T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 ,   p p .   9 4 3 ~ 9 5 3   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI :  1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 4 . 26306          943       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   H ig h - spee d divi di ng  device w ith  th e f o r m a tion o f  qu o tient  and   re m a ind er       Yev g eniy a   Ait k ho zha y ev a ,   K ha licha   Yubu zo v a   D e p a r t me n t   o f   C y b e r se c u r i t y ,   I n f o r m a t i o n   P r o c e ssi n g   a n d   S t o r a g e ,   F a c u l t y   o f   A u t o mat i o n   a n d   I n f o r mat i o n   T e c h n o l o g i e s,  S a t b a y e v   U n i v e r si t y ,   A l mat y ,   K a z a k h st a n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   24 ,  2 0 2 4   R ev i s ed   A p r   1 ,  2 0 2 5   A cc ep ted   Ma y   1 0 ,  2025       Co n sid e re d   th e   p o ss i b il it y   o f   a c c e lera ti n g   th e   ti m e - c rit ica l  o p e ra ti o n   o f   d iv isio n   f o r  m u lt i - b it   in teg e rs.  T h is  p ro b lem   is  sig n if ica n t  sin c e ,   so   m u lt i - b it   in teg e rs  a re   w id e l y   u se d   in   sp e c ialize d   d e v ice s,  in c lu d i n g   c ry p to g ra p h ic   tran sf o r m a ti o n s.  A   m e th o d   f o r  h ig h - sp e e d   q u o ti e n t   a n d   re m a in d e r  d e term in a ti o n   w it h   o p ti m a l  h a rd w a re   c o sts  is  p ro p o se d .   A   p re li m in a r y   in c re a se   in   t h e   d iv iso r  a n d   it s  s u b se q u e n t   d e c re a se   b y   sh if ti n g   it   t o   t h e   rig h t   a re   u se d .   A   stru c t u ra l  d iag ra m   a n d   f u n c ti o n a l  d iag ra m   o f   th e   h a rd w a re   im p le m e n tatio n   h a ve   b e e n   d e v e l o p e d   u si n g   h ig h - sp e e d   c o m b in a ti o n a l  lo g ic   c ircu it s.  T h e   d e v ice ’s   p rin c ip le  o f   o p e ra ti o n ,   it s  ste p - by - ste p   p ro c e ss ,   a n d   sp e c if ic  e x a m p les   il lu stra ti n g   it s   c o rre c t  o p e ra ti o n   a n d   re so u rc e   e ff ici e n c y   a re   a d d re ss e d .   O n   a v e ra g e ,   it   tak e s  ( k /2 + 1 )   c lo c k   c y c les   to   o b tain   th e   re su lt ,   w h e re   ( k + 1 )  b it   c a p a c it y   o f   th e   q u o t ien t.   In   m o st  d iv isio n   sc h e m e s  w it h   o p ti m a l  h a rd w a re   c o sts,  th e   n u m b e r  o f   c lo c k   c y c les   re q u ired   to   o b tai n   th e   q u o ti e n t  (w it h o u t  re m a in d e r)  is  ( k + 1 ).   Hig h - sp e e d   d iv i sio n   w it h   sim u lt a n e o u s  d e term in a ti o n   o f   se v e ra l  q u o ti e n t   b it s  re q u ires   ( m /p )  c lo c k   c y c les   f o r  th e   d iv isio n   o p e ra ti o n ,   w h e re   p -   th e   n u m b e r  o f   sim u lt a n e o u sly   d e term in e d   q u o ti e n t  b it s,   m - b it   c a p a c it y   o f   d iv id e n d .   Ho w e v e r,   th is  a p p r o a c h   w il l  re q u ire  a d d it i o n a l  h a rd w a re .   T h e   re se a r c h   w il l  c o n ti n u e   b y   m o d e li n g   th e   d e v ice   in   V iv a d o   De sig n   S u it e   c o m p u ter  a id e d   d e sig n   ( CA D )   b a se d   o n   A rti x - 7  f ield   p ro g ra m m a b le g a te  a rra y   (F P GA )   f ro m   X il in x .   K ey w o r d s :   Har d w ar e  d iv is io n   I n teg er s   P er f o r m a n ce   Qu o tien t   R e m a in d er     T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kh alic h a  Yu b u zo v a   Dep ar t m en t o f   C y b er s ec u r it y ,   I n f o r m a tio n   P r o ce s s in g   a n d   St o r ag e   Facu lt y   o f   Au to m atio n   a n d   I n f o r m at io n   T ec h n o lo g ie s ,  Satb a y ev   U n i v er s it y   2 2 a  Satp ae v   s tr ee t,  A l m at y   0 5 0 0 1 3 ,   Kaz ak h s ta n   E m ail:  k . y u b u zo v a@ s atb a y e v . u n i v er s i t y       1.   I NT RO D UCT I O N   I s s u e s   o f   in cr ea s i n g   t h e  s p ee d   u p   o f   d ig ital  d ev ices   h a v e  al w a y s   b ee n   r elev a n t  an d   attr ac ted   th e  atten tio n   o f   b o th   th eo r is ts   an d   p r ac titi o n er s   -   d esig n er s   o f   d ig ital  co m p u ti n g   d ev ice s   [ 1 ] .   T o   in cr ea s e  th e  s p ee d   u p   o f   d ig ital   d ev ices,  v ar io u s   m eth o d s   h a v e  b ee n   d e v elo p ed   an d   ar e  b ein g   d ev elo p ed   to   s p ee d   u p   th e  ex ec u t io n   o f   o p er atio n s .   T h is   is   esp ec iall y   tr u e  f o r   co m p le x   o p er atio n s   o f   m u ltip lica tio n ,   d iv is io n ,   an d   th eir   m o d i f icat io n s .   Mo r eo v er ,   i n te g er   ar ith m etic  is   o f   p ar ticu la r   i m p o r tan ce ,   s i n ce   i n te g er s   ar e  w id el y   u s ed   in   s p ec ialized   d ev ices,  in c lu d i n g   f o r   p er f o r m i n g   cr y p to g r a p h ic  tr an s f o r m at io n s .   T h e  m o s t  co m p le x   an d   r eso u r ce - i n te n s i v e  o p er atio n   is   d iv is io n   an d   it s   m o d if icatio n   -   r ed u ctio n   m o d u lo .   T h e  d i v is io n   o p er atio n   is   cr u cial  f o r   b o th   s o f t w ar e  p r o ce s s o r s   an d   d ig ital  s ig n al  p r o ce s s in g ,   m ac h i n e  lear n i n g ,   cr y p to g r ap h ic  o r   ar ith m etic  lo g ic  d ev ices  [ 2 ] – [ 7] .   Div is io n   an d   r ed u ctio n   m o d u lo   ar e   also   u s in g   in   ar ith m etic  in   th e  Galo is   f ield ,   th at  is ,   in   d ev ice s   f o r   f o r m in g   ele m en t s   o f   f i n ite  f ield s ,   alo n g   w ith   m u ltip lica tio n ,   ad d itio n ,   an d   s q u ar in g .   A   lar g e  n u m b er   o f   r esear ch - s cie n ti f ic  w o r k s   ar e  d ev o ted   to   th e  h ar d w ar e  i m p le m en tatio n   o f   h ig h - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  9 4 3 - 9 5 3   944   s p ee d   d iv is io n   d ev ice s   an d   d e v ices  o f   m o d u lo - r ed u c in g   i n te g er s ,   t h e  r es u lts   o f   w h ic h   h av e  b ee n   r ef lecte d   i n   p aten ts   a n d   ar ticles  [ 8 ] – [ 1 6 ] .   Var io u s   m et h o d s   o f   ac ce ler ati n g   th e  d i v is io n   o f   i n te g er s ,   i m p le m en ted   h ar d w ar e,   a llo w   to   o b tain in g   o f   h ig h - s p ee d   d iv id i n g   d ev ice s   w it h   d i f f er en t  s tr u c tu r es   o f   d iv is io n   d ev ice s   a n d   m o d u lo - r ed u ctio n   d ev ices.   Ma tr ix   a n d   p ip elin e  d ev ice s   f o r   s u b tr ac tin g   t h e  d iv i s o r   ( m o d u lu s )     f r o m   th e  d i v id en d   ( r ed u cib le  n u m b er )   ,  Ved ic  alg o r ith m s ,   ar e   h ig h - s p ee d   [ 1 7 ] – [ 2 1 ] .   Of ten ,   to   s p ee d   u p   th e  d iv is io n ,   th e  p r o b lem   h as  b ee n   r ed u ce d   to   th e  u s e  o f   m u l tip licatio n   o p er atio n s ,   w h ic h   ca n   th e n   b e  p er f o r m ed   b y   f ast  m u l tip licatio n   alg o r ith m s .   T h er e  ar e  B ar r ett  alg o r ith m   a n d   its   m o d if icatio n s ,   Mo n t g o m er y   alg o r ith m   a n d   its   m o d i f icat io n s ,   Go ld s ch m id t   alg o r ith m ,   W allac e  alg o r ith m ,   an d   o th er s ,   u s ed   to   s p ee d   u p   th e  d iv is io n   [ 2 2 ] – [ 3 0 ] .   M o s t  o f   th ese  m e th o d s   ca n n o t  b e  u s ed   w h en   w o r k i n g   w it h   m u lti - b it  b in ar y   in te g er s ,   s in ce   th e  co s ts ,   w h ic h   d ir ec tly   d ep en d   o n   th e  b it  ca p ac it y   o f   th e  n u m b er s   u s ed ,   f o r   h ar d w ar e  i m p le m en tat io n   ar e  v er y   h i g h .   I n   s p ec ialized   c o m p u ti n g   d ev ice  o f   a  ce r tain   t y p e,   lar g e  in teg er s   w it h   t h o u s an d s   o r   m illi o n s   o f   d ec i m al  d ig i ts   c a n   b e  u s ed   ( f o r   ex a m p le,   t h o s e   w it h   a n   o r d er   o f   1 0 309   w h en   i m p le m e n ti n g   th e  R i v est – S h a m ir – A d le m a n   ( R S A )   al g o r ith m ) .   T h e  p u r p o s e   o f   th e  w o r k   is   to   d ev elo p   a  h ig h - s p ee d   in te g er   d iv is io n   d ev ice  f o r   o b tain in g   t h e  q u o tien t   an d   r e m ai n d er ,   b ased   o n   th e  w ell - k n o w n   m o d u lo   r ed u ctio n   d ev ice  w it h   p r o v en   o p ti m a l  h ar d w ar e  co s t s   an d   h ig h   p er f o r m a n ce   [ 3 1 ] .   T h e  p r o p o s ed   m o d if icatio n   o f   th e   k n o w n   d e v ice  e x p an d s   its   f u n ct io n alit y   d u e  to   ad d itio n al  m i n i m al  h ar d w ar e  co s ts   w ith o u t  p er f o r m a n ce   lo s s .   T h e  g lo b al  g o al  o f   d ev elo p in g   t h is   r eso u r ce   ef f icien t  d ev ice  is   to   ac h ie v e   s u s ta in ab le  d ev elo p m e n t  g o al  1 2 :  r esp o n s ib le  co n s u m p ti o n   an d   p r o d u ctio n .   Usi n g   th e  p r o p o s ed   d ev ice  in   d ig ital  in f r astr u ct u r e  p r o ce s s o r s   o p er atin g   w it h   lar g e  in teg er s   w il l  i m p r o v e  th e   qu alit y   o f   i n f r a s tr u ct u r e,   in f r astru ct u r e  r eliab ilit y ,   an d   r esil i en c y   o f   i n f r a s tr u ct u r e,   w h ic h   w ill  co n tr ib u te  to   ac h iev in g   s u s ta in ab le  d ev elo p m en t g o al  9 : in d u s tr y ,   i n n o v at io n   an d   in f r astr u ct u r e.   T h e  p ap e r   is   o r g an ized   in to   th e  f o llo w i n g   s ec tio n s .   Secti o n   2   d escr ib es  th e  d iv is io n   m et h o d   f o r   o b tain in g   th e  q u o tie n t  an d   r em ai n d er   u s in g   an   en lar g ed   d iv is o r   an d   p r o v id es  a  d etailed   d escr ip tio n   o f   th e   p r o p o s ed   eq u ip m e n t.  