Устройство для возведения в квадрат Советский патент 1985 года по МПК G06F7/552 

соединен с выходом элемента ИЛИ блока управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И блока управления, второй вход пятого элемента И блока управления соединен с выходом генератора импульсов, инверсный вход второго элемента И блока управления и второй вход четвертого элемента И блока управления соединены с выходом 56 К-го разряда регистра основания и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И блока управления, выход элемента ИЛИ блока управления соединен с входами сдвига регистров основания и преобразования, выход первого элемента И соединен с вторыми входами вторых элементов И всех разрядов регистра преобразования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ В КВАДРАТ, содержащее регистр основания, разрядные входы которого являются входами аргумента устройства, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит регистр преобразования, первый элемент И и блок управления, причем i-и разряд регистра преобразования (,n, где п- разрязность результата) содержит второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, триггер и сумматор по модулю два, выход которого в каждом i-M разряде регистра преобразования соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И соединён с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого - с первым входом сумматора по модулю два и выходом элемента ИЛИ (-1)-го разряда регистра преобразования, второй вход четвертого элемента И первого разряда регистра преобразования соединен с выходом элемента ИЛИ п-го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два j-ro разряда которого соединены с прямым выходом j-ro разряда регистра основания (, К-2, где К - разрядность аргумента), прямой выход (К-1)-го разряда регистра основания соединен с вторыми входами четвертого элемента И и сумматора по модулю два К-го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два (К-1)-го разряда которого соединены с инверсным выходом (К-1)-го разряда регист(Л ра основания, выход второго элемента И в i-M разряде регистра преобразования соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, блок управления содержит пять элементов И, элемент ИЛИ, сдвиговый регистр, генератор импульсов, тригСд гер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И со блока управления, второй вход котосд рого соединен с первьми входами о второго, третьего и четвертого элементов И блока зтравления и выходом пятого элемента И блока управления, . выход которого соединен со счетным входом триггера блока управления, инверсный выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И блока управления, первый вход пятого элемента И блока управления соединен с выходом старшего разряда сдвигового регистра, вход сдвига которого .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специальных вычислительных устройствах для обработки данных.

Известен квадратор, содержащий 5 двоичньй счетчик, элементы И и сумматор tl 1.

Вычисление квадрата номера поступающего импульса происходит путем сложения содержимого сумматора с те- 0 ущим значением счетчика. словами, для вычисления квадрата числа п на вход устройства необхоимо подать п импульсов. Это является существ енным недостатком устрой- S ства, ограничивающим его применение ля арифметических устройств быстроействующие ЦВМ.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является квад- 20 атор, содер жащий п-разрядный регистр основания, распределитель импульсов, группы элементов И и И-НЕ, а также п-разрядный сумматор 2.

Возводимое в квадрат число зано сят в регистр основания, а затем группы элементов Й-НЕ, и И в кавдомцикле работы содержимое регистра основания поступает на вхо-ды накапливакщего сумматора либо 30 прямым, либо инверсным кодом. При этом количество циклов работы такой cxejBii зависит от разрядности регистра основания - с увеличением разрядности регистра пропорционально воз- 35 растает количество цикловj а следовательно, возрастает и количество групп элементов И.

