройства, установочные входы регистров результата, основани , вспомогательного регистра и сумматора подключены к входу установки в нуль устройства, введены элемент задержки, элементы ИЛИ, ИЛИНЕ , причем выходы элементов И группы соединены с информационным входом сумматора , первые и вторые информационные входы элементов И группы подключены к информационным входам соответственно регистра основани  и вспомогательного регистра, управл ющие входы элементов И группы соединены через элемент НЕ с управл ющим входом устройства, подключенным к входам элемента задержки, регистра основани  и вспомогательного регистра, информационный и тактовый входы которого подключены соответственно к входу записи устройства и выходу элемента ИЛИ, входами соединенного с выходом элемента задержки и тактирующим входом устройства, соединенным с тактовым входом регистра основани , выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, другой вход которого соединен с выходом вспомогательного регистра, а выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к управл ющему входу регистра результата. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство дл  возведени  в квадрат содержит (2п-разр дные) регистр 1 результата и сумматор 2, (п-разр дные) регистр 3 основани  и вспомогательный регистр 4, группу 5 элементов И, содержащую 2п элементов И, соединенных таким образом, что один из входов 2i-ro и (2i - 1)-го элементов И соединен с i-м входом регистра 3 основани , а i-ый выход вспомогательного регистра 4 подключен к одному из входов 2i-ro (2i + 1)-го элементов И группы 5 элементов И, элемент 6 НЕ, выходом соединенный с управл ющими входами 2i-bix элементов И группы 5, элемент 7 ИЛИ-НЕ, шина 8 установки в «нуль. Вход 8 установки в «нуль подключен к установочным входам регистра 3 основани  вспомогательного регистра 4, сумматора 2 и регистра 1 результата , управл ющий вход которого соединен с выходом элемента 7 ИЛИ-НЕ, входами соединенного с 1-го по п/2-й выход вспомогательного регистра 4 и с (п/2+1)-го по п-й выход регистра 3 основани . Элемент 9 ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу вспомогательного регистра 4, тактовый вход 10 устройства, соединенный с первым входом элемента 9 ИЛИ, и тактовым входом регистра 3 основани . Элемент 11 задержки подключен к управл ющему входу 12 устройства и входу элемента 6 НЕ и управл ющим входам регистра 3 основани  и вспомогательного регистра 4. Выход элемента 11 задержки соединен со вторым входом элемента 9 ИЛИ. Вход 13 записи соединен с информационными входами вспомогательного регистра 4. Вычисление квадрата числа сводитс  к выполнению операции суммировани  над следующими выражени ми in-in-iO i-i...ij-igij-yO n-n-i inin-2-1 n-in-2 -j j-i 0 in-2 0 -n-Sl in-n-i-M-i j-0 ij-0-1i -O n/2-f,-0 in/24° «/г где ii,,-.-n-значени  разр дов основани ; l,2,...,n -номер соответствующего разр да . Из анализа выражений видно, что, начина  со второго выражени , каждое последующее выражение получаетс  путем встречного сдвига значени  основани , записанного в двух регистрах на один разр д. Таким образом, через п/2 тактов суммировани  логическое произведение соответствующих разр дов будет всегда равно нулю. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы устройства на вход 8 установки в «ноль подаетс  сигнал логической единицы, устанавливающей регистры 3 и 1 основани  и результата, сумматор 2 и вспомогательный регистр 4 в «нуль. По входу 13 записи на информационные входы вспомогательного регистра 4 поступает значение основани , которое по сигналу логической единицы на управл ющем входе 12 устройства записываетс  в соответствующие разр ды регистра, а с его выходов - в разр ды регистра 3 основани . Группа 5 элементов И выполн ет операцию логического умножени  над значени ми соответствующих разр дов вспомогательного регистра 4 и регистра 3 основани , результат которой поступает на входы накапливающего сумматора 2. Длительность управл ющего сигнала должна быть не больше времени, определ емого инерцией регистра 3 основани , вспомогательного регистра 4, группы 5 элементов И и сумматора 2. Через врем  задержки элемента 11 задержки значение «единица через элемент 9 ИЛИ поступает на тактовый вход вспомогательного регистра 4; значение операнда сдвигаетс  на один такт влево, и произведение с выходов группы 5 элементов И поступает на входы сумматора 2, где суммируетс  со значением, наход щимс  на сумматоре. Через врем , определ емое инерционностью сумматора 2, на тактовый вход 10 устройства подаетс  последовательность тактовых импульсов. С приходом каждого импульса, значение, записанное в регистре 3 основани , сдвигаетс  на один разр д вправо, а значение, записанное во вспомогательном регистре 4 - на один разр д влево. Группа 5 элементов И выполн ет поразр дное умножение новых значений операндов, результат которого поступает на сумматор 2, где суммируетс  со значением , наход щимс  в нем после предыдущих циклов суммировани . После выполнени  п/2 тактов сдвига во всех разр дах с (n/2-f 1)-го по п-й разр д регистра 3 основани  и с 1-го по п/2-й разр д вспомогательного регистра 4 будут находитьс  нули. В результате на выходе элемента 7 ИЛИ-НЕ, входами подключенного к соответствующим разр дам регистра 3 основани  и вспомогательного регистpa 4, установитс  значение «единица, которое поступит на управл ющий вход регистра 1 результата и разрешит «считывание значени  квадрата из суммато-ра 2 в регистр 1 результата.

Технический эффект от использовани  предлагаемого устройства в отличие от известного заключаетс  в повышении быстродействи  устройства при одновременном уменьшении аппаратурных затрат; устройство позвол ет выполнить операцию возведени  в квадрат за п/2 такта, против п тактов в известном устройстве.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  возведени  в квадрат, содержащее группу элементов И, сумматор, выходы которого соединены с информационными входами регистра результата, регистр, основани , вспомогательный регистр, разр дными выходами подключенный к соответствующим входам регистра основани , элемент НЕ, вход которого соединен с управл ющим входом устройства, установочные входы регистров результата, основани , вспомогательного регистра и сумматора подключены к входу установки в нуль устройства , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены эле/2

   6

   мент задержки, элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ, причем выходы элементов И группы соединены с информационным входом сумматора , первые и вторые информационные входы элементов И группы подключены к информацисльым входам соответственно регистра основани  и вспомогательного регистра, управл ющие входы элементов И группы соединены через элемент НЕ с управл ющим входом устройства, подключенным к входам элемента задержки, регистра основани  и вспомогательного регистра, информационный и тактовый входы которого подключены соответственно к входу записи устройства и выходу элемента ИЛИ, входами соединенного с выходом элемента задержки и тактирующим входом устройства , соединенным с тактовым входом регистра основани , выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, другой вход которого соединен с выходом вспомогательного регистра, а выход элемента

   0 ИЛИ-НЕ подключен к управл ющему входу регистра результата.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР jVo 623201, кл. G 06 F 7/552, 1975.
2. 2. Авторское свидетельство СССР

   N° 568051, кл. G 06 F 7/552, 1974 (прототип ).