Sectio n   3   d escr ib es  th e  s tep - by - s tep   o p er atio n   o f   th e  d ev ice,   u s i n g   s p ec if ic  ex a m p les  to   illu s t r ate  it s   co r r ec t  o p er atio n .   Sectio n   4   co n tain s   a  co n clu d in g   r e m ar k .   T h er e  i s   a n   ac k n o w led g e m en ts   s ec tio n .   T h e  f u n d i n g   in f o r m a tio n   s ec tio n   in d icate s   th at  t h e r e  is   n o   f u n d i n g   s o u r ce ,   th e  au th o r   co n tr ib u tio n   s tate m en t  s ec tio n   p r o v id es  in f o r m atio n   ab o u t  th e  co n tr ib u t io n   o f   ea ch   au t h o r ,   an d   th e  co n f lic t  o f   in ter es t   s ec tio n   s tates  t h at  t h er e  is   n o   co n f lict  o f   i n ter est.  T h e  d ata  av ailab ilit y   s ec t io n   p r o v id es  th e  i n itia ls   o f   a n   au th o r   w h o   ca n   p r o v id e  d ata  th at  s u p p o r ts   th e  co n cl u s io n s   o f   th is   s t u d y .       2.   M E T H O D   As  a  b asis   f o r   o b tain in g   an   o p ti m al  d iv id i n g   d ev ice,   a  m o d u lo   r ed u ctio n   d ev ice  w as  ch o s en ,   w h ic h   i m p le m en ted   a  m et h o d   f o r   ac ce ler atin g   th e  o b tai n i n g   o f   a  r e m ai n d er   u s i n g   t h e  in cr ea s ed   m o d u l u s   [ 3 1 ] .  T h e  d ev ice  h a s   b ee n   m o d i f ied   to   o b tain   q u o tien t.   I n   th is   ca s e,   th e  d ev ice  ca n   b e  u s ed   b o th   to   o b tain   q u o tien t   ( d iv is io n   o p er atio n )   an d   th e  r e m ai n d er   ( m o d u lo   r ed u ctio n   o p er atio n ) .     T h e  m et h o d   u s ed   is   iter ativ e  an d   is   b ased   o n   s u b tr ac tin g   th e   in cr ea s ed   d iv is o r     ( m o d u lu s )   f r o m   th e   d iv id en d     ( r ed u cib le  n u m b er ) .   T h e  d iv is o r     is   s h i f ted   to w ar d s   th e  h ig h er   d ig i ts   ( to   th e  le f t)   s o   th at  it s   b it  ca p ac it y   b ec o m e s   eq u al  to   th e   b it  ca p ac ity   o f   n u m b er   .   I n   th is   ca s e,   th e  n u m b er     is   in cr ea s ed   b y   2   ti m es,  w h er e  = −   (   is   th e  n u m b er   o f   b in ar y   d ig it s   o f   ,    is   th e  n u m b e r   o f   b in ar y   d ig it s   o f   ) .   T h en   th e  in cr ea s ed   d iv is o r     is   s u b tr ac ted   f r o m     to   o b tain   th e  r em ai n d er   1 .   T h er e  a r e  n o   r estrictio n s   o n   th e  b it  ca p ac it y   o f   t h e  n u m b er     an d   ,   ex ce p t  th a t  t h e  b it  ca p ac it y   o f   th e  n u m b er     m u s t  b e  g r ea ter   th an   o r   eq u a l  to   th e  b it  ca p ac it y   o f   th e  n u m b e r   .   A t  t h e  b eg in n i n g   o f   th e  o p er atio n ,   th e  d iv id en d     is   co n s id er ed   as  a   ze r o   r e m ain d er   0 .   On   ea ch   iter atio n ,   af ter   o b tain in g   th e  n ex t  p ar tia l  r e m ain d er   ,   th e  in cr ea s ed   d iv is o r     is   s h i f ted   r ig h t  b y   o n e  b it  ( it  is   r ed u ce d   b y   h al f ) .   I f   th e  r e m a in d er     is   p o s itiv e,   th e n   th e  f o r m ed   − ℎ   d i g it  o f   t h e   q u o tien t  is   s et  to   1 ,   an d   th e  r e d u ce d   d iv is o r   is   s u b tr ac ted   f r o m   t h e  r ec eiv ed   r e m ain d er   .   I f   th e  r e m ai n d er     i s   n eg a tiv e,   t h e  f o r m ed   − ℎ   d ig it   o f   th e  q u o tien t  is   “ 0 ”  an d   th e  r ed u ce d   d iv is o r   is   s u b tr ac ted   f r o m   t h e   p r ev io u s   r e m ai n d er   − 1 .   T h e  r ec eiv ed   r em a in d er     is   an aly ze d   at  ea ch   iter atio n ,   m ak i n g   it  p o s s ib le  to   ter m i n ate  t h e  o p er atio n   at  a n y   iter atio n   i f   t h e  r e m ain d er   i s   le s s   t h a n   t h e  d iv i s o r   ( < ) .   Mo s t  o th er   d iv i s io n   ac ce ler atio n   m et h o d s   r eq u ir e  all  d iv is io n   s tep s   to   b e  p er f o r m ed .   Fig u r e  1   s h o w s   th e  s tr u ct u r al   d iag r a m   o f   a  d i v id in g   d ev ice   w it h   t h e  f o r m atio n   o f   a  q u o t ien t  a n d   a   r e m ain d er .   B lo ck     is   r eq u ir e d   to   s y n c h r o n ize  th e  o p er ati o n   o f   th e  d ev ice.   I t  co n tain s   th e  clo ck   p u l s e   g en er ato r ,   th e  s tar t  tr ig g er ,   th e     g ate  an d   th e  d elay   ele m en t.  B lo ck     is   a  b lo ck   o f   m e m o r y   co n tain i n g   a   b lo ck   o f   lo g ic  g ates      an d   r eg is ter s   f o r   s to r in g   t h e  d iv i s o r     an d   th e  in cr ea s ed   d iv is o r     ( s h i f te d   to w ar d s   th e  m o s t  s ig n i f ica n t  b its ) .   B lo ck     in clu d es  t h e  d ela y   ele m e n t,  th e  r eg is ter ,   b lo c k s   o f   lo g ic   g ates   ,    ,  an d   th e  co m b i n atio n al  b i n ar y   ad d er ,   p er f o r m i n g   o n   t h e  f ir s t  iter atio n   o f   t h e  o p er atio n   o f   s u b tr ac tio n   o f   th e   in cr ea s ed   d iv i s o r     f r o m   t h e  d iv id en d   .   On   s u b s eq u en t  iter ati o n s   t h e  b in ar y   ad d er   p er f o r m s   s u b tr ac tio n   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Hig h - s p ee d   d ivid i n g   d ev ice  w i th   th e  fo r ma tio n   o f  q u o tien t  a n d   r ema in d er   ( Yevg en iya   A itkh o z h a ye va )   945   r ig h t - s h i f ti n g   d iv i s o r     f r o m   th e  r esu lti n g   p ar tial  r e m a in d er   .   T h e  d iv id en d     an d   r em ai n d er s     ar e  s to r e d   in   th e  r eg i s ter   o f   b lo ck   ,   th e  d iv id en d     is   co n s id er ed   as  a   ze r o   r em ain d er   0 .   B lo ck     is   r eq u ir ed   to   f o r m   th e  r esu lt:  th e  q u o tie n t  (     o u tp u t)   an d   th e  r e m ai n d er   (      o u tp u t)   f r o m   th e  d i v is io n .   I t  co n tain s   t h e  co m p ar ato r   cir cu it,  b lo ck s   o f   lo g ic  g ate s    ,   a  clo ck   p u ls e   co u n ter ,   an   i n co m p lete  d ec o d er ,   an d   th e  q u o tien t  r eg i s ter   o n   tr ig g er s   .   T h e  in itial  s tate  o f   t h e  s tar t  tr ig g er ,   co u n ter ,   an d   r eg is ter s   i n to   all   b lo ck s   is   ze r o .   T h e  f o r m in g   o f   t h e  q u o tie n t  s tar ts   f r o m   th e  h ig h e s t  d ig it.   B elo w   is   a  d escr ip tio n   o f   t h e  d ev ice   o p er atio n   at  th e  s tr u ct u r al  d iag r a m   lev el.     T h e  S ta r t   s ig n a l  en ab les  t h e  w r iti n g   o f   d i v id en d     to   b lo ck   ,   th e  w r iti n g   d i v is o r   ,   an d   in cr ea s ed   d iv is o r     to   b lo ck   .   T h e      s ig n a l  s ets  th e  s tar t  tr i g g er   i n   b lo c k     to   th e  h ig h   s tate  b u t   w it h   a  d ela y .   Du r in g   t h e  d ela y   in   b lo ck     o n   th e  co m b in at i o n al  b in ar y   ad d er ,   s u b tr ac tio n   th e  i n cr ea s ed   d iv is o r     f r o m   t h e   d iv id en d     is   p er f o r m ed ,   r es u lti n g   in   th e  r e m ai n d er   1 .   Du r in g   t h e  s a m e  ti m e,   t h e  d i v id en d     ( ze r o   r e m ain d er   0 )   an d   d iv i s o r     ar e  co m p ar ed   i n   b lo ck   .   I f   < ,   th e n   th e  o p er atio n   is   o v er .   I n   b lo ck     a  s ig n al     is   g e n er ated ,   w h ic h   o u tp u t s   a  q u o tien t   eq u al  to   ze r o   o n   th e       o u tp u t,  o u tp u ts   t h e  r e m ain d er   ( d iv id en d   )   o n   th e       o u tp u t,  an d   s w itc h es  t h e  s tar t  t r ig g er   i n   t h e  s y n c h r o n izatio n   b lo ck     to   th e  in ac ti v e  s tate.   T h e  r e m ain d er   o f   1   is   n o t  u s ed .             Fig u r e  1 .   Stru ct u r al  d iag r a m   o f   a  d ev ice        I f   ≥ ,   th en   s ig n al   ,   is   n o   g en er ated   an d   th e  o p er atio n   co n ti n u es.  W h e n   ca lc u lati n g   th e   r e m ain d er   1   in   b lo ck   ,   a  ca r r y   s i g n al   is   g e n er ated   at  t h e  o u tp u t   o f   t h e  co m b i n atio n a l a d d er .   I f   th e  r e m ai n d er   1   is   n eg at iv e,   th e  ca r r y   s i g n al  i s   eq u al  “ 0 ”,   an d   t h e  r e m ai n d er   1   is   n o t  u s ed .   I f   t h e  r e m ai n d er   1   is   p o s iti v e,   th e  ca r r y   s i g n al   is   eq u al  to   “ 1 ”,   an d   allo w s   w r i tin g   R 1   in s te ad   o f   n u m b er     w it h   t h e  ar r iv al   o f   t h e  f ir s t  clo c k   p u ls e  i n   t h e  r e g is ter   o f   b lo ck   .   T h e  ca r r y   s i g n al   eq u al  to   “ 1 ”  g o es to   b lo ck   ,   in   w h ich   w it h   t h e   ar r iv al   o f   t h e   n ex t   clo ck   p u ls e  is   f o r m ed   o n e  in   t h e  h i g h   d i g it  o f   t h e  q u o ti en t  r eg is ter .   A l s o ,   th i s   clo ck   p u ls e  w it h   a  d ela y   i s   r ec eiv ed   to   b l o ck   .   I n   b lo ck   ,   th e  in cr ea s ed   d iv id er   ( × 2 )   is   s h if ted   o n e  b in ar y   d ig it  to   th e  r ig h t  an d   r ed u ce d   b y   h a lf ,   r es u lti n g   in   ( × 2 ( − 1 ) ) .  T h e  d iv is io n   p r o ce s s   co n ti n u e s .   Fo r   ea ch   − ℎ   s tep   o f   th e   d iv i s io n ,   it  is   tr u e:   a)   i f   at  th e   − ℎ   s tep   o f   d iv is io n   < ,    w ill  b e   th e  r e m ai n d er   o f   th e  d iv i s io n ,   th e  q u o tien t  h as  alr ea d y   b ee n   f o r m ed ,   th e  p r o ce s s   is   co m p leted ;  b )   if   at  th e    − ℎ   s tep   o f   d iv is io n   ≥   an d   < 0 ,   th en   th e  p r ev io u s   r e m ai n d er   − 1   r e m ai n s   in   th e  r e g is ter   o f   b lo c k     w it h o u t  c h an g es,  i n   th e   − ℎ   d i g it  o f   th e  q u o tie n t  r eg i s ter   r e m ai n s   “ 0 ”,   an d   th e  p r o ce s s   o f   d iv id in g   co n tin u es ;  an d   c)   i f   at  t h e  − ℎ   s tep   o f   d iv i s io n   ≥   an d   > 0 ,   th e  r em ai n d er     is   w r itte n   to   t h e   r eg is ter   o f   b lo ck     in s tead   o f   th e   p r ev io u s   r e m ain d er   − 1 .   