Это устройство обладает достаточно высоким быстродействием, но требует для своей реализации больших аппаратурных затрат, что является существенным его недостатком.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для возведения в квадрат, содержащее регистр основания, разрядные входы которого являются входами аргумента устройства, содержит регистр преобразования, первый элемент И и блок управления, причем i-й рязряд регистра преобразования (,h , где п- разрядность результата) содержит второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, триггер и сумматор по модулю два, выход которого в каждом i-M разряде регистра преобразования соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И Соединен с первым входом элемента ИЛИ, второ вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого - с первьм входом сумматора по модулю два и выходом элемента ИЛИ (n-l)-ro разряда регистра преобразования, второй вход четвертого элемента И первого разряда регистра преобразования соединен с выходом элемента ИЛИ п-го разряда регистра преобразования, вторые входы четвертого элемента И и сумматора по модулю два j-ro разряда которого соединены с прямым выходом j-ro 3 разряда регистра основания (, К-, где К - разрядность аргумента) прямой выход (К-1)-го разряда регистра основания соединен с вторыми входами четвертого элемента И и сум матора по модулю два К-го разряда регистра преобразования, вторые вхо ды четвёртого элемента И и сумматора по модулю два (К-1)-го разряда которого соединены с инверсным выходом ЧК-1)-го разряда регистра осн вания, выход второго элемента И в i-M разряде .преобразования сое- динен со счетным входом триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, блок управления содержит пять элементов элемент ИЛИ, сдвиговый регистр, генератор импульсов, триггер, прямой выход Которого соединен с первым входом первого элемента И блока управления, второй вход которого со динен с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И блока управления и выходом пятого элемента И блока управления, выход которого соединен со счетным входом триггера блока управления, инверсны выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И блока управления, первый вход пятого элемента И блока управления соединен с выходом старшего разряда сдвигово го регистра, вход сдвига которого соединен с выходом элемента ИЛИ блока управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И блока управления, второ вход пятого элемента И блока управления соединен с выходом генератора импульсов, инверсный вход второг элемента И блока управления и второй вход четвертого элемента И блока управления соединены с выходами К-го разряда регистра основания и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вых дом третьего элемента И блока управ ления, выход элемента ИЛИ блока управления соединен с входами сдвиг регистров основания и преобразовани выход первого элемента И соединен с вторы№1 входами BTOF« IX элементов всех разрядов регистра преобразовани На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для возведения в квадра на фиг. 2 - то же блока управления 564 Устройство для возведения в квадрат (фиг. 1) содержит регистр 1 основания, регистр 2 преобразования, элемент И 3, блок 4 управления, триггер 5, элементы И 6 и 7, сумматор 8 по модулю два, элемент ИЛИ 9, элемент И 10. Блок 4 управления (фиг. 2) содержит сдвиговьй регистр 11, генератор 12 импульсов, элементы И 13 17, триггер 18, элементы ИЛИ 19. Устройство для возведения в квадрат работает следующим образом. В исходном состоянии в регистре 1 - исходное К-разрндное число, в регистре 2 - нули, в регистре 11 блока 4 - код формата обрабатываемых чисел (К+1) циклов, триггер 18 в нулевом состоянии. Не нулевое значение на выходе старшего разряда регистра 11 вызывает срабатывание элемента И 13 и импульсы с генератора 12 проходят на входы элемента И 14 и элементов И 15 - 17. При наличии нуля на выходе К-го разряда регистра 1 на входе блока 4 нулевой потенциал, который, поступая на один из входов элемента И 14, вызывает его срабатывание и тактовые импульсы с выхода элемента И 13 чеI рез элементы И 14 и ИЛИ 19 поступают на выход блока 4 и далее - на цепи сдвига регистров 1 и 2, что вызывает сдвиг информации в этих регистрах. Тактовые импульсы с выхода элемента И 13 через элемент И 16 поступают на один из входов элемента ИЗ. На другом входе этого элемента И 3 - нулевой потенциал с выхода К-го разряда регистра 1 основания. При наличии на выходе К-го разряда регистра 1 единицы, поступающей на вход блока 4, а именно на вход элемента И 14, блокируется прохождение через него тактовых импульсовгенератора 12, а при поступлении ее на вход элемента И 17 блок открывается. С выхода элемента И 17 импульс, поступая на счетный вход триггера 18, переводит его в единичное состояние. Одновременно единичный импульс поступает с выхода К-го разряда регистра 1 и на вход элемента И 3, на другой вход которого поступают тактовые импульсы с выхода элемента И 16. С выхода элемента И 3 импульсы преобразования поступают на входы элеменI TciB И 6 всех разрядов регистра 2, вызывая инвертирование переменных регистра. Условия инвeptиpoвaния разрядов регистра 2 вычисляют согласно булевого выражения fi X-(f.;Xj.,vf..Yi)

где х- - значения двоичных переменных регистра 1;

i у- - значения двоичных переменны

регистра 2.

Условие инвертирования разряда j определяется состоянием j-го разряда регистра 1 и зависит от выработки условия инвертирования в предьщущем разряде. В случае отсутствия инвертирования переменной регистра 2 предшествующего разряда для формирования условия инвертирования j-ro разряда состояние j-го разряда регистра 1 складывается по модулвз два с состоянием (j-t)-ro разряда. В случае наличия условия инвертирования в предшествующем разряде к значению двоичной переменной j-ro разряда

j регистра 1 добавляется (по модулю два) значение предшествующей переменной регистра 2.

По следующему тактовому импульсу происходит сброс триггера 18 в нулевое состояние, при котором срабатывает элемент И 15 и импульс сдвига через элемент ИЛИ 19 поступает на регистры 1 и 2, сдвигая содержимое регистров. Одновременно импульс сдвига поступает на вход сдвига регистра 11, нулевое значение на выходе старшего разряда которого фиксирует конец выполнения операции возведения в квадрат исходного числа.

Предлагаемое устройство для возведения в квадрат проще по аппаратурной реализации по сравнению с извест ным, так как в последнем с увеличением разрядности регистра основания пропорционально возрастает количество групп элементов И, чего нет в предлагаемом устройстве. 1519566 Обработка разрядов регистра 2 осуществляется однотипно, за исключением (К-1)-го и К-го разрядов, во входные цепи которых поступают значения с инверсного и прямого выходов соответственно (К-1)-го разряда регистра 1.

u

/

fr

/8

СЮ

/ /

fftuz.2