Устройство для извлечения корня из суммы квадратов Советский патент 1988 года по МПК G06F7/552 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах для аппаратного вьщисления функции Z fX2 + .

Цель изобретения - повышение точности вычислений и упрощение устройства .

На чертеже изображена схема уст- . ройства.

Устройство содержит вход 1 первого аргумента, первый регистр 2 аргумента, вход 3 второго аргумента, второй регистр 4 аргумента, вход 5 сдвига, первую 6 и вторую 7 группы элементов И, первый сумматор 8, триггер 9, вход 10 синхронизации, элемент НЕ 11, второй сумматор 12, регистр 13 результата, третью группу 14 элементов И,буферньпЧ регистр 15, выход 16 результата.

С входа устройства 1 переменная X записывается в регистр 2 первого

выходами сумматора 12 с перекосом на два разряда влево. Два младших разряда регистра 15 соединены с вы- ходами двух младших разрядов сумматора 8. Искомое п-разрядное значение У формируется в регистре 13 и триггере 9. Выходы 16, соединенные с единичными выходами регистра 13 и триг10 гера 9, яааяются выходами устройства. Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы с входа 1 в регистр 2 записывается первый аргу15 мент X, с входа 3 в регистр 4 - второй аргумент У. Триггер 9 сброшен в 1, регистр 15 сброшен в О. Вычисление функции требует выполнения п+1,цикла. Так как все циклы одина20 ковы, ограничимся рассмотрением i-ro цикла.

Цикл начинается с подачи сигнала на вход 5. По этому сигналу содержимое регистров 2, 4 и 13 сдвигается

аргумента. С входа устройства 3 пере- 25 на один разряд влево. В освободившие- менная У записывается в регистр 4 ся младшие разряды регистров 2 и 4 завыходами сумматора 12 с перекосом на два разряда влево. Два младших разряда регистра 15 соединены с вы- ходами двух младших разрядов сумматора 8. Искомое п-разрядное значение У формируется в регистре 13 и триггере 9. Выходы 16, соединенные с единичными выходами регистра 13 и триггера 9, яааяются выходами устройства. Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы с входа 1 в регистр 2 записывается первый аргумент X, с входа 3 в регистр 4 - второй аргумент У. Триггер 9 сброшен в 1, регистр 15 сброшен в О. Вычисление функции требует выполнения п+1,цикла. Так как все циклы одинаковы, ограничимся рассмотрением i-ro цикла.

Цикл начинается с подачи сигнала на вход 5. По этому сигналу содержимое регистров 2, 4 и 13 сдвигается

второго аргумента. Регистры 2 и 4 являются регистрами сдвига. Вход управления сдвигом соединен с входом устройства 5 сдвига. Выходы регистра 2 соединены с входами первой группы элементов И 6, выходы регистра 4 - с входами второй группы элементов И 7, а выходы элементов И групп 6 и 7 с входам - первого сумматора.8. Триггер 9 представляет собой триггер типа D. Вход S (сброс в 1) триггера 9 соединен с управляющим входом 3, синхровход С - с входом 10 синхронизации, вход D - через инвертор 11 с выходом знакового разряда второго сумматора 12.

Регистр 13 результата представляе собой регистр сдвига. Управление сдвигом производится с входа 5. Вход D регистра соединен с единичным выходом триггера 9. Инверсные выходы регистра 13 и единичный выход триггера 9 соединены с входами третьей группы 14 элементов И. Выходы группы 14 элементов И,.единичньй выход триггера 9 и выходы сумматора В соединены с первыми входами сумматора 12. Выходы регистра 15 соединены с вторыми входами сумматора 12.

Регистр 15 представляет собой регистр . Управление записью в него производится с управляющего входа 5. Входы регистра 15 соединены с

писываются нули. В освободившийся младший разряд регистра 13 записывается разряд искомой функ1:;ии, сформированньй в предыдущем цикле. Одновременно триггер 9 сбрасывается в 1, в регистр 15 записывается сумма, сформированная в сумматорах 12 и 8 в предьщущем цикле. По завершении

сдвига и записи на вькодах групп 6 и 7 элементов И формируются i-e частичные квадраты переменных X и У, которые суммируются в сумматоре 8 и поступают в сумматор 12. Одновременно на выходах группы 14 элементов И формируется (-1)-й частичный квадрат со знаком минус функдаи в предположении, что текущий (1-1)-й разряд Z равен единице. После затухания переходных процессов в сумматорах подается сигнал на вход 10 и в триггер 9 записывается инверсия знака, сформированного в сумматоре 12. Эта инверсия знака является точным значением (1-1)-го разряда функции Z.