I n   ad d itio n ,   “ 1 ”  is   w r itte n   to   th e  − ℎ   b it  o f   th e  q u o tien t r eg is ter   o f   b lo ck   ,   an d   th e  o p er atio n   co n tin u es.    T h e  n ex t  b it  o f   t h e  q u o tie n t  i s   f o r m ed   in   b lo ck     w it h   th e  ar r iv al  o f   ea c h   clo ck   p u ls e.   T h e  d ec o d er ,   u s i n g   th e  v al u e  o f   th e  clo c k   p u ls e  co u n ter ,   d eter m in e s   t h e  n u m b er   o f   th e  q u o tien t  r e g is ter   d ig it  i n to   w h ich   t h e   n ex t  q u o tien t  d ig it  i s   w r itte n .   T h e  co u n ter   b it  ca p ac it y   a n d   d ec o d er   in p u t  co u n t  a r e  d eter m i n ed   b y     =  2 ( ) + 1   ( r o u n d ed   u p   to   an   in teg er ) .   T h e  n u m b er   o f   d ec o d er   o u tp u ts   is   ( + 2 ) .   T h e  b it  ca p ac ity   o f   th e  q u o tie n t  r eg is ter   is   ( + 1 ) .   T h e  o u tp u ts   o f   t h e  d ec o d er ,   s tar tin g   f r o m   t h e  s ec o n d   o n e,   ar e  c o n n ec ted   to   th e  in p u ts   o f   th e  q u o tie n t r e g is te r   th r o u g h   b lo ck   o f   lo g ic  g ate s      ( a  to tal  o f   + 1   co n n ec tio n s ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  9 4 3 - 9 5 3   946   Fig u r e  2   s h o w s   th e   f u n ctio n al  d iag r a m   o f   th e   d ev ice.   T h e  f o llo w in g   d escr ib es   h o w   th e  d ev ice   o p er ates  at  th e  f u n ctio n al  d i ag r a m   lev el,   i n cl u d in g   a  d et ailed   d escr ip tio n   o f   s ig n al s   p ass in g .   T h e  d ev ice   co n tain s   r eg is ter s      (     А ) ,      (     ) ,      (     ),      (     ) ;   co m b i n atio n al  ad d er    ;   t w o   d e la y   ele m e n ts    1   an d    2 ;   a  co m p ar ato r   cir cu it   ;   clo ck   g en er ato r      (           ) ;   tr ig g er   ;   1   g ate;  b lo ck s   o f   lo g ic  g ates    2 ÷  7 ,   ;  clo ck   p u ls e  co u n ter      (   ) ;  in co m p lete  d e co d er      (   ) .      r eg is ter   o f     b it  ca p ac it y   f ir s t  f o r   s to r in g   th e  d iv id en d     an d   th en   th e   p ar tial  r e m ai n d er s   .      r eg is ter   o f     b it  ca p ac ity   f o r   s t o r in g   th e  d iv is o r   .   Sh i f t  r e g is ter      o f     b it  ca p ac it y   f o r   s to r i n g   th e   i n cr ea s ed   d iv is o r .   C o m b i n atio n al   a d d er      h as    b it  ca p ac it y .      r eg i s ter   i m p le m en t in g   o n   - tr ig g er s ,   to   s t o r e  a  q u o tien t.  T h e  n u m b er   o f   g ates  i n   b lo ck s   o f   lo g ic  g ates   2 ,    3 ,    5 ,      is   .   T h e  n u m b er   o f   g a tes  i n   b lo ck s   o f   lo g ic  g ate s    6 ,   7   is   ( + 1 ) .   T h e  n u m b er   o f   g ates i n   b l o ck   o f   lo g ic  g ates   4   is   .    T h e  in p u t       is   u s ed   to   s tar t  t h e  q u o tien t  a n d   r e m ain d er   ca lc u l atio n .   I n p u t    is   u s ed   to   in p u t  t h e   b in ar y   co d e  o f   th e  d i v id en d   ,   th e  in p u t    is   u s ed   to   i n p u t  t h e  b in ar y   co d e  o f   t h e  d iv i s o r   .   T h e        o u tp u t  is   u s ed   to   o u tp u t  th e  r esu lt  o f   t h e  r e m ai n d er ;  th e       o u tp u t  i s   u s ed   to   o u tp u t  th e  r es u lt  o f   th e   q u o tien t.  T h e  s tar t o f   d ev ice  o p er atio n   is   d eter m i n ed   b y   th e  m o m e n t a   s in g le      s ig n al  is   s en t to   th e  d ev ic e   in p u t.  I t  is   n ec es s ar y   to   co n s i d er   ac tio n s   u p o n   r ec eip t  o f   a   clo ck   p u l s e  ( co m p ar is o n   o p er atio n s   ar e  p er f o r m ed   o n   th e     cir cu it,  ch an g es  i n   th e  s tate  o f   th e     co u n ter ,   f o r m at io n   o f   th e  n ex t  q u o tien t  d i g it  in    )   a n d   a  d elay ed   clo ck   p u ls e  ( s h i f t th e  in cr ea s ed   d iv is o r   in      an d   w r i tin g   th e  ca lc u lated   r e m ai n d er   i n    ).           Fig u r e  2 .   Fu n c tio n al  d ia g r a m   o f   a  d ev ice       T h e      s ig n al  p er m its   th e   en tr y   o f   d iv id e n d     th r o u g h   t h e   3   an d   th e      in to   th e      r eg is ter .   I n   th e     r eg is ter ,   in itia ll y   th e  n u m b er   ,   th en   t h e  r e m ain d er   .   A t  th i s   m o m en t  also ,   th e  w r iti n g   o f   th e   d i v i s o r     th r o u g h   th e    4   in to   th e  r eg i s ter    ,   an d   to   h i g h   d ig its   o f   t h e  s h i f t  r e g is ter    .   I n   t h e  sh i f t r eg is ter      in itiall y   w r itte n   × 2 ,   th en   a f ter   t h e  − ℎ   s h if t sto r ed   × 2 − .  T h is   s a m e      s ig n al,   w it h   a  d ela y   s ets  tr i g g er     to   th e  h ig h   s tate  t h r o u g h   d ela y   el e m en t    1 .  T h e  h ig h   p o ten tial   f r o m   th e   d ir ec t   o u tp u t  o f   tr i g g er     en a b li n g   t h e  p ass a g e  o f   clo c k   p u l s es  f r o m   t h e  o u tp u t  o f   clo ck   p u ls e   g e n er ato r      th r o u g h   t h e   1   f o r   clo ck in g   t h e  d ev ice  o p er atio n .   T h e  in itial  n u m b er     is   co n s id er ed   as  ze r o   r em a in d er   0 .   T h e  co d e  o f   th e  r em ai n d er   0   f r o m   t h e  r eg i s ter      an d   th e  d iv i s o r     f r o m   th e  r e g is ter      ar e  f ed   i n to   th e  co m p ar ato r   cir cu it   .   Du r in g   co m p ar i n g ,   alig n m en t  i s   b ased   o n   th e  least  s i g n i f ica n t   d ig its .   I t  is   d eter m in ed   w h eth er   <   o r   n o t.   I f   < ,   th en   t h e  n u m b er     is   alr ea d y   t h e  r e m ain d er .   A t   th e   o u tp u t   o f   t h e  co m p ar ato r   cir cu it    ,  a  s ig n al  “ 1 ”  ( o p er atio n   en d   s ig n al   )   is   g en er ated ,   w h ic h   is   f ed   to   th e  allo w i n g   i n p u t s   o f   lo g ic  g ate s    7   an d    5 .  So ,   allo w s   t h e  o u tp u t  o f   th e  q u o tie n t,  eq u al  to   ze r o ,   f r o m   t h e  o u tp u t  o f   th e  r eg i s ter      th r o u g h   t h e   7   to   th e  o u tp u t  Qu o tien t   an d   th e  r e m ai n d er   0   th r o u g h   th e   5   f r o m   t h e  o u tp u t  o f   th e   r eg is ter      to   th e  o u tp u t     .  T h e  s a m e  s i g n al  r eset s   t h e  tr i g g er   ,   w h ic h   d is ab les   th e   p ass a g e  o f   clo ck   s i g n al s   th r o u g h   t h e   1 ,   th e  d iv is io n   o p er atio n   s to p s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Hig h - s p ee d   d ivid i n g   d ev ice  w i th   th e  fo r ma tio n   o f  q u o tien t  a n d   r ema in d er   ( Yevg en iya   A itkh o z h a ye va )   947   Oth er w i s e,   if   ≥ ,   th e  d iv i s io n   p r o ce s s   co n tin u e s .   T h e  d iv id en d     f r o m   t h e  r eg i s ter      is   s u p p lied   to   t h e  f ir s t  in p u ts   o f   th e  co m b in at io n al  ad d er    ,   an d   t h e  i n v er s e  co d e  o f   t h e  i n c r ea s ed   d iv is o r   × 2   is   s u p p lied   to   th e  s ec o n d   in p u ts   f r o m   t h e  in v er s e  o u tp u ts   o f   th e  s h if t  r eg is ter    .   “ 1 ”  s u p p lied   at  th e   in p u t  o f   t h e  lea s t  s ig n i f ica n t   b it  o f   t h e  co m b i n atio n al  ad d er    .   T h u s ,   s u b tr ac tio n   is   r ea lized   o n   th e   co m b i n atio n al  ad d er      u s in g   an   ad d itio n al  co d e,   i.e . ,   th e  f o r m atio n   o f   t h e  r e m ai n d er   1 = 0 − ( × 2 ) .    W h en   s u b tr ac tin g ,   f r o m   t h e  m o s t  s ig n i f ican t  b it  o f   th e  co m b in atio n a l  ad d er   a   ca r r y   s ig n al  is   f o r m ed ,   eq u al  to   “ 0 ”  o r   “ 1 ”.   T h e  v alu e   o f   th e  ca r r y   s i g n al  d ep en d s   o n   th e  r elatio n s h ip   b et w ee n   0   ( )   a n d   ( × 2 ) .  B ased   o n   th is   ca r r y   s ig n al,   ≥ ( × 2 )   o r   < ( × 2 )   is   d eter m in ed .   I f   < ( × 2 ) ,   t h en   t h e  r e m ain d er   1   is   n e g ati v e.   I n   th i s   ca s e,   th e  ca r r y   s i g n al  f r o m   th e  m o s t  s i g n i f ica n t  b it  o f   th e  co m b i n atio n a l   ad d er      is   eq u al   to   “ 0 ”  ( i n h ib it in g   s i g n al  to   t h e  lo g ic  g ate s    2 ) ,   an d   th er e f o r e  th e  r e ce i v ed   r em ai n d er   1   is   n o t u s ed .   I f   t h e  r e m ai n d er   1   is   p o s iti v e,   s o   f r o m   th e   h i g h   d ig it  o f   th e  co m b in atio n al  ad d er      th e   c ar r y   s ig n al  “ 1 ”  is   f o r m ed .   T h e  f ir s t  clo ck   p u ls e  t h r o u g h   t h e   1   g o es  to   th e  clo ck   p u ls e  co u n te r    ,   w h o s e  b in ar y   co d e  b ec o m es  0 0 …0 1 .   T h e  b in ar y   co d e  f r o m   th e  o u t p u ts   o f   t h e  co u n ter      is   f ed   to   th e  in p u ts   o f   t h e   d ec o d er    .   A  s i g n al  “ 1 ”  is   f o r m ed   o n   th e   s ec o n d   o u tp u t   o f   th e  d ec o d er    ,   an d   “ 0 ”  i s   p r esen t   o n   t h e  o t h er   o u tp u ts   o f    .  T h e  f ir s t   o u tp u t  o f      is   n o t  u s ed .   T h e  s ec o n d   an d   th e   r est  o u tp u t s   o f   t h e     h av e   b ee n   co n n ec ted   to   th e  in p u t s   o f   th e   q u o tien t  r eg is ter      th r o u g h   t h e   lo g ic  g ates   6 ,   s tar tin g   f r o m   t h e  h ig h - d ig it   .  T h e  b in ar y   co d e  f r o m      is   f ed   in to   th e  q u o tie n t  r eg i s te r    ,   as  th er e  is   a  s ig n al  “ 1 ”  f r o m   th e   ca r r y   o u tp u t  o f   t h e  co m b in a t o r ial  ad d e r      o n   th e  allo w in g   in p u t s    6 .   “ 1 ”  is   w r itte n   in to   t h e  m o s t  s ig n i f ica n t b it o f   t h e  q u o tien t r eg is ter    .   T h e  co n ten t o f   th e  q u o tien t r eg i s ter   b ec o m es 1 0 …. 0 .     T h e  ca r r y   s ig n al  “ 1 ”  f r o m   th e  m o s t  s i g n i f ica n t  b it  o f   t h e  co m b i n at io n al  ad d er      also   ar r iv e s   at  t h e   allo w i n g   in p u ts    2   an d ,   w it h   th e  ar r iv al  o f   th e  f ir s t  clo c k   p u ls e  d elay ed   b y   t h e  d ela y   ele m e n t   2 ,   allo w s   th e  tr an s f er   1   th r o u g h   th e   2   to   th e  in p u t  o f   t h e  lo g ic  g ates   .   T h e  p r ev io u s   r e m ain d er   0 ( 0 = )   in      is   r ep lace d   b y   th e  r ec eiv ed   r em ai n d er   1 .   T h e  f ir s t  clo ck   p u ls e  d elay ed   b y   th e  d ela y   ele m e n t   2   also   ar r iv es  to   th e  i n p u t  s h i f t  o f   th e  r eg i s ter    ,   s h i f ti n g   th e  i n cr ea s ed   d iv is o r   ( × 2 )   to   r ig h t  b y   o n e  b it,  r ed u cin g   it  b y   h a lf ,   is   o b tain i n g   ( × 2 − 1 ) .   T h u s ,   th e  co n te n t s   o f   th e  r eg is ter      an d   th e  r eg is ter      ar e  p r ep ar e d   f o r   th e  n ex t d i v is io n   s tep .   Fu r t h er ,   th e  o p er atio n   o f   t h e  d ev ice  is   ca r r ied   o u t   s i m ilar l y .   A t   ea ch   − ℎ   ite r atio n ,   t h e  d i v is o r     f r o m   t h e  r e g is ter      is   s u p p lied   to   th e  f ir s t  i n p u t s   o f   t h e  co m p ar ato r   cir c u it   ,   th e  n u m b er   f r o m   th e   r eg is ter    ( − 1 )   is   r ec eiv ed   to   th e  s ec o n d   in p u t s   o f   t h e  co m p ar ato r   cir cu it   .   I n   th is   w a y ,   − 1 <   o r   − 1 ≥   is   d eter m i n ed .   I f   − 1 < ,   a  s ig n al  eq u al  to   “ 1 ”  ( s i g n al   )   is   g e n er at ed   at  th e  o u tp u t  o f   th e   co m p ar ato r   cir cu it    .   T h is   s i g n a l is  s en t to   t h e  al lo w in g   i n p u ts    7   an d    5 ,   w h ic h   a llo w s   to   o u tp u t  th e  q u o tie n t  t h r o u g h   th e    7   f r o m   th e   q u o tie n t  r eg i s ter      to   th e      o u tp u t  a n d   o u tp u t  t h e   r e m ain d er   − 1   th r o u g h   th e   5   f r o m   t h e  r eg i s ter      to   th e       o u tp u t.  T h is   s i g n al  r ese ts   tr i g g er     ( p ass ag e  o f   t h e  clo ck   s i g n al  i s   p r o h ib ited ) ,   th e  f o r m a tio n   o f   a  q u o tien t,  an d   a  r e m ai n d er   is   co m p lete.   I f   − 1 ≥ ,   th e  co m p ar ato r   cir cu it     g en er ates  a  s ig n al  eq u al  to   “ 0 ”,   an d   th e  p r o ce s s   co n tin u e s .   Si m u lta n eo u s l y ,   t h e  co m b i n ati o n al  ad d er      r ec eiv es  th e  n u m b er   − 1   f r o m   r eg i s ter      at  its   f ir s t  i n p u ts ,   an d   to   its   s ec o n d   in p u ts   t h e  i n v er ted   co d e  × 2 −   f r o m   th e  i n v er ted   o u tp u ts   o f   s h if t  r e g is ter    .   “ 1 ”  is   f ed   to   th e  th ir d   in p u t  o f   t h e  least   s ig n if ican t  b it  o f   t h e  co m b in atio n al  ad d er    .   Su b tr ac tio n   is   i m p le m en te d   u s i n g   an   ad d itio n al  co d e,   f o r m ed   th e  r em ai n d er   = − 1 − ( × 2 − ) .   − 1 ≥ ( × 2 − )   o r   n o t,  is   d eter m in ed   b y   t h e  v al u e  o f   t h e   ca r r y   s i g n al  f r o m   th e  m o s t  s ig n i f ican t b it o f   th e  co m b i n atio n al  ad d er    .   I f   − 1   is   less   t h an   × 2 − ,   th e  ca r r y   s i g n al  f r o m   t h e  h ig h   b it  o f   th e   co m b i n atio n a l  ad d er      eq u als  “ 0 ”  an d   th e  r ec eiv ed   n eg at i v e  r e m ai n d er     w ill  n o t  b e  u s ed .   Oth er w i s e  ( − 1 ≥ ( × 2 − ) )   a  ca r r y   s ig n al  eq u al  to   “ 1 ”  is   g en er at ed   f r o m   th e  h i g h   b it  o f   th e  co m b in at io n al  ad d er   A d d ,   an d   t h e  r ec eiv ed   p o s iti v e   r e m ain d er     w ill b e  u s ed .   W ith o u t  d ela y ,   t h e  − ℎ   clo ck   p u ls e  t h r o u g h   t h e   1   is   f ed   to   th e     clo ck   p u l s e  co u n ter ,   in cr ea s i n g   its   v al u e  b y   “ 1 ”.   T h e  b in ar y   n u m b er   f r o m   th e  co u n ter      o u tp u t  is   i n p u t  to   th e  d e co d er    .   A t  th e   ( + 1 ) − ℎ   o u tp u t  o f   th e  d ec o d er    ,   w h ic h   is   co n n ec ted   to   t h e  − ℎ   lef t  d i g it  o f   th e  q u o tien t   r eg i s ter      th r o u g h    6 ,   g e n er ates  a  s ig n al  “ 1 ”.   I f   t h e  r e m ain d er   o f     is   n eg ati v e,   th e n   t h e  − ℎ   d ig it  o f   th e   r eg is ter      r em ai n s   eq u al  to   “ 0 ” ,   s in ce   th er e  is   n o   s ig n al  “ 1 ”  f r o m   t h e     o u tp u t  o f   t h e  co m b i n atio n a l   ad d er      at  th e  en ab li n g   i n p u t s   o f    6 .   I f   r e m ain d er     is   p o s itiv e,   in   th e  − ℎ   d ig it  o f   th e  r eg i s ter      is   s et  to   “ 1 ”  b ec au s e  at  th e   allo w i n g   i n p u t s   o f    6   h as   s i g n al  “ 1 ”  f r o m   t h e  o u tp u t     o f   t h e  co m b in at io n al  ad d er      an d   ar r iv e s   s ig n al  “ 1 ”  f r o m   t h e  ( + 1 )   o u tp u t  o f    .   T h is   s a m e  − ℎ   clo ck   p u ls e,   p a s s i n g   t h r o u g h   t h e  d ela y   ele m e n t    2 ,   ar r iv es  at  th e  allo w in g   in p u ts    2 .  Sin ce   th e  s ec o n d   allo w in g   in p u ts    2   r ec eiv e  a  ca r r y   s i g n al  f r o m   th e  m o s t  s ig n i f ica n t  b it  o f   th e  co m b i n atio n al  ad d er      e q u al  to   “ 1 ”,   th en   th e  tr an s f er   o f   th e  r e m ain d er     f r o m   t h e  o u tp u ts   o f   t h e  co m b in atio n a l  ad d er      th r o u g h   i n f o r m atio n   i n p u ts    2   an d      to   th e  in p u ts   o f   th e  r e g is ter      is   allo w ed .   T h e  r e m ai n d er     is   w r i tten   to   t h e     r eg is ter   ( i n s tead   o f   th e  p r ev io u s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  9 4 3 - 9 5 3   948   r e m ain d er   − 1 ).   T h e  s a m e  clo ck   p u ls e  f r o m   t h e  o u tp u t   2   g o es  to   th e  i n p u t  o f   t h e  s h i f t  o f   t h e  s h i f t  r e g is ter    ,  s h i f ti n g   th e  v al u e  × 2 −   in   th e     to   th e  r ig h t  b y   o n e  d ig it,  h al v i n g   it .   T h e  co n ten ts   o f   t h e  r eg is ter      an d   th e  r eg i s ter   R GA   ar e  p r e p ar ed   f o r   th e  ( + 1 ) − ℎ   d iv is io n   s tep .   T h e  p r o ce s s   co n tin u es  u n til  t h e  n e x t   r e m ain d er   is   le s s   t h an   .   T h e  clo ck   p u ls e  d ela y   ti m e  o n   t h e  d ela y   ele m e n t   2   m u s t  b e  e q u al  to   th e  to tal  ti m e  o f   o p er atio n   o f   th e  co u n ter    ,   d ec o d er    ,   an d   b lo ck   o f   lo g ic  g ates   6   s o   th at  i n   th e  r e g is ter      r em ai n d er     is   w r itte n   a f ter   th e  f o r m at io n   o f   th e  i - th   d ig it  f o r   q u o tien t  i n   R GQ .   T h e  q u o tien t  r eg i s ter      i s   b u ilt  o n   - tr ig g er s ,   s o   th e  ar r iv al  o f   “ 0 ”  s ig n al s   f r o m   t h e  d ec o d er   o u tp u ts   d o es  n o t  r eset  to   “ 0 ”  t h e  b its   w h er e  a  “ 1 ”  w a s   f o r m ed   in   p r ev io u s   d iv is io n   s t ep s .     On   ea ch   − ℎ   clo ck   p u ls e,   if   t h er e   is   a  ca r r y   s i g n al  “ 1 ”  f r o m   th e  h ig h   d ig it  o f   th e  co m b i n ati o n al   ad d er    ,   th e  n ex t  p o s iti v e  r e m a in d er     is   w r itte n   f r o m   t h e  o u tp u ts   o f   t h e  co m b i n atio n a l  ad d er      to   th e   r eg is ter    .    r ep lace s   th e   p r ev io u s   r e m ai n d er   − 1 .   Si m u ltan eo u s l y ,   th e  v alu e   o f   × 2 −   in   s h i f t  r e g is ter      is   s h i f ted   b y   o n e  b it  to   t h e  r i g h t.  T h er ef o r e,   th e  d ela y   ti m e  o f   t h e      s ig n al  o n   t h e  d ela y   ele m en t   1   to   s et  t h e  tr ig g er     to   th e  “ 1 ”  s t ate,   allo w i n g   t h e  p ass a g e  o f   cl o ck   p u ls e s ,   an d   t h e  p er io d   o f   clo ck   p u l s es,  m u s t   ex ce ed   th e  s u m   o f   t h e  ti m e  th e  s ig n al  p ass e s   th r o u g h   th e  b l o ck   o f   lo g ical  g ates   2   (  3 ) ,    ,    6 ,   w r ite  ti m e  i n   t h e  r eg is ter      an d   s u b tr ac tio n   ti m e  o n   t h e  co m b i n atio n al  ad d er    .   T h e  ti m e  o f   w r i tin g   d i v is o r     in   t h e  r eg i s ter s      an d      an d   t h e  s h i f t  ti m e  o f   v al u e  × 2 −   in   th e  s h i f t  r eg is ter      in   t h e  n e x t   s tep s   o f   t h e  d i v id in g ,   h a s   n o t  b ee n   co n s id er ed .   T h is   i s   b e ca u s e  t h e  ti m e   w r iti n g   an d   s h i f t in g   co in cid e  w it h   t h e  s ig n al  ti m e  p ass a g e  th r o u g h   t h e  b lo ck s   o f   lo g ic  g a tes   2   (  3 )   an d      an d   th e  w r iti n g   o f   d iv i d en d     at  th e  r eg is ter    .   T h e  o p er atio n   ti m e  o f   th e  co m p ar a to r   cir cu it      is   n o t  c o n s id er ed   s in ce   it  p er f o r m s   th e  co m p ar i n g   s i m u lta n e o u s l y   w ith   t h e  s u b tr ac tio n   o p er atio n   o n   th e   co m b i n atio n al  ad d er    .       3.   RE SU L T S   AND  D I SCU SS I O N   E m p ir ical  v alid atio n   o f   t h e  p r o p o s ed   m et h o d   an d   its   h ar d w a r e  i m p le m e n tatio n   w as c ar r ied   o u t u s i n g   s p ec if ic  e x a m p le s   an d   b elo w   c o n s id er ed   t w o   ex a m p les o f   p er f o r m i n g   t h e  d iv is io n   o p er atio n   s tep - by - s tep .     3 . 1 .     E x a m p le  1   T h e  lar g est  p o s s ib le  n u m b er     h as  a  b it  ca p ac it y   o f   = 7 ,   an d   th e   d iv is o r     h as  a  b it  ca p ac it y   o f   = 4 .   I n   th is   ca s e,   th e  b it  ca p ac it y   o f   th e  r eg is ter s    ,      an d   th e  co m b in atio n a l  ad d er      eq u al  = 7 .  T h e  b it  ca p ac ity   o f   t h e  r eg i s ter      is   = 4 ,   = 7 − 4 = 3 ,   th e  b it  ca p ac ity   o f   th e  co u n ter      eq u al    =  2 ( 3 ) + 1 = 3 .   T h e  in co m p lete  d ec o d er      h a s   th r ee   in p u ts ,   b u t  t h e  n u m b e r   o f   u s ed   o u tp u t s   o f   th e   d ec o d er      is   f o u r   ( o u tp u ts   f r o m   th e  s ec o n d   to   th e  f i f t h ) .   T h e  q u o tien t  r eg is ter      h as  a  b it  ca p ac ity   o f     + 1 = 4 .   A =1 1 0 10 =1 1 0 1 1 1 0 2 ,  B =9 10 =1 0 0 1 2 ,  B   ×2 k = B× 2 3 = 1 0 0 1 0 0 0 2 .   A t  t h e  S ta r t   s ig n al,   th e  b in ar y   co d e   A   ( n u m b er   1 1 0 1 1 1 0 )   is   w r itte n   to   th e  r eg is ter   R GA ,   th e  b in ar y   co d e  o f   th e  d iv is o r   B   ( n u m b er   1 0 0 1 )   is   w r itte n   to   th e  r eg is ter   R GB ,   an d   B   ×2 3   ( n u m b er   1 0 0 1 0 0 0 )   is   w r itte n   to   th e  s h if t  r eg is ter   R GS .   I n   th e  co m p ar ato r   cir cu it  C o mp ,   th e   n u m b er s   f r o m   th e  r eg is ter   R GA   an d   th e  r eg is ter   R GB   ar e  c o m p ar ed   b it  b y   b it.  W h en   co m p ar in g ,   t h e  alig n m en t  is   b ased   o n   th e  lo w - o r d er   b its ,   i.e . ,   n u m b er s   1 1 0 1 1 1 0   an d   0 0 0 1 0 0 1   ar e   co m p ar ed .   Si n ce   1 1 0 1 1 1 0 >0 0 0 1 0 0 1 ( A >B ) ,   th e  p r o ce s s   co n ti n u e s .   A t  th e  s a m e   ti m e,   t h e  co m b in a tio n al  ad d er   A d d   p e r f o r m s   t h e  s u b tr ac tio n   R 1 =A - ( B ×2 3 ) :   R 1 =1 1 0 1 1 1 0 - 1 0 0 1 0 0 0 =1 1 0 1 1 1 0 +0 1 1 0 1 1 1 +1   low - order  dig it =( 1 )   0 1 0 0 1 1 0   ( 1 )   in d icate s   t h e  ca r r y   s i g n a l   o u t  f r o m   th e   m o s t  s i g n i f ica n t  b it  o f   t h e  ad d er .   T h e  r em ai n d er   is   p o s itiv e.   T h e  ca r r y   s i g n al   is   p er m i s s i v e,   a s   it   is   eq u al  to   ( 1 ) .   T h e  r esu l tin g   r e m ai n d er   R 1   w ill  b e  u s ed .   T h e   s a m e  S ta r t   s i g n a l  w it h   a  d ela y ,   s in ce   i t  p ass e s   th r o u g h   t h e  d ela y   ele m e n t  DL1 ,   w ill   s et  t h e  t r ig g er   T  to   th e  “ 1 ”   s tate.     Sin ce   tr i g g er   T   is   s et  to   “ 1 ”,   th e  f ir s t  clo c k   p u l s e  is   s en t  to   th e  i n p u t  o f   th e  co u n ter   CT   th r o u g h   A N D1 .   T h e  co n ten t  o f   th e  co u n ter   CT   b ec o m es  0 0 1 .   C o d e  0 0 1   is   in p u t   to   th e   d ec o d er   DC ,   g e n er ati n g   a  “ 1 ”  s ig n al  at   t h e  s ec o n d   o u tp u t   o f   t h e  d ec o d er .   T h is   “ 1 ”  t h r o u g h   A N D6   i s   w r iti n g   to   t h e  f i r s t  h i g h   b it  o f   t h e   q u o tien t  r eg is ter   R GQ ,   s in ce   o n   th e  allo w in g   in p u ts   o f   A N D 6   is   p r esen t  a  ca r r y   s ig n al  ( 1 )   f r o m   th e  h i g h   b it  o f   th e  co m b i n atio n al  ad d er   A d d .   As a  r esu lt,  t h e  co n te n t o f   t h e  q u o tien t  R GQ  r eg is ter   b ec o m e s   1 0 0 0 .       T h e  f ir s t  clo ck   p u ls e   en ter s   th e  allo w i n g   i n p u t s   o f   A N D2   th r o u g h   d ela y   D L2 .   T h e  s ec o n d   allo w i n g   in p u t s   o f   A N D2   r ec ei v es   a  p er m is s i v e  ca r r y   s i g n al   ( 1 )   f r o m   t h e  h ig h   d i g it  o f   t h e  co m b in at i o n al  ad d er   A d d .   So   th e  ca lcu lated   r e m ai n d er   R 1   f r o m   th e  co m b i n atio n al  ad d er   A d d   th r o u g h   t h e  A N D2   an d   OR   is   w r iti n g   to   r eg is ter   R GA .   T h is   ca u s es  t h e   R GA   r eg is ter   v alu e  to   ch an g e  to   0 1 0 0 1 1 0 .   Sim u lta n eo u s l y ,   th e  f ir s t  del a y ed  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Hig h - s p ee d   d ivid i n g   d ev ice  w i th   th e  fo r ma tio n   o f  q u o tien t  a n d   r ema in d er   ( Yevg en iya   A itkh o z h a ye va )   949   clo ck   p u ls e,   as   i t   pas se s  t hr ough  del ay   el e m ent   D L2,   shi f t s  t he  cont ent s  of   t he  R G S   s hi f t   r egi st er   t o  t he   r i ght  b y  one bi t .  I n   th e  r eg i s te r   R GS ,  B ×2 3   is   h alv ed   an d   b ec o m e s   eq u al  to   B ×2 2 =0 1 0 0 1 0 0 .     T h e  p r o ce s s   is   r e p ea ted .   I n   t h e  co m p ar ato r   cir cu it  C o mp   co m p ar es  t h e  n u m b er s   f r o m   t h e  r eg is ter   R GA   an d   th e  r eg is ter   R GB :  0 1 0 0 1 1 0   an d   1 0 0 1 .   Sin ce   0 1 0 0 1 1 0   is   g r ea ter   th an   0 0 0 1 0 0 1   ( R 1 >B ) ,   th e  p r o ce s s   co n tin u es.  A t t h e  s a m e  ti m e,   s u b tr ac tio n   is   p er f o r m ed   o n   th e   co m b i n atio n a l a d d er   A d d :  R 2   = R 1   -   ( B ×2 2 ) .    T h e  r esu lt is   R 2   =  0 1 0 0 1 1 0   -   0 1 0 0 1 0 0   =  0 1 0 0 1 1 0   +  1 0 1 1 0 1 1   +  1 low - order  dig it   =  ( 1 )   0 0 0 0 0 1 0 .     T h e  ( 1 )   in d icate s   th e  ca r r y   s i g n al  o u t  f r o m   t h e  m o s t  s i g n i f ican t  b it  o f   th e  ad d er .   T h e  r e m ai n d er   is   p o s itiv e.   T h e  ca r r y   s ig n al  is   p e r m i s s iv e  b ec a u s e  it i s   eq u al  to   ( 1 ) .   T h e  r esu ltin g   r e m ai n d er   o f   R 2   w ill b e  u s ed .     T h e  s ec o n d   clo ck   p u l s e  is   s u p p lied   to   th e  in p u t  o f   th e  CT   c o u n ter   t h r o u g h   th e  A N D1 .   C o u n ter   CT   i s   s et  to   0 1 0 .   T h is   v alu e  ( 0 1 0 )   is   r ec eiv ed   at   th e  in p u t  o f   th e  DC ,   r esu lti n g   i n   a  “ 1 ”  s ig n al  at  th e  th ir d   o u tp u t  o f   DC .   Sig n al  f r o m   o u tp u t  DC ,   b y   t h e  ca r r y   en ab le  s ig n al  ( 1 )   f r o m   th e  h i g h   d ig it  o f   t h e  co m b in at io n al  ad d er   A d d ,   is   w r iti n g   to   th e  s ec o n d   b it   o f   th e  r e g is ter   q u o tie n t  R GQ .   As  a  r es u lt,  t h e  co n te n t  o f   th e  q u o tien t  R G Q   r eg is ter   b ec o m es 1 1 0 0 .   T h e  s ec o n d   clo ck   p u ls e  th at  p ass es  th r o u g h   th e  d ela y   DL 2   ar r iv es  at  th e  allo w i n g   in p u ts   o f   th e   A N D2 .   T h e  s ec o n d   allo w in g   in p u t s   o f   th e  A N D2   r ec eiv e  a  p er m i s s i v e  ca r r y   s ig n al  ( 1 )   f r o m   t h e  h i g h   d ig it  o f   th e  co m b i n atio n al  ad d er   A d d .   T h e  in f o r m atio n   in p u ts   o f   t h e   A N D2   r ec eiv e  th e  ca lcu la ted   r e m ain d er   R 2   f r o m   th e  o u tp u t  o f   th e  co m b in at io n al  ad d er   A d d .   T h e  r em a in d e r   o f   R 2   p ass es  th r o u g h   t h e  b lo ck s   o f   lo g ic  g ate s   A N D 2   an d   th e  OR   a n d   is   w r ite   to   th e  r eg is ter   R GA .   T h e  v alu e  o f   th e  r eg i s ter   R GA   ch a n g e s   to   0 0 0 0 0 1 0 .   T h e  p r o ce s s   is   r ep ea ted .   T h e  co m p ar ato r   cir cu it  C o mp   co m p ar es  th e  n u m b er s   i n   th e  r eg i s ter s   R GA   an d   th e  R GB :  0 0 0 0 0 1 0   an d   1 0 0 1 .   Sin ce   0 0 0 0 0 1 0 < 0 0 0 1 0 0 1   ( R 2 <B ) ,   th e   co m p ar ato r   cir cu it  C o mp   g en er ate s   a  p r o ce s s   en d   s ig n al.   T h is   s ig n a l  r esets   t h e  T   tr ig g er   to   th e  ze r o   s tate  ( p r o h ib itin g   t h e  p ass a g e  o f   clo ck   p u ls e s   f r o m   t h e  GC LC   ( Gen era to r   C lo ck   Lo g iC ) )   a n d   g o es  to   t h e  en ab li n g   i n p u ts   o f   t h e  A N D5   an d   A N D7 .   T h e   d iv is io n   i s   co m p leted ,   th e  r e m ai n d er   is   0 0 0 0 0 1 0 2 =2 10 ,   an d   th e  q u o tien t  is   1 1 0 0 2 =1 2 10 .   T h e  ca lcu latio n   w as   co r r ec t  b ec au s e  1 1 0 /9   leav es  a   r e m ai n d er   o f   2   an d   t h e  q u o tie n t  i s   1 2 .   I t  to o k   t w o   clo ck   p u ls es  to   co m p lete  t h e   d iv is io n .       3 . 2 .     E x a m p le  2   Fo r   g r ea ter   clar it y ,   co n s id er   th e  ex a m p le  o f   o p er atio n   o f   t h e  d iv id in g   d ev ice  w it h   th e  f o r m atio n   o f   th e  q u o tien t  an d   r e m ai n d er   w it h   an   illu s tr atio n   in   b o th   th e  d ec i m al  an d   b in ar y   n u m b er   s y s te m s .   A =9 1 6 10 =1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 2,   m =1 0 ,   B =4 5 10 =1 0 1 1 0 1 2 ,  j =6 ,  k = 1 0 - 6 =4 .   I n   th is   ca s e,   th e  r eg is ter   R GA   an d   th e  s h i f t   r eg is ter   R GS   h av e  a  b it  ca p ac it y   o f   1 0 ,   th e  r eg is ter   R GB   h as  a  b it  ca p a city   o f   6 .   T h er ef o r e,   k = 1 0 - 6 =4 .   T h e  q u o tien t  r eg i s ter   R GQ   h as  a  b it  ca p ac ity   o f   ( k +1 ) =5 ,   an d   th e  CT   clo ck   p u l s e  co u n ter   h as  a  b it  ca p ac ity   o f   l og 2 ( 4 ) + 1 = 3 .     B ×2 k =B ×2 4 =7 2 0 10 ,  B ×2 k - 1 =B ×2 3 =3 6 0 10 ,  B ×2 k - 2 =B ×2 2 =1 8 0 10 ,   B ×2 k - 3 =P ×2 1 =9 0 10 ,  B ×2 k - 4 =B ×2 0 =4 5 10.     T ab le   1   s h o w s   w h at  w il l  h ap p en   in   d ev ice  w h en   ea c h   i - th   clo ck   p u ls e  a n d   i - th   d elay ed   clo ck   p u ls e   ar r iv es.  Fo r   g r ea ter   clar it y ,   t h e  v alu e s   o f   t h e  r eg i s ter s   ( R G A ,   R GB ,   R GS )   an d   r em ain d er   R i ,   ac tio n s   o n   t h e  C o mp   co m p ar ato r   cir cu it,  an d   th e  ad d er   A d d   at  ea ch   ca lcu l atio n   s tep   w h en   p er f o r m i n g   a   d iv is io n   o p er atio n   ar e  g iv e n   in   T ab le  1   in   d ec i m a l n u m b er   s y s te m .     Fo r   a  b etter   u n d er s tan d i n g   o f   t h e  p r o ce s s ,   t h e  v alu e s   o f   t h e  q u o tien t   r eg i s ter   R GQ ,   t h e  co u n ter   CT   a t   ea ch   s tep   o f   d iv is io n   o p er atio n   ar e  g iv en   i n   T ab le   1   in   d ec i m al  an d   b in ar y   n u m b er   s y s te m s .   T h e  v alu es  t h e   ca r r y   C a r r y   a n d   t h e  s i x   o u tp u t s   o f   t h e  i n co m p lete  d ec o d er   DC   ar e  g i v e n   in   T ab le  1   in   b in ar y   n u m b er   s y s te m .   T h e  f ir s t o u tp u t o f   th e  d ec o d er   DC   is   n o t u s ed   an d   i s   in d icate d   in   p ar en th ese s   ( ) .         T ab le  1 .   P r o ce d u r e  f o r   ca lcu la tin g   q u o tien t   Q   an d   r e m ai n d er   R     S t e p s   RG A   RG B   RG S   C o m p   Ad d   R i   C a rr y   CT   DC   RG Q   S t a r t   9 1 6   45   7 2 0   9 1 6 > 4 5   9 1 6 - 720   1 9 6   1   0 10 =   0 0 0 2   ( 1 ) 0 0 0 0 0   0 0 0 0 0 2 =0 10    C l o c k   p u l se   1   9 1 6   45   7 2 0   9 1 6 > 4 5   9 1 6 - 720   1 9 6   1   1 10 = 0 0 1 2   ( 0 ) 1 0 0 0 0   1 0 0 0 0 2 = 1 6 1 0    D e l a y e d   c l o c k   p u l se   1   1 9 6   45   3 6 0   1 9 6 > 4 5   1 9 6 - 360   - 1 6 4   0   1 10 = 0 0 1 2   ( 0 ) 1 0 0 0 0   1 0 0 0 0 2 = 1 6 10   C l o c k   p u l se   2   1 9 6   45   3 6 0   1 9 6 > 4 5   1 9 6 - 360   - 1 6 4   0   2 10 = 0 1 0 2   ( 0 ) 0 1 0 0 0   1 0 0 0 0 2 = 1 6 10   D e l a y e d   c l o c k   p u l se   2   1 9 6   45   1 8 0   1 9 6 > 4 5   1 9 6 - 180   16   1   2 10 = 0 1 0 2   ( 0 ) 0 1 0 0 0   1 0 0 0 0 2 = 1 6 10   C l o c k   p u l se   3   1 9 6   45   1 8 0   1 9 6 > 4 5   1 9 6 - 180   16   1   3 10 = 0 1 1 2   ( 0 ) 0 0 1 0 0   1 0 1 0 0 2 = 2 0 10   D e l a y e d   c l o c k   p u l se   3   16   45   90   1 6 < 4 5   16 - 90   - 74   0   3 10 = 0 1 1 2   ( 0 ) 0 0 1 0 0   1 0 1 0 0 2 = 2 0 10       T ab le   1   s h o w s   th at  w ith   t h e  ar r iv al  o f   th e  d elay ed   th ir d   clo ck   p u ls e,   th e  r e m ai n d er   R 3 = 1 6   f r o m   th e   o u tp u t  o f   t h e  co m b i n atio n al  ad d er   A d d   is   w r itten   to   t h e  R GA .   T h e  r em ain d er   R 3 = 1 6   an d   d iv is o r   B= 4 5   is   co m p ar ed   o n   th e   co m p ar ato r   cir cu it   C o mp .   Si n ce   1 6 <4 5 ,   th e  s i g n al   C a n ce l   i s   g e n er ated .   T h is   s i g n a l r eset s   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  9 4 3 - 9 5 3   950   T  tr ig g er   to   th e  ze r o   s tate,   p r o h ib itin g   th e  p ass a g e  o f   clo ck   p u ls e s   f r o m   th e  G C L C   an d   th e  p r o ce s s   is   o v er .   T h e  ca lcu lated   r e m a in d er   R 4 =  ( - 7 4 )   w i ll  n o t  b e  u s ed   b ec au s e  th er e  i s   n o   c lo ck   p u ls e  a n d   s ig n al  C a r r y =0   o n   th e  allo w i n g   in p u ts   A N D2 .   T h e  s ig n al   C a n ce l   allo w s   th e  r em ai n d er   R 3   f r o m   r eg is ter   R GA   to   b e  o u tp u t  to   th e   R ema in d er   o u tp u t,  an d   th e  q u o tien t f r o m   r e g is ter   R GQ   to   th e  Qu o tien t   o u tp u t.    T o   ch ec k   th e  ac cu r ac y   o f   co r r ec t  o p e r atio n   o f   th e  d ev ice,   w e  r ef er   to   T ab le  1 .   T h e  r em ain d er   R   is   eq u al  to   R 3 ,   w h ich   i s   1 6 10   =  1 0 0 0 0 2   in   th is   ca s e,   a n d   th e  q u o ti en t f r o m   th e  d i v is io n   is   Q  =2 0 10   =  1 0 1 0 0 2 .   Usi n g   th ese  v al u es a n d   t h e  d iv i s o r   B ,   th e  d iv id en d   A   ca n   b e  ca lcu lat ed :    A =( Q×B ) +R   =  ( 2 0 10 ×4 5 10 ) +1 6 10 =9 0 0 10 +1 6 10 =9 1 6 10 .   T h e  d iv is io n   h as  b ee n   p er f o r m ed   co r r ec tly .   T h is   ex a m p l e  d em o n s tr ates  th at  it  to o k   th r ee   clo ck   p u ls es  to   f o r m   a   q u o tie n t  w it h   a  r e m a in d er .   W h e n   d iv id i n g   b y   t h e  m et h o d   w ith o u t  r est o r in g   t h e  r e m a in d er ,   w h ic h   r eq u ir es  m i n i m al  h ar d w ar e  co s ts ,   it  w o u ld   ta k e  f i v e  clo ck   p u ls e s   s in ce   t h e  b it  ca p ac it y   o f   t h e  q u o tien t   is   f i v e.     3. 3 .    Dis cus s io n   I n   th e  d ev elo p ed   d iv id in g   d ev i ce ,   th e  f o r m atio n   o f   t h e  q u o tie n t  is   p er f o r m ed   s i m u lta n eo u s l y   w it h   th e   f o r m atio n   o f   th e  r e m a in d er ,   an d   th e  d iv i s io n   ti m e  d ep en d s   o n   th e  r atio   o f   th e  v al u es  o f   th e  d iv id en d   A   an d   th e   d iv is o r   B.   I f   th e  q u o tien t  is   eq u al  to   2 i ,   th en   to   o b tain   th e  q u o tien t  w i th   a  r e m ai n d er   it  w ill  ta k e  th e  i - th   n u m b er   o f   clo ck   p u ls e s .   I f   t h e   q u o tien t  h as  a  “ 1 ”  i n   t h e  h i g h est  s i g n i f ica n t  d i g it  a n d   th e  r e m ai n in g   d i g its   ar e   “ 0 ”   ( 1 0 0 . . . 0 ) ,   th en   th e  m i n i m u m   n u m b er   o f   clo ck   p u l s es  i s   r eq u ir ed   to   o b tai n   th e  q u o tien t  w it h   t h e  r e m a in d er   -   o n e  clo ck   p u l s e.   T h e  m a x i m u m   n u m b er   o f   clo ck   p u l s es   r eq u ir ed   to   o b tain   a  q u o tien t  w it h   a  r e m ai n d er   is   ( k+1 ) ,   w h er e  ( k+1 )   is   b it  ca p ac it y   o f   q u o tie n t.  On   a v er ag e,   it  tak es  ( k+1 +1 ) /2   =  ( k/2 +1 )   clo ck   p u ls es  to   g et   th e  r esu l t.  I t  s h o u ld   b e  n o ted   th at  in   m o s t  d iv i s io n   s c h e m es  w it h   o p ti m al  h ar d w ar e  co s ts ,   t h e  n u m b er   o f   clo ck   c y cles r eq u ir ed   to   o b tain   th e  q u o tien t ( w i th o u t r e m ai n d er )   is   ( k+1 ).   T h e  p r o p o s ed   m et h o d   an d   th e  d ev ice  f o r   its   i m p le m e n ta tio n   ca n   b e  co m p ar ed   w ith   h ig h - sp ee d   d iv is io n   w ith   t h e  s i m u lta n eo u s   d eter m in a tio n   o f   s e v er al  b it s   o f   q u o tien t,  w h ic h   r eq u ir es  m/p   clo ck   c y cles  to   p er f o r m   t h e  d iv is io n   o p er atio n ,   w h er e  p   is   th e  n u m b er   o f   s i m u ltan eo u s l y   d eter m i n ed   b its   o f   q u o tien t,   m   -   b it  ca p ac it y   o f   d i v id en d .   I n   t h is   ca s e ,   p er f o r m an ce   i s   ac h iev e d   b y   i n cr ea s i n g   h ar d w ar e  co s ts .   T h e  lar g er   p ,   th e   less   clo c k   p u ls e s   ar e  r eq u ir ed ,   b u t  th e  m o r e  ad d itio n al  cir c u i ts   to   s i m u lta n eo u s l y   g en er ate  an d   s to r e  m u ltip le s   o f   th e  d i v is o r   ar e  r eq u ir ed   an d   m o r e  ad d itio n al  co m p ar at o r   cir cu its .   T h ese  m et h o d s   ca n n o t  b e  u s ed   w h e n   w o r k i n g   w i th   m u lt i - b it  b in ar y   i n te g er s ,   s in ce   th e   co s ts ,   w h ic h   d ir ec tl y   d ep en d   o n   th e  b it  ca p ac it y   o f   t h e   n u m b er s   u s ed ,   f o r   h ar d w ar e  im p le m e n tat io n   w ill b e  v er y   h i g h .         4.   CO NCLU SI O N     R ed u ci n g   t h e  n u m b er   o f   clo ck   p u ls es  w h en   p er f o r m in g   an   o p er atio n   in   th e  p r esen te d   d ev ice  is   ac h iev ed   b y   co m p ar in g   th e  r e m ai n d er   an d   d iv is o r   in   ea ch   clo ck   c y cle.   I n   th i s   ca s e,   th e  ca lcu latio n   ti m e  d o es   n o t  in cr ea s e,   s i n ce   th e  co m p a r is o n   o f   t h e  r e m a in d er   an d   t h e  d iv is o r   is   p er f o r m ed   s i m u lt an eo u s l y   w i th   th e   s u b tr ac tio n   o p er atio n   o n   th e  co m b i n atio n al  ad d er .   T h e  em p i r ical  v er if icatio n   is   p r esen ted   b y   t w o   ex a m p le s   o f   p er f o r m in g   th e  d iv is io n   o p er atio n   f o r   s p ec if ic  n u m b er s .   T h e  ex a m p les  d e m o n s tr ated   th e  co r r ec tn ess   an d   th e   r eso u r ce   ef f icie n c y   o f   th e  p r o p o s ed   m et h o d .   W ith   th e  h i g h - s p ee d   d iv is io n   m et h o d ,   w ith o u t  r esto r in g   th e   r e m ain d er   an d   r eq u ir es  m in i m al  h ar d w ar e  co s ts ,   ( k +1 )   cl o ck   p u ls es  ar e  r eq u ir ed .   T h e   p r o p o s ed   d iv is io n   m et h o d   r eq u ir es  ( k/2 +1 )   clo c k   p u ls es,  w h ic h   is   al m o s t 5 0 % l ess .     L et 's  co m p ar e  th e  p r o p o s ed   m eth o d   an d   m et h o d   o f   s i m u lta n eo u s   d eter m in a tio n   o f   t w o   d ig its   o f   th e   q u o tien t  f o r   a  s p ec if ic  v alu e  o f   m ,   at  w h ic h   r eq u ir es  m/2   clo ck   p u ls e s .   