Устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1979 года по МПК G06F7/38 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть испол зовано в цифровых вычислительных машинах и однородных вычислительных структурах. Известны устройства извлечения квадратного корня без восстановления остатка содержащие сумматор, два регистра и ло гические схемы 1 . Эти устройства обладают небольшим быстрод ствием, так как при операции извлечения квадратного корня на один цикл сложения - сдвига определяется одна цифра результата. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для извлёчЪния квадратного корня, содержащее сумматор, группы элементов И элементы ИЛИ 12 . Однако известное устройство также об ладает недостаточным быстродействием. Целью изобретения является повышени быстродействия устройства. Это достигается тем, что устройство содержит суммирующий блок, выйолненный в виде матрицы, одноразрядных сумматоров, содержащей п столбцов и элементы НЕ, причем входные шины подкоренного выражения подключены к первым входам одноразрядных сумматоров двух младших разрядов каждого -го столбца матрицы ( 1 п ) суммирующего блока, ко вторым входам которых подключена щина единичного потенциала, шины остатка подкр|эенного выражения соединены с первыми входами одноразрядных сумматоров остальных разрядов первого столбца матрицы и первыми входами элементов И первой группы соответственно разрядов, начиная с третьего по (К-2)-ой, где К - количест-во информационных разрядовj второго столбца матрицы, выход переноса одноразрядного сумматора старшего разряда каждого -го столбца матрицы суммирующего блока подключен к соответствующим Выходным шинам устройства, ко входам элементов Н FZ и к первым входам 368 элементов И второй группы соответствующих столбцов матрицы, вторые входы последиих соединены с выходами одноразрядных сумматоров соответственно разрядов, начиная с первого до {К-2)-ого соответ ствующего столбца матрицы, выходы элементов НЕ соединены со вторыми входами элементов И первой группы соответствующего столбца матрицы и с одним из входоводноразрядных сумматоров разрядов, начиная с.третьего соответственно каждого i-го, начиная с i 2 по t п -1 столбца матрицы, выходы элементов И первой и второй групп подключены ко входам соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены к первым входам (одноразр$щных сумматоров соответствующих разрядов каждого (l+l)-ro столбца матрицы, ко вторым входам всех столбцов матрицы, кроме последнего,под- ключены шины дополнительного кода. На чертеже представлена схема устройства . Устройство содержит шины 1 остатка подкоренного выражения, входные шины 2 подкоренного выражения, шину 3 единичного потенциала, шины 4 .дополнительного кода, одноразрядные сумматоры 5, элементы НЕ 6, элементы И 7 первой групп, элементы И 8 второй .группы, элементы ИЛИ 9, выходные ..шины 10 устройства. Устройство для извлечения квадратного корня работает следующим образом. Перед началом вычисления разряды подкоренного выражения по входным шинам 2 попарно заносятся 1Ш первые входы двух младших разрядов сумматоров 5 П/2 столбцов матрицы, где П количество столбцов в матрице. В оставшихся сумматорах 5 п/2 столбцов матрицы по входным шинам 2 в. два младших разряда сумматоров 5 заносится О, причем два старших разряда подкоренного выражения заносятся в два младших разряда сумматора 5 первого столбца матрицы. Следующие два разряда заносятся в два младших разряда сумматора 5 второго столбца матрицы и т.д. На вторые входы Двух младших разрящов сумматоров 5 всех ж..,™.., f---, столбцов матрицы- по входным шинам 3 постоянно заносится 1. В первом столбце матрицы осуществляется суммирование первого остатка подкоренного выражения, равного О, который поступает на сумматор 5 по входным шинам I k дополнительньй код величины 000-...01, который поступает на сумматор 5 по входным шинам 4. Перенос старшего рааря04да сумматора 5 первого столбца матрицы записывается в старший разряд регистра результата по выходной шине 10. Одновременно этот перенос поступает на первые входы элементов И 8 и череа эдемент НЕ 6 на вторые входы элементов И 7 второго столбца матрицы. На вторые входы элементов И 8 поступает второй остаток подкоренного выражения с выходов сумматора 5 первого столбца матрицы со сдвигом на два разряда в сторону старших разрядов. На первые входы элементов И 7 поступает первый остаток подкоренного вьфажения с пер- вых входов сумматора 5 первого столбиа матрицы со сдвигом на два разряда в сторону старших разрядов. Если перенос s старшем разряде сумматоров 5 равен 1, то записывается 1 в старший раэряд регистра результата по выходной ши- не 10 и срабатывают элементыИ 8. Если же перенос равен О, то записывается О в старший разряд регистра результата по выходной шине Ю и срабатывают элементы И 7. Через элементы ИЛИ 9 второго столбца матрицы второй остаток подкоренного выражения поступает на пер-, вые входы всех разрядов суммирующего блока, кроме двух младших разрядов. На вторые входы всех разрядов сумматоров 5, кроме трех младших разрядов, поступает дополнительный код величины 000...01 по входным шинам 4. На сумматор 5 третьего младшего разряда второго столбца матрицы поступает перенос с выхода элемента НЕ 6, Который возник в сумматоре старшего разряда первого столбца матрицы, и далее идет на второй вход сумматора 5 четвертого младшего разряда третьего столбца матрицы и т.д. Перенос со второго столбца матрицы через элемент НЕ 6 поступает на один из входов сумматора 5 третьего младшего разряда третьего разряща матрицы, далее на вход сумматора 5 четвертого младшего разряда четвертого столбца матрицы и т.д. Предлагаемое устройство извлечения квадратного корня обладает большим быст родействием по сравнению с устройством извлечения квадратного корня без восста- новлення остатка со свободным регистром. Формула изобретения Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее сумматор, группы элементов И, элементы ИЛИ, отличающ е е с я тем, что, с цепью повышения быстродействия устройства, оно со/гержит суммирующий блок, выпол;1енньщ в виде матрицы одноразрядных сумматоров, содержащий п столбцов и элементы НЕ, причем входные шины подкоренного выражения подключены к первым входам одноразрядных сумматоров двух младших разрядов каждого I -го столбца матрицы ( 1 4 f ) суммирующего блока, ко вторым входам которых подключены шина единичного потенциала, шины остатка подкоренного выражения соединены с первым входами одноразрядных сумматоров остальных разрядов первого столбца матрицы и первыми Входами элементов И перво группы соответственно разрядов, начиная с третьего по (К-2)-ой, .где К - количество информационных разрядов, второго столбца матрицы, выход переноса однорав рядного сумматора старшего разряда каждого i -го столбца матрицы суммирующего блока подключен к соответствующим выходным .шинам устройства, ко входам элементов НЕ И к первым входам элементов И второй группы соответствующих столбцов матрицы, вторые входы последних соединены с выходами одноразрядных сумматоров соответственно разрядов, начиная с первого до (К-2)-ого соответст вующего столбца матрицы, выходы элементов НЕ соединены со вторыми входами элементов И первой группы соответ ствующего столбца матрицы и с одним из входов одноразрядных сумматоров разрядов начиная с третьего соответственно каждого -го, начиная с f 2 по ( п- 1 столбцаматрвды, выхопы элементов И первой и второй групп подключены ко входам соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены к первым входам одноразрядных суглматоров соответствующих разрядов каждого ( J +1)го столбца матрицы, ко вторым входам которых всех столбцов матрицы, кроме последнего, подключены шины дополнительного кода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Каган Б. М., Каневский М. М,, Цифровые вычислительные машины и системы . М,. .Энеогия. 1974, с. 319-322. 2.Карцев М. А. Арифметика цифровых машин. М., Наука, 1969, с. 536542 (прототип).

- -.

68454 о

. .,j%

-шя

i

1Л1

1л

05

о

«

1

г- «о

1-Ч Оо

Г,

г

1

U

«J

«Л

00

1 Со

ОЗ

I I М

I I