Устройство для извлечения корня Советский патент 1986 года по МПК G06F7/552 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при построении специализирог ванных вычислительных машин и функциональных преобразователей с аппаратурной реализацией операции извле чения квадратного корня и корней iнекоторых, более высоких степеней, Цель изобретения - сокращение ап паратурных затрат путем исключения удвоителя и счетчика степени. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график функции . График заданной для вычисления функции с учетом использован ных на фиг. 2 обозначений можно за, писать , Лу(п-1)аЯ., . откуда йу о , %(,-дх,. Из разности двух последних равенств после преобразования получают -2 ..,2 ax,Ь(2n-1)E2(n-1)-1l. I .. Это выражение является рекуррентным соотношением изменения лх в зависимости от п при постоянном Ау и аппаратурно реализуется устройством. Устройство работает в цифровых аналогах, поэтому на информационном входе устройства устанавливается чи ло N 10 -х, где г - фактор дискретности, целое число. Если, например, диапазон изменения X от 1 до 10 с дискретностью 0,0001, то г принимается равным А, тогда, например, для ,7834 число Ny 37834. Результат извлечения корн представляется также числом у, причем г не обязательно ра но г. Определяют связи между параметро а функции; коэффициентом деления k делителя аргумента; коэффициентом умножения ky двоичного умножителя; размером ду участка аппроксимации; факторами дискретности г и г ; коэ фициентом деления k и делителя длины участка. За время работы на участке номер на вход делителя аргумента поступае АХ kx импульсов, т.е. 22 I0.k,(2n-1). Это же число импульсов посту1 ает на вход счетчика управляемого делителя. Ввиду того, что коэффициент деления управляемого делителя равен 2п-1, то число импульсов на выходе схемы совпадения кодов управляемого делителя следующее: .. а2В двоичном умножителе это число умножается на ky, ас его выхода в счетчик результата в течение одного участка должно пройти &у-10 импульсов и таким, образом uyдух а2 у откуда гу-25( а Ij. 10-. ду- k;; Это выражение справедливо -как для предлагаемого устройства, так и для прототипа. Очевидно также для прототипа k 10 , для предлагаемого ky устройства Выражение для ky и k обнаруживает недостатки известного устройства, так как ky зависит от а, то и k зависит от а, поэтому в случае изменения а необходимо изменить не только k, но и kfl, что усложняет использование устройства и, кроме того, если не накладывать на а особых ограничительных условий, то kfi в общем случае является дробным. Введение в устройство делителя длины участков с дробным коэффициентом резко усложняет устройство. Если к такой мере не прибегать, то точность устройства становится недостаточной. Еще одним недостатком известного устройства является наличие удвоителя и счетчика степени корня, которые усложняют устройство и ограничивают возможности повышения его быстродействия. Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, управляемый 2 ключ, делитель 3 аргумента, счетчик 4 аргумента, первую 5 и вторую 6 схемы сравнения, счетчик 7 импульсов, делитель 8 длины участка аппроксимации,, умножитель 9, счетчик 10 результата, блок 11 элементов 2И-ИЛИ,. регистр 12 аргумента, формирователь 13 импульсов, элемент 14 задержки, регистр 15 сдвига и триггер 16 номера участка. Устройство имеет вход 17 запуска,информационные входы 18, выходы 19 результата, вход 20 коэффициента умножения, вход 21 рабочего потенциала вход 22 степени корня. Устройство работает следующим образо.м. По входу 22 степени корня включается разряд регистра сдвига, соответствукщий степени извлекаемого кор ня (2,48..,). На информационных входах 18 устройства устанавливается код аргумента, а на вход 20 коэффициента умножения умножителя 9 - код соответствующий операции или I- Г 8/-, -, у vx; у (/х .... на вход 1/ запуска подается сигнал пуска, при этом через блок 11 элементов 2И-ИЛИ код аргумента записывается в регистр 12 аргумента, управляемьй 2 ключ отпирается и на входы делителя 3 аргумента и счетчика 7 импульсов поступа ют счетные импульсы. На первом участ ке аппроксимации все счетные импульс проходят на вход умножителя 9, на втором участке - каждый третий импульс, на третьем - каждьш пятый, на участке номер п проходит импульс (2п-1) и так далее. После извлечения квадратного корн результата через блок 11 элементов 2И-ИЛИ переписывается в регистр 12 аргумента, затем сбрасывается содержимое счетчика 4 аргумента триггера 16 номера участка и счетчика 10 результата, а код в регистре 15 сдвига смещается на один разряд, и далее операция извлечения (теперь уже г/7х) корня повторяется. Такие циклы продолжаются до достижения значения степени, введенной в регистр 15. В этот же момент работы устройства заканчивается . Технические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключаются в упрощении схемы устройства (исключение из схемы удвоителя), счетчика степени корня и упрощения эксплуатации устройства (при изменении параметра а исходной функции требуется перестройка только двоичного умножителя, перестройка делителя длины участка аппроксимации не требуется). Форм у.л а изобретения Устройство для извлечения корня, содержащее генератор импульсов, управляемый ключ, делитель аргумента, счетчик аргумента, две схемы сравнения, счетчик импульсов, делитель длины участка аппроксимации, умножитель, счетчик результата, блок элементов 2И-ИЛИ, регистр аргумента, формирователь импульсов, элемент задержки и регистр сдвига, причем выход генератора импульсов подключен к информационному входу управляемого ключа, вход запуска которого подключен к входу запуска устройства, к первому входу блока элементов 2И-ИЛИ и к первому входу разрешения записи регистра аргумента, второй и третий входы блока элементов 2И-ИЛИ являются входами аргумента и значения дискретности аргумента соответственно и подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика результата, выход которого является выходом результата устройства, четвертьй вход блока элементов 2И-ИЛИ подключен к второму входу разрешения записи регистра аргумента, к входу элемента задержки и к выходу формирователя импульсов, входкотоjporo подключен к выходу Равно пер:вой схемы сравнения, вход первого операнда которой подключен к выходу регистра аргумента, информационные входы которого подключены к выходам блока элементов 2И-ИЛИ, вход второго операнда первой схемы сравнения подключен к выходу счетчика аргумента, вход сброса которого подключен к входу сброса счетчика результата, к входу управления сдвигом регистра сдвига и к выходу элемента задержки, счетный вход счетчика аргумента подключен к выходу делителя аргумента, вход которого подключен к выходу управлягацего-ключа и к счетному входу счетчика импульсов, выходы которого подключены к соответствующим входам первого операнда второй схемы сравнения, вход множителя умножителя является входом коэффициента умножения устройства, отличающее ся тем, что,с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит триггер номера участка, счетный вход которого подключен к выходу делителя длины участка аппроксимации, вход установки в О к выходу элемента задержки, а прямой выход - к входу первого разряда ITOрого операнда второй схемы сравнения, вход второго разряда второго операнда которой соединен с шиной информационной единицы устройства, выход Равно

второй схемы сравнения подключен к входу множимого умножителя и к входу установки в О счетчика импульсов, выход умножителя подключен к входу делителя длинЪ участка аппроксимации и к информационному входу счетчика результата, информационнный вход регистра сдвига является входом степени корня устройства, а информационный выход регистра сдвига подключен к входу блокировки управляемого ключа, /

Изобретечие относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурной реализации операции извлечения квадратного корня и корня степени, пропорциональной степени двух. Изобретение решает задачу сокращения аппаратурных затрат путем исключения удвоителя и счетчика степени. С этой целью устройство содержит триггер номера участка, счетный вход которого подключен к выходу делителя длины участка аппроксимации. Степень извлекаемого корня унитарным кодом записывается во входной регистр сдвига, сдвиг которого на один разряд осуществляется при каждой операции (извлечение корня, извлечение корня из корня, и т.д.). При достижении требуемой степени работа устройства блокируется. 2 ил.