I f   m  =  128 ,   th e n   d iv i s io n   w i th   t h e   s i m u lta n eo u s   d eter m in at io n   o f   t w o   d i g its   o f   t h e  q u o tien t   will  al w a y s   r eq u ir e  6 4   clo ck   c y cles,  t w o   r e g is ter s   ( f o r   s to r in g   2B   an d   3B )   in s tead   o f   o n e  r eg is ter   R GS ,   an d   th r ee   co m p ar is o n   cir cu i ts   in s tead   o f   o n e.   A d d itio n al  A N D   an d   OR   lo g ic  g ates  w i ll   b e  r eq u ir ed   to   tr an s f er   eit h er   B ,   o r   2B ,   o r   3B   to   th e  ad d e r ,   d ep en d in g   o n   th e   co m p ar is o n   r esu l ts .   I f   m  =  1024 ,   th en   al w a y s   512   clo ck   c y cles  a n d   th e  s a m e  ad d itio n al  cir cu its   w ill  b e   r eq u ir ed ,   b u t th e  b it  ca p ac it y   o f   th e s e  cir cu i ts   w ill i n cr ea s e.   W h en   d iv id i n g   i n te g er s ,   th e  b it  ca p ac it y   o f   th e  q u o tie n t  ( k+1 )   is   al w a y s   less   t h an   o r   eq u al  to   th e  b it   ca p ac it y   o f   th e  d iv id en d   ( m ) .   I n   th e  p r o p o s ed   m et h o d ,   th e  n u m b er   o f   clo ck   c y cles  d ep en d s   o n l y   o n   th e  b it   ca p ac it y   o f   th e  q u o tien t,  an d   n o t  o n   th e  b it   ca p ac ity   o f   th e  d iv id en d .   I n   th e  w o r s t  ca s e  ( k+1 )   =  m ,   f o r   m   =  1 2 8   an d   m  =  1024 ,   th e  n u m b er   o f   clo ck   c y cle s   d u r in g   d iv is io n   w il l  b e  6 5   an d   5 1 3 ,   r esp ec tiv el y .   T h e  ex ec u t io n   ti m e  o f   th e  o p er atio n   w ill  in cr ea s e  b y   o n l y   o n e  clo ck   c y cle  co m p ar ed   to   th e  m eth o d   o f   s i m u l tan eo u s l y   d eter m in i n g   t w o   b its   o f   t h e  q u o tien t,  w h ic h   is   1 . 6 %  ( if   m   =  1 2 8 )   an d   0 . 2 %  ( if   m   =  1 0 2 4 ) .   T h e  lar g er   th e  b it   ca p ac it y   o f   t h e  in te g er s ,   t h e  lo w er   t h e  p er ce n tag e  o f   ti m e  lo s s ,   an d   th e  g r ea ter   th e  g a in   i n   h ar d w ar e  co s t.   T h e  p r o p o s ed   m et h o d   h as   a  li m itatio n :  th e  b it  ca p ac it y   o f   d iv is o r   B   s h o u ld   n o t  ex c ee d   th e  b it   ca p ac it y   o f   t h e  d i v id en d   .  T h is   d i v is io n   d ev ice  is   n o t  i n t en d ed   f o r   u s e   in   s y s te m s   w it h o u t  h ar d w ar e  co s t  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Hig h - s p ee d   d ivid i n g   d ev ice  w i th   th e  fo r ma tio n   o f  q u o tien t  a n d   r ema in d er   ( Yevg en iya   A itkh o z h a ye va )   951   r estrictio n s .   T h e  p r esen ted   d i v id in g   d ev ice   is   d esi g n ed   to   ac ce ler ate  th e  d iv i s io n   o p er atio n   f o r   lar g e  in te g er s   in   co m p u tin g   s y s te m s   t h at  r eq u ir e  o p ti m al  h ar d w ar e  co s ts .   T h e  r esear ch   w ill  co n ti n u e   b y   m o d elin g   t h e  d e v ice  i n   Vi v a d o   Desig n   S u ite  co m p u ter   aid ed   d esig n   ( C A D)   b ased   o n   t h e  A r ti x - 7   FP GA   f r o m   X ili n x .   T h e  ex p a n s io n   o f   t h e  p r o b le m   ai m s   to   d ev elo p   h ig h - s p ee d   m et h o d s   f o r   p er f o r m i n g   ar ith m etic  o p er atio n s   w it h   o p ti m a l  h ar d w ar e  co s ts .   T h is   w ill  h elp   to   im p r o v e  th e   r eliab ilit y   o f   t h e  i n f r as tr u ct u r e   an d   th e  f a u lt to ler a n ce   o f   th e  d ig ital so ciet y   i n f r as tr u ct u r e.       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h e  au th o r s   w o u ld   lik e  to   th an k   th e  Dep ar t m en t  o f   C y b er s ec u r it y ,   I n f o r m atio n   P r o c ess i n g   a n d   Sto r ag e  at  Satb a y e v   Un i v er s i t y   f o r   ap p r o v in g   a n d   s u p p o r tin g   t h i s   s t u d y .   T h e  w o r k   w a s   co n d u cted   as  an   in itiat iv e  p r o j ec t  b y   th e  a u th o r s   w it h o u t  a  f o r m al  co n tr ac t.  T h e  au th o r s   also   ex te n d   th eir   th an k s   to   th e  ed ito r   an d   r ev ie w er s   f o r   th eir   v al u ab l e  co m m e n ts .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N    Au t h o r s   s tate  n o   f u n d i n g   i n v o l v ed .       AUTHO R  CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT     T h is   j o u r n al  u s e s   th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Yev g en i y a  A it k h o zh a y ev a   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓     ✓   ✓     Kh alic h a  Yu b u zo v a   ✓   ✓       ✓   ✓     ✓     ✓   ✓           C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y si s   I   :    I n v e st i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i si o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     T h e  au th o r s   d ec lar e   th at  th e y   h av e  n o   k n o w n   co m p eti n g   f in an cial  in ter es ts   o r   p er s o n al  r el atio n s h ip s   th at  co u ld   h a v e  ap p ea r ed   to   in f l u en ce   t h e  w o r k   r ep o r ted   in   th is   p ap er .         DATA AV AI L AB I L I T Y    T h e  d ata  th at  s u p p o r t  th e  f in d in g s   o f   t h is   s t u d y   ar e  av a ilab le  f r o m   th e  co r r esp o n d in g   au t h o r ,   [ Yev g e n i y a  A it k h o z h a y e v a ] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E N C E S   [ 1 ]   R .   P .   B r e n t   a n d   P .   Z i mm e r man n ,   M o d e r n   C o m p u t e r  Ari t h m e t i c .   C a mb r i d g e   U n i v e r si t y   P r e ss,  2 0 1 0 .   d o i :   1 0 . 1 0 1 7 / c b o 9 7 8 0 5 1 1 9 2 1 6 9 8 .   [ 2 ]   G .   H a n ,   W .   Z h a n g ,   L .   N i u ,   C .   Z h a n g ,   Z .   W a n g ,   a n d   Z .   W a n g ,   “ H a r d w a r e   I mp l e me n t a t i o n   o f   A p p r o x i mat e   F i x e d - p o i n t   D i v i d e r   f o r   M a c h i n e   L e a r n i n g   O p t i m i z a t i o n   A l g o r i t h m , ”   i n   2 0 2 2   I EEE  As i a   Pa c i f i c   C o n f e re n c e   o n   P o st g r a d u a t e   R e se a rc h   i n   Mi c r o e l e c t r o n i c s  a n d   E l e c t r o n i c s (Pr i m e Asi a ) ,   I EEE,   N o v .   2 0 2 2 ,   p p .   2 2 – 2 5 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P r i me A si a 5 6 0 6 4 . 2 0 2 2 . 1 0 1 0 4 0 0 1 .   [ 3 ]   A .   A .   P u r o h i t ,   M .   R .   A h me d ,   a n d   R .   V .   S .   R e d d y ,   “ D e si g n   o f   A r e a   O p t i mi z e d   A r i t h me t i c   a n d   L o g i c a l   U n i t   f o r   M i c r o c o n t r o l l e r , ”   i n   2 0 2 0   I EE E  VL S I   d e v i c e   c i rc u i t   a n d   sys t e m   ( VLS I   D C S ) ,   I EEE,   Ju l .   2 0 2 0 ,   p p .   3 3 5 – 3 3 9 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / V L S I D C S 4 7 2 9 3 . 2 0 2 0 . 9 1 7 9 9 4 2 .   [ 4 ]   U .   S .   P a t a n k a r ,   M .   E.   F l o r e s,  a n d   A .   K o e l ,   “ N o v e l   d a t a   d e p e n d e n t   d i v i d e r   c i r c u i t   b l o c k   i m p l e me n t a t i o n   f o r   c o m p l e x   d i v i s i o n   a n d  a r e a   c r i t i c a l   a p p l i c a t i o n s , ”   S c i e n t i f i c   R e p o rt s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p .   3 0 2 7 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 023 - 2 8 3 4 3 - 3.   [ 5 ]   Y .   Z .   A i t k h o z h a y e v a ,   S .   T .   Ty n y mb a y e v ,   S .   A d i l b e k k y z y ,   A .   S k a b y l o v   a n d   M .   I b r a i mo v ,   “ D e si g n   a n d   r e se a r c h   o f   t h e   b e h a v i o r a l   mo d e l   f o r   t h e   mo d u l a r   r e d u c t i o n   d e v i c e , ”   E u ra si a n   P h y s i c a l   T e c h n i c a l   J o u r n a l ,   v o l . 1 7 ,   n o . 1 ,   p p . 1 5 1 - 1 5 6 ,   Ju n .   2 0 2 0 ,   d oi :   1 0 . 3 1 4 8 9 / 2 0 2 0 N o 1 / 1 5 1 - 156 .   [ 6 ]   P .   C h o i ,   M . - K .   L e e ,   J . - H .   K i m,  a n d   D .   K .   K i m,  “ L o w - C o mp l e x i t y   El l i p t i c   C u r v e   C r y p t o g r a p h y   P r o c e sso r   B a se d   o n   C o n f i g u r a b l e   P a r t i a l   M o d u l a r   R e d u c t i o n   O v e r   N I S T   P r i me   F i e l d s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   C i rc u i t s   a n d   S y s t e m s   I I :   Ex p r e ss  Bri e f s ,   v o l .   6 5 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 7 0 3 – 1 7 0 7 ,   N o v .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T C S I I . 2 0 1 7 . 2 7 5 6 6 8 0 .   [ 7 ]   U .   S .   P a t a n k a r   a n d   A .   K o e l ,   “ R e v i e w   o f   B a si c   C l a sse s  o f   D i v i d e r s  B a s e d   o n   D i v i si o n   A l g o r i t h m,”   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  9 4 3 - 9 5 3   952   2 3 0 3 5 – 2 3 0 6 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 5 5 7 3 5 .   [ 8 ]   S .   S .   Er d e m  a n d   S .   S .   Er d e m,  “ Ef f i c i e n t   a n d   C o n st a n t   T i me   M o d u l a r   R e d u c t i o n   W i t h   G e n e r a l i z e d   M e r se n n e   P r i me s,”   i n   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 8 9 3 0 7 - 1 8 9 3 1 6 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 5 1 4 9 1 8 .   [ 9 ]   M .   A n g i o l i   e t   a l . ,   “ D e si g n ,   I mp l e me n t a t i o n   a n d   Ev a l u a t i o n   o f   a   N e w   V a r i a b l e   L a t e n c y   I n t e g e r   D i v i si o n   S c h e me , ”   I EE E   T ra n s a c t i o n s  o n   C o m p u t e rs ,   v o l .   7 3 ,   n o .   7 ,   p p .   1 7 6 7 – 1 7 7 9 ,   J u l .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T C . 2 0 2 4 . 3 3 8 6 0 6 0 .   [ 1 0 ]   A .   R .   O mo n d i ,   “ M o d u l a r   R e d u c t i o n , ”   Ad v a n c e s  i n   I n f o rm a t i o n   S e c u ri t y .   S p r i n g e r  I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   p p .   