Устройство для возведения в квадрат Советский патент 1980 года по МПК G06F7/38 

Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть исдопьэовано в системах с аппг турной реализадией функций. Известны устройства для возведения в кващ)ат, в которых используется после довательная обработка цифрового коде, что снижает его быстродействие . Наиболее близким по технической сущ ности к предложенному является устройство для возведения в квадрат, содержащее п -разрядный входной регистр, 2празрядный счетчик и группы потенциально импульсных элементов И 2j . В известном устройстве копиче.ство/ тактов работы схемы определяется коли.чеством i в двоичном коде возводимо.го в квадрат числа. Чем больше в коде, тем дольше длится операция возведения в квадрат. В таком устройстве не удается получить высокого быстродейстВИЯ для чисел с большим KonHHecTBON/l ,в разрядах. Целью изобретения является повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для возведения в квадрат введены цепочка последовательнотгсоединенных элементов задержки к группы элементов неравнозначности, входы которь1х соединены с нулевыми выходами соответствукацих разрядов Л -разрядного входного регистра, нулевые и единичные выходы разрядов которого, а также прямые и инверсные выходы элементов неравнозначности групп подключены к по тенциальным входам потендиально-импульсньск элементов И соответствующих групп, выходы потенциально-импульсных элементов И первой, второй и третьей групп соединены с вычитающими, а четвертой, пятой и шестой групп - с суммирукхцими входами 2 п -разрядного счетчика, импульсные входы потенциально-импульсных элементов И всех групп подключены к вькодам соответствующих элементов задержки, вход первого из ко -Г-:- - -j ; - - 7 торых соединен с выходом генератора имnynbcoiB.;- На чертеже представлена схема устройства для возведения в квадрат. Устройство содержит И -разрядный входной регистр 1, 2 ц -разрядный счетчик 2, группы 3-8 йотенциально-импульсных элементов И, цепочку 9 последовательно соединенных элементов задержки, группы 10 и 11 элементов неравнозначности, вход 12, соединенный с генератором импульсов (на чертеже не показав). Количество W эпемейггов нёравйозвачiiocTH в каждой группе зависит ot разряд нести И входного кода и св;язано с ней зависимостью (4зН), где j :- Номер группы. Нумерация групп начинается с той, которая имеет наиболь- Шё коЙйЧё ство элементов неравно&начнос ти, т.е. с группы 11.- -- При этом выходы элементов И первого элемента неравнозначности группы II с подключается к входу i 2rt-3 счетчика 2,выходы элементов И ИёрвОГб элемента неравнозначности следующей группы 1О с 2 пошслюЧается к входу, 1 2 п -5 и т.д., т.е. выходы элементов И ШрвЬк элементов нерайнозначности в каждой последующей группе подключаются к очередным (начиная со старшего разряда) нечетным входам. Выход элементов И посЛёШёГО ШШёЙтё йеравнозначности группы 11 ( 1) ПодкЛючаются к входу -1 1, т.е. к его младиГэм разряду. Выход элементов И последнего &Л, неравнозначности группы 10 ( j 2) подключается к входу . Внхо дЫ элем антов И последних элементов не.,, -pgg„gig-H a jjxjciти в последующих группах йбШГлЮчаются к очерёдным, начиная с , ШЩшёгО разряда, Нечетным выходам счетчика 2. Входы элементов неравнозначности подклк)Чены к двум из гт райрядов входно го регистра 1. Входы первых элементов неравнозначности в каждой -ой группе подключены к выходам и к2.-го разрядов, где к 2 . Например, в.ходы ,. ..,.g,,j.:p нёравн0:зна4ности в | группе 11 ( 1) поц слючены к вьЬсодам : 1-го и 2-го разрядов. Входы первого 9Жмё11Та НёравнОзначности группы 10 (J 2) подключены к вькодам 1-го, 4-г и т.д. разрядов. ВхоШвт6р1ь1Х элементо неравнозначности в каждой группе подключены к выходам 1-гри ( 1-го 2 разрядов. Входы второго элемента неравнозначности в группе 11 подключены к выходам 1-го и 3-го разрядов, входы элементов неравнозначности в группе 10 подключены к выходам 7-го и (2j+l)-ro разрядов входного регистра 1 и т.