Цикл заканчивается по затухании . переходных процессов в сумматоре 12, которые могут возникнуть при перехо

де триггера 9 из 1 в О, после чего на вход 5 вновь подается сигнал и аналогично выполняется следуюш.ий цикл. После окончания (п-+-1)-го цикла

31405052

в триггер 9 записан младшир разрядПоступает сигнал на вход 10. Знак

Z, в регистре 13 - остальные разряды.SM12 0, поэтому триггер 9 остаетПример . Пусть X О,10011011,ся в состоянии 1, Z, 1, и код

У 0,10100101. на входах SM12 сохраняется прежним.

Точное значение Z У Х + Y 3-й цикл. По сигналу на входе 5:

0,11100010001...RG15: 0000000100000000000; RG13:

1-й цикл. В регистрах 2 и 4 имеем 0000001; триггер 9: 1, RG2:

RG2: 10011011, RG4: 10100101; 01101100; RG4: 10010100. Поэтотриггер 9: 1; RG15: 0. На выходах юму Х| 0; У 01010100. групп 6 и 7 элементов И формируются

первые частичные квадраты Х , У , ко- Z. 11111111011, торые суммируются сумматором 8.

Имеем. RG15: 0000000100000000000

15 Z2,+SM8 1111111101101010100

Х2 01011011.

+SM12 0000000001101010100,

У2 01100101

По сигналу на входе 10 триггер

SM8 11000000.209 остается в 1 (Z, 1).

4-й цикл. По сигналу на входе 5:

Одновременно в группе 14 элемен-RG15: 0000000110101010000; RG13:

тов И формируется нулевой частичный 0000011; триггер 9: 1, Rr,2:

квадрат Z(zy : 11011000; RG4: 00101000; Х

25 10011000; Y О, Zo 11111111111 .

11111110011 ,

Так как RG15: О, на выходах сумматора 12 устанавливается кодRG15: 0000000110101010000

30 Z2+SM8 1111111001110011000

SM12: 1111111111111000000.

SM12 0000000000011101000. Знак SM12 1-, поэтому сигнал на

входе 10 переводит триггер 9 в сое- По сигналу на входе 10 триггер

тояние О. Элементы И группы 14 за- 35 остается в 1 (Z 1). крываются и5-й тщкл. По сигналу на входе 5:

RG15: 0000000001110100000; RG13:

SM12: 0000000000011000000. 0000111, триггер 9: 1j RG2:

. 10110000; RG4: 01010000; Х

2-й цикл. На вход 5 поступает до 01110000; Y О, сигнал, по которому в регистр 15 записывается:Z 11111100011.

4

RG15: 0000000001100000000, RG15: 0000000001110100000 В мпадший разряд регистра 13,из g 1111110001101110000 триггера 9 записывается О, в регист-

pax 2 и 4 происходит сдвиг. RG2: SM12: 1111110011100010000. 00110110; RG4: 001001010; RG1,3:

0000000; триггер 9: 1. Поэтому По сигналу на входе 10 триггер

Х| У2 О, SM8 0.50 9 сбрасывается в О. (Z, 0) и

Z, 11111111111.SM12: 0000000010000010000,

6-й цикл. По сигналу на входе 5:

В сумматоре 12 происходит сложа- RG15: 0000001000001000000; RG13:

ние содержимого RG15 и Z 55 0001110; триггер 9: 1; RG2: RC15: 0000000001100000000 OllOOOOO; RG4: 10100000; Х 0; г + SM8 1111111111100000000 -у 01100000;

SM12 00000000010000000000 .Z| 11111000111.

6 л

±±±-±±:

I lifItMlf

Составитель В.Сычев Редактор В.Петраш Техред М.ДидыкКорректор Л.Пилипенко

Заказ 3106/53

Тираж 704

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное