Устройство для определения корня квадратного из суммы квадратов Советский патент 1982 года по МПК G06F7/552 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных цифровых устройствах обработки информации.

Известно устройство, содержащее три элемента И, четыре элемента запрета, коммутатор, два счетчика, делитель частоты и два элемента ИЛИ 1.

Недостатками данного устройства являются невозможность определения корня квадратного из суммы квадратов трех или более величин и его низкая точность, обусловленная заменой исходного уравнения приближенными равенствами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее двоичный счетчик, первый дешифратор, ключевые каскады с самоблокированием, многовходовый квадратирующий элемент, нуль-орган, генератор сигналов, второи двоичный счетчик, второй дешифратор, функциональный преобразова- , тель и регистрирующее устройство 21.

Недостатком этого устройства является его сложность.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения корня квадратного из суммы квадратов,

to содержащее К-разрядный и U-разрядный счетчики, причем вход К-разрядного счетчика является входом устройства, содержит триггеры, элементы И, ИЛИ, элемент задержки,груп15пы элементов И, причем управляющие и сигнальные входы элементов И первой группы соединены соответственно с

СК.+1 Т/-1Л , -1 -2, ...,К-1} и (-j-,...,0)

20

разрядов К-разрядного счетчика, установочный вход К-разрядного счетчика соединен с первым входом первого триггера и является установочным входом устройства, второй вход кот ,K-l рого подключен к . цчО. (1+1)-раз ряду К-разрядного счетчика, выход ( разряда счетчика соединен с первым входом первого элемента ИЛИ остальные входы которого подключены к выходам элементов И первой группы выход первого элемента ИЛИ соедине с первым входом первого элемента и второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера,а выход первого элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен через элемент задержки с выходом второго элемента И., первый вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, счетному входу L-pasрядного счетчика и первому входу вт рого триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента И, первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом -1 - разряда Ь- разрядного счет ,+1 .-t т I л 1 чика, выходы {-,...,i-) Е-3 . (-у-,...,0) разрядов которого соеди нены соответственно с управляющими и сигнальными входами элементов И второй группы. На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство содержит разрядные счетчики 1 и 2, группы 3 и 4 элемен тов И, элементы ИЛИ, триггеры 8 и 9, элементы 10 и 11 И и элемент задержки 12. Устройство работает следующим образом. В исходном положении счетчик 1 устанавливается в нулевое состояние а в счетчик 2 записывается число ) -S, где NtriQ - коэффициент пересчета счетчика 2; Кп - коэффициент пропорциональности. Триггер 8 устанавливается в нулевое положение, закрывая при этом элемент 10 И. Входные величины, представлен ные в унитарном коде, поступают последовательно на вход устройства. Причем, после поступления на вход очередной величины по установоч6ному входу 3устройства производится установкасчетчика 1 и триггера 8 в исходноесостояние. Счетчик 1 осуществляетподсчет входных импульсов. Придостиженми числа в счетчике 1 величины N (0) где Myfl - коэффициент пересчета счетчика 1, а К - коэффициент пропорциональности, на промежуточном выходе этого счетчика появляется сигнал, устанавливающий триггер 8 8 единичное состояние. Элемент И 10 при этом открывается, и импульсы с выхода элемента 5 ИЛИ поступают на вход элемента 6 ИЛИ. Управляющие входы элементов И группы 3 соединены с единичными выходами старших разрядов счетчика 1, а сигнальные входы подключены к выходам младших разрядов счетчика 1. Таким образом,частота импульсов на выходе элемента 5 ИЛИ определяется числом N.ft),содержащимся в счетчике 1 и изменяющимся в процессе вычисления, и частотой Гд, поступающей на вход счетчика 1 t) r.(t) Частота импульсов на выходе элемента б ИЛИ определяется суммой частот на ее входах fa:t) - fv:t) + ) , Г2) где fjt) - частота импульсов на выходе элемента П И. Управляющие входы элементов И группы k соединены с единичными выходами старших разрядов с 51етчика,а сигнальные входы подключены к выхо- . дам младших разрядов счетчика 2.Таким образом, частота импульсов на выходе элемента 7 ИЛИ определяется числом Nn(t), содержащимся в счётчике 2 и изменяющимся в-процессе вычисления, и частотой Гл(t), поступающей на выход счетчика 2 г.ЭД.МЙг, Элемент 11 h и триггер S преде-, тавляют собой схему вычитания,частота импульсов на. выходе которой определяется разностью частот на ее входах f ,,rt) f2(t) - ) . (4) Из выражений (2), (3) и (i) Дует , что ) ) WQ Подставляя в уравнение (5) значение частоты из выражения i(l) имею (п (ь) Частоты и f fy(t) , поступающие на входы счетчиков t и 2, связаны с числами N rt) и ч(t) уравнениями .ia (7) Подставляя значения частот f и ГлЯ) из выражений (7) в уравнение (6), получают; N.rt)di,(t) .)d(t) Определяют число, которое содержится в счетчике 2 после поступления на вход устройства первой входной величины, представленной числом импульсов Ny. Для этого интегрируют выражение (8) с учетом предело изменения переменных ,U),e9) } 1 ) -де NP - результат, зафиксирован ый в счетчике 2 после поступления на вход счетчика 1 ч х импульсов . Решив уравнение (9), получают: Число Nр,зафиксированное в счетчике 2 после поступления на вход устройства второй входной величины, представленной числом -импульсов N определяется из уравнения

Ч

1

SwaH,w,-i5 ,,н,а.,и

MBМл илш

ЦlO}

Отсюда

.