Устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1977 года по МПК G06F7/38 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительпой техники и предназначено для специализированных вычислительных устройств и функциональных преобразователей информации.

Р1звестно устройство для извлечения квадратного корня, состоящее из «-разрядного приемного регистра с возможностью сдвига на два разряда влево, (/г-f-l)-разрядного сумматора и знакового разряда с возможностью сдвнга на два разряда, регистра результата со сдвигом на один разряд, групп элементов И прямого и инверспого кода. Время вычисления квадратного корня не зависит от кода подкореиного выражения, а зависит только от его разрядности н определяется зависимостью 2п тактов, где п - количество разрядов приемного регистра 1.

Недостатками этого устройства являются большой объем аппаратурных затрат, сложное устройство унравления и ннзкое быстродействие.

Известно устройство для вычисления квадратного корня, содержащее два п-разрядных сумматора, два д-разрядных сдвигающих регистра, схемы формирования приращений схемы управления и группы элементов И 2.

Недостаток этого устройства - больщне аппаратурные затраты.

Известно также устройство для извлечения

квадратного корня, наиболее близкое по техническому рещению к изобретенню, содержащее блок управления, сумматор, регистр, триггер, одновибратор, элементы И, элементы задержки. Входы младщих четных разрядов сумматора соединены через первую груниу элементов И с выходами нечетных разрядов регистра, один из входов которого через второй элемент И и первый элемент задержки

подключен к вторым входам первой и щестой групп элементов И и к выходу одиовибратора, а вход одновибратора - к другому входу второго элемента И и выходу триггера, один из входов которого подсоединен к выходу переполненпя сумматора 3.

Такое устройство имеет низкое быстродействие, иоскольку искомая величииа накаиливается последовательно ио единице, начиная с нулевого значения.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены узлы разделения сумматора, узлы разделения начального приближения. Выходы узлов разделения начального приближения подключены к установочным входам регистра и к первым входам третьей группы элемеитов И, а входы узлов начального приближения через четвертую группу элементов И - к соответствующим выходам сумматора. Другие входы

элементов И четвертой группы подсоединены к выходам последовательно соединенных элементов И пятой группы, другие входы которых подключены к соответствующим выходам сумматора, а входы первых элементов li четвертой и пятой групп - к выходу блока управления и через третий п второй элемент задержки к другому входу трпггера. Входв нечетных младших и старших разрядов сумматора соединены соответственно через узлы разделения сумматора и непосредственно с элементами И третьей группв, вторые входы которых подключены к выходу третьего элемента задержки, а другие входы узлов разделения сумматора, кроме первого узла разделения, через шестую группу элементов И - с соответствуюш,нмп выходами регистра. Другой вход первого узла разделения сумматора подключен к выходу одиовибратора.

Блок-схема предложеппого устройства приведеиа па чертеже.

Устройство состоит из сумматора 1, узлов 2 разделения сумматора, группы элементов И 3, эле1мента И 4, групп элемептов И 5-8, регистра 9, элементов задержки 10, 11, 12, узла 13 разделения начального ирнближения, триггера 14, одновибратора 15 и блока управления 16.

Работает устройство следуюшпм образом.

В начале операции пзвлечення корня значение подкоренной величины в обратном коде заносится в сумматор 1, триггер 14 устанавливается в нулевое состояние. Блок уиравления 16 выдает сигнал иачала работы, разрешаюш,ий прохождепие импульса с выхода самого старшего разряда сумматора 1, который находится в нулевом состоянии, на выход узла 13 разделения начального приближения. Код начального ириближенпя с выхода узла разделения начального нрнблпжения заиисывается в соответствуюпхпе разряды регистра 9 и через время, определяемое третьим элементом задержки 12, через первую группу элементов И 3 в соответствующие разряды сумматора 1, где он суммируется с обратным кодом подкоренной величнны. Через время, определяемое вторым элементом задержки II, триггер 14 устанавливается в единичное состояние и запускает одновпбратор 15, выходные пмпульсы которого переписывают через первую 3 п шестую 8 группу элементов И содержимое регистра 9 в сумматор 1 со сдвигом на один разряд влево, заппсывают через первый узел 2 разделення сумматора едннину в младший разряд сумматора 1 и через время, определяемое первым элементом задержкп 10, через второй элемент PI 4 - единицу в младший разряд регистра.

Процесс вычисления результата продолжается до тех нор, нока в сумматоре 1 не произойдет переполнения. Имнульс переполнения устанавливает триггер 14 в нулевое состояиие, который закрывает второй элемент И 4 и занрещает нрохожденне нмпульсов с выхода одновнбратора 15 на вход регнстра 9.

Технико-экономический эффект, который достигнут за счет введения узлов разделения сумматора, узлов разделения начального приближения, групп элементов И п двух элементов задержки, а также новых связей между блокамп, состоит в том, что нрн вычислении квадратного корня быстродействие нредлагаемого устройства от 2 до раз (где п - количество разрядов регистра) выше быстродействпя известных устройств.

Формула изобретения

Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее блок управления, сумматор, регистр, триггер, одновнбратор, элементы И, элементы задержки, причем входы младших четных разрядов сумматора соедннены через

первую группу элементов И с выходами нечетных разрядов регистра, один из входов которого через второй элемент И и первый элемент задержки подключеп к вторым входам первой п шестой групп элементов И п к выходу одновибратора, вход которого соединен с другим входом второго элемента И и с выходом триггера, один нз входов которого подключен к выходу переполнения сумматора, отличающееся тем, что, с целью повыщепия быстродействия, оно содержит узлы разделеиия сумматора, узлы разделения начального нрнближения, выходы узлов разделения начального приближения подключены к устаповочпым входам регнстра и к первым

входам третьей группы элемептов И, а входы узлов начального приближения через четвертую грунпу элементов И соедннены с соответствующими выходами сумматора, другие входы элементов И четвертой группы нодключепы к выходам последовательно соединенных элемептов И пятой группы, входы которых подключены к соответствуюпиш выходам сумматора, а входы первых элементов И четвертой н нятой груни соединены с выходом

блока управлс 1ия и через третий н второй элемент задержки соедииены с другим входом триггера, входы нечетных младших н старших разрядов сумматора соединены соответственно через узлы разделения сумматора н неносредствсино с элементами И третьей группы, liTopbie входы которых подключены к выходу третьего элемента задержки, другие входы узлов разделения сумматора, кроме первого узла разделеппя, соедпнены через шестую грунпу элементов И с соответствующими выходами , другой вход первого узла разделеиия сумматора подключеп к выходу одновибратора. Источникп 1П1формации, иринятые во ВНР.

мание при экспертизе;

1.Паперпов А. А. Логпческпе основы ЦБ М., Сов. Радио, 1972, с. 253-259.

2.Король В. Я., Оранский А. М., Рейхенберг А. Л. Быстродействующне итерацпонные

методы вычисления квадратного корня. - В

кн.: Теория и применение систематических машин. Под ред. А. М. Оранского. Минск, 1972, с. 160-166.

3. Бутаев Г. М., Ромашкин В. С. Цифровые устройства извлечения квадратного корня. М., Автоматика и приборостроение, 1963, ЛЬ 3.