1 0 5 – 1 4 1 ,   2 0 2 0 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 030 - 3 4 1 4 2 - 8_4   [ 1 1 ]   A .   G r e u e t ,   S .   M o n t o y a   a n d   C .   V e r me e r sch ,   " Q u o t i e n t   A p p r o x i ma t i o n   M o d u l a r   R e d u c t i o n , "   2 0 2 2   I E EE  2 9 t h   S y m p o si u m   o n   C o m p u t e r   Ari t h m e t i c   ( ARIT H ) ,   2 0 2 2 ,   p p .   1 0 3 - 1 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A R I T H 5 4 9 6 3 . 2 0 2 2 . 0 0 0 2 8 .   [ 1 2 ]   H .   Y u ,   G .   B a i ,   a n d   H .   H a o ,   “ Ef f i c i e n t   mo d u l a r   r e d u c t i o n   a l g o r i t h m  w i t h o u t   c o r r e c t i o n   p h a se , ”   i n   L e c t u r e   N o t e s  i n   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( i n c l u d i n g   s u b seri e s  L e c t u r e   N o t e s   i n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   L e c t u re   N o t e s  i n   Bi o i n f o rm a t i c s) ,   2 0 1 5 ,   p p .   3 0 4 – 3 1 3 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 319 - 1 9 6 4 7 - 3 _ 2 8 .   [ 1 3 ]   F .   H a ssan ,   A .   A mm a r ,   a n d   H .   D r e n n e n ,   “ A   3 2 - b i t   i n t e g e r   d i v i s i o n   a l g o r i t h m   b a se d   o n   p r i o r i t y   e n c o d e r , ”   i n   I C EC S   2 0 2 0   -   2 7 t h   I EEE  I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   El e c t r o n i c s,  C i r c u i t s  a n d   S y st e m s,  Pr o c e e d i n g s ,   I EEE,   N o v .   2 0 2 0 ,   p p .   1 – 4 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C EC S 4 9 2 6 6 . 2 0 2 0 . 9 2 9 4 8 8 8 .   [ 1 4 ]   S .   T y n y mb a y e v ,   R .   B e r d i b a y e v ,   T .   O mar,  Y .   A i t k h o z h a y e v a ,   A .   S h a i k u l o v a ,   a n d   S .   A d i l b e k k y z y ,   “ H i g h - sp e e d   d e v i c e s  f o r   mo d u l a r   r e d u c t i o n   w i t h   mi n i ma l   h a r d w a r e   c o st s, ”   C o g e n t   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   Ja n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 2 3 3 1 1 9 1 6 . 2 0 1 9 . 1 6 9 7 5 5 5 .   [ 1 5 ]   A .   O b sh t a ,   V .   K h o ma,   a n d   A .   P r o k o p c h u k ,   “ D i g i t a l   D i v i s i o n   A l g o r i t h ms  f o r   Ef f i c i e n t   Ex e c u t i o n   o n   I n t e g r a t e d   C i r c u i t s, ”   Ad v a n c e s i n   C y b e r - P h y si c a l   S y s t e ms ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   4 6 – 5 3 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 3 9 / a c p s 2 0 2 4 . 0 1 . 0 4 6 .   [ 1 6 ]   A.   M a g y a r i   a n d   Y .   C h e n ,   " H a r d w a r e   O p t i m i z e d   M o d u l a r   R e d u c t i o n , ”   El e c t r o n i c s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   3 ,   p .   5 5 0 ,   Jan .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 4 0 3 0 5 5 0 .   [ 1 7 ]   V .   M .   Z a k h a r o v ,   V .   A .   P e so sh i n ,   a n d   S .   V .   S h a l a g i n ,   “ T h e   C o mp l e x i t y   o f   a   P i p e l i n e d   A l g o r i t h m  f o r   R e mai n d e r   C o m p u t i n g   i n   a   G i v e n   M o d u l o , ”   Au t o m a t i c   C o n t ro l   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e s ,   v o l .   5 2 ,   n o .   4 ,   p p .   2 5 1 – 2 5 5 ,   J u l .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 1 0 3 / S 0 1 4 6 4 1 1 6 1 8 0 4 0 1 2 0 .   [ 1 8 ]   M .   K .   S .   V i k a si n i   a n d   B .   J.  K a i l a t h ,   “ 1 6 - b i t   M o d i f i e d   V e d i c   P a r a v a r t y a   D i v i d e r   w i t h   q u o t i e n t   i n   f r a c t i o n s, ”   i n   T EN S Y MP   2 0 2 1   -   2 0 2 1   I EE E  R e g i o n   1 0   S y m p o s i u m ,   I E EE,   A u g .   2 0 2 1 ,   p p .   1 – 5 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T EN S Y M P 5 2 8 5 4 . 2 0 2 1 . 9 5 5 1 0 1 3 .   [ 1 9 ]   J.  K u p p i l i ,   M .   S .   D .   A b h i r a m ,   a n d   N .   A .   M a n g a ,   “ D e si g n   o f   V e d i c   M a t h e mat i c s   b a se d   1 6   b i t   M A C   u n i t   f o r   P o w e r   a n d   D e l a y   O p t i mi z a t i o n , ”   i n   2 0 2 1   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   N a sc e n t   T e c h n o l o g i e s  i n   E n g i n e e ri n g ,   I C N ET  2 0 2 1   -   Pr o c e e d i n g s ,   I EEE,   Jan .   2 0 2 1 ,   p p .   1 – 4 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C N T E5 1 1 8 5 . 2 0 2 1 . 9 4 8 7 5 7 0 .   [ 2 0 ]   A .   Esh a c k   a n d   S .   K r i sh n a k u m a r ,   “ P i p e l i n e d   V e d i c   m u l t i p l i e r   w i t h   m a n i f o l d   a d d e r   c o m p l e x i t y   l e v e l s,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r  En g i n e e r i n g   ( I J EC E) ,   v o l .   1 0 ,   n o .   3 ,   p p .   2 9 5 1 – 2 9 5 8 ,   J u n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 0 i 3 . p p 2 9 5 1 - 2 9 5 8 .   [ 2 1 ]   S .   H .   A l k u r w y   a n d   I .   S .   H a me e d ,   “ A   n o v e l   p i p e l i n e d   c a r r y   a d d e r   d e si g n   b a se d   o n   h a l f   a d d e r , ”   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   El e c t ri c a l   En g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( I J EEC S ) ,   v o l .   2 5 ,   n o .   2 ,   p p .   7 6 3 – 7 7 0 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s.v 2 5 . i 2 . p p 7 6 3 - 7 7 0 .   [ 2 2 ]   P .   L .   M o n t g o me r y ,   “ M o d u l a r   M u l t i p l i c a t i o n   W i t h o u t   T r i a l   D i v i s i o n , ”   M a t h e m a t i c s   o f   C o m p u t a t i o n ,   v o l .   4 4 ,   n o .   1 7 0 ,   p .   5 1 9 ,   A p r .   1 9 8 5 ,   d o i :   1 0 . 2 3 0 7 / 2 0 0 7 9 7 0 .   [ 2 3 ]   J.  C .   B a j a r d ,   J.   Ey n a r d ,   a n d   N .   M e r k i c h e ,   “ M o n t g o me r y   r e d u c t i o n   w i t h i n   t h e   c o n t e x t   o f   r e si d u e   n u m b e r   sy s t e m  a r i t h me t i c , ”   J o u rn a l   o f   C ry p t o g r a p h i c   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   8 ,   n o .   3 ,   p p .   1 8 9 – 2 0 0 ,   S e p .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 3 3 8 9 - 0 1 7 - 0 1 5 4 - 9.   [ 2 4 ]   G .   K i m,  E.   S e o ,   Y .   L e e ,   Y . - S .   K i m  a n d   J . - S .   N o ,   " L a z y   M o d u l a r   R e d u c t i o n   f o r   N T T, ”   El e c t ro n i c s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 4 ,   p .   5 5 0 ,   p . 4 8 8 7 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 3 2 4 4 8 8 7 .   [ 2 5 ]   A .   P .   R e n a r d y ,   N .   A h mad i ,   A .   A .   F a d i l a ,   N .   S h i d q i ,   a n d   T .   A d i o n o ,   “ H a r d w a r e   i mp l e m e n t a t i o n   o f   mo n t g o me r y   mo d u l a r   mu l t i p l i c a t i o n   a l g o r i t h m   u si n g   i t e r a t i v e   a r c h i t e c t u r e , ”   i n   2 0 1 5   I n t e r n a t i o n a l   S e m i n a r   o n   I n t e l l i g e n t   T e c h n o l o g y   a n d   I t s   Ap p l i c a t i o n s,   I S I T I A  2 0 1 5   -   Pro c e e d i n g ,   I EEE,   M a y   2 0 1 5 ,   p p .   9 9 – 1 0 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S I T I A . 2 0 1 5 . 7 2 1 9 9 6 1 .   [ 2 6 ]   W .   D a i ,   D .   C h e n ,   R .   C .   C .   C h e u n g ,   a n d   C .   K .   K o c ,   “ F F T - B a se d   M c L a u g h l i n ’ s   M o n t g o me r y   Ex p o n e n t i a t i o n   w i t h o u t   C o n d i t i o n a l   S e l e c t i o n s, ”   I EE E  T r a n s a c t i o n s  o n   C o m p u t e rs ,   v o l .   6 7 ,   n o .   9 ,   p p .   1 3 0 1 – 1 3 1 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T C . 2 0 1 8 . 2 8 1 1 4 6 6 .   [ 2 7 ]   K .   H .   K i m,  S .   M e sn a g e r   a n d   K.   I.   P a k ,   “ M o n t g o me r y   c u r v e   a r i t h me t i c   r e v i si t e d , ”   J o u r n a l   o f   C ry p t o g r a p h i c   En g i n e e ri n g ,   v o l .   1 4 ,   n o .   2 ,   p p .   3 4 3 – 3 6 2 ,   M a y .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 3 8 9 - 0 2 4 - 0 0 3 5 3 - 5 .   [ 2 8 ]   C .   S .   W a l l a c e ,   “ A   S u g g e st i o n   f o r   a   F a st   M u l t i p l i e r , ”   I EEE   T r a n s a c t i o n s  o n   El e c t r o n i c   C o m p u t e rs ,   v o l .   EC - 1 3 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 – 1 7 ,   F e b .   1 9 6 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P G EC . 1 9 6 4 . 2 6 3 8 3 0 .   [ 2 9 ]   K .   Ju n e j a ,   A .   Jan g r a ,   a n d   D .   K h u r a n a ,   “ D e si g n   o f   a   Q u a t e r n a r y   C o mp o n e n t   a n d   W a l l a c e   T r e e   I n t e g r a t e d   B a u g h - W o o l e y   M u l t i p l i e r , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   N e t w o rke d   a n d   D i s t ri b u t e d   C o m p u t i n g ,   v o l . 1 3 ,   n o .   3 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 4 2 2 7 - 024 - 0 0 0 4 7 - 8 .   [ 3 0 ]   R .   E .   G o l d sch m i d t ,   “ A p p l i c a t i o n s  o f   d i v i si o n   b y   c o n v e r g e n c e , ”   C a mb r i d g e ,   1 9 6 4 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / d s p a c e . mi t . e d u / h a n d l e / 1 7 2 1 . 1 / 1 1 1 1 3 .   [ 3 1 ]   Y .   Z .   A i t k h o z h a y e v a ,   S .   T .   T y n y mb a y e v ,   N .   A .   S e i l o v a ,   L .   A .   T e r e i k o v s k a ,   a n d   A .   Z h .   I man b a y e v ,   “ M e t h o d   a n d   d e v i c e   f o r   mo d u l u s  r e d u c t i o n , ”   B u l l e t i n   o f   N a t i o n a l   Ac a d e m y   o f   S c i e n c e s  o f   t h e   Re p u b l i c   o f   K a z a k h s t a n ,  v o l .   2 ,   n o .   3 7 8 ,   A p r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 2 0 1 4 / 2 0 1 9 . 2 5 1 8 - 1 4 6 7 . 5 9 .                             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.