д. Bxoj ДЫ третьих злементов-неравнозначности в каждой группе подключены к выходам 2-го и {к+1)-го разрядов., Входы четвертых элементов неравнозначности в группах подключены к выходам 2-го и (к+2)14) разрядов. Следукицие по счету эпеиета-ты неравнозначности в группах подключаются к выходам разрядов 3-го и )-, го, 3-го и (к+3)-г6, 4-го и (к+3)-го, 4-го и (к+4)-го и т.д. Входы элементов И групп б и 3 подключены соответственно к единичным и нулевым выходам 1- П разрядов входноро регистра I, а выходы подключены к входам от -I до 1 1 разрядов счетчика 2.-Выходы элементов И групп 7 и 4 подключены соответственно к инJBepCHbiM и прямым вьгеодам группы 10 элементов неравнозначности, а выходы подключены к/входам От i 2 И -5 до t ч 3 счетчика 2. Входы элементов И . групп 8 и 5 подключены соответственно к; ийверсным и прямым вьосодам группы 11 элементов неравнозначности, а выходы подключены к входам от Т «2п -3 до 1 «1 сгчетчика 2. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы во все нечетные I, 3, ..., 2п-1 разряды счетчика 2 заносятся 1, а во входной регистр 1 . подается КОД возводимого ё квадрат числа. При этом на вход 1-го разряда подается самый старший разряд кода, а на вход пос;1еднего - самый младший двоичный разряд 1 . Затем на вход 12 линии задержки подается импульс занесения, который задерживается на время установления кода в регистре 1, и с выхода первогоэлемента задержки поступает на импульсные входы элементов И групп 6 и 3 и заносит содержимое регистра 1 в счетчик 2. Этот же импульс поступает на в :0дыв.еёх Последующих элементов задержки, и заносит поочередно состояния элементов неравнозначности в счетчик 2. С выхода поспёдующетчэ элемента задержКйон поступает на вход последнего элемента Задержки и з аносит состояние элементов неравнозначности группы 11 через элементы И групп 8 и 5 в счетчик 2. На этом работа устройства заканчивеется, и в 2 И -разрядном счетчике 2 в результате накопления кодов состояний групп элементов неравнозначности разря дов входного регистра 1 и введенных перед началом работы I в нечетные разряды счетчика 2 образуется число, являющееся квагдратом введенного во входной регистр I числа. Быстродействие устройства зависит от количества тактов работы схемы. Количество тактов работы схемы на единицу больше числа групп элементов неравно значности и равно количеству элементбв задержки. В. свою очередь количество элементов задержки зависит от разрядности возводимого в квадрат числа И составляет приблизительно половину величины h . Количество тактов определяется .по формуле: р 2L 0 при нечетном П 2 J2. + 1 при четном V. 2 .Таким образом, быстродействие пред лагаемого устройства при возведении в квадрат чисел с большим количеством t в разрядах выше быстродействия аналогичных известных устройств. Формула изобретения Устройство для возведения в квафат, содержащее К| -разрядный входной регистр 2 И- разрядный счетчик и группы потенциально-импульсных элементов И, о т гличающееся тем. что, с цельк) повышения быстродействия, в него введены цепочка последовательно-соединенных элементов задержки и группы элементов неравнозначности, входы которых соединены с нулевыми выходами соответствующих разрядов Y -разрядного входного регистра, нулевые и единичные выходы разрядов которого, а также прямые в инве ные выходь элементов неравнозначности групп подключены к потенциальным входам потенциально- импульсных элементов И соответствующих групп, выходы потенциально-импульсных элементов И первой, второй и третьей групп соединены с вычитающими, а четвертой, пятой и шестой групп - с суммирующими входами 2 И разрядного счетчика, импульсные входы потевцввльн мп7пьст 1х але ментов И всех групп подключены к выходам сооть. вётствукжцих элементов задержки, вход первого из которых соединен с выходом , генератора импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 555399, кл. QO6 F 7/38, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР hfe 419888, кл. Q Об F 7/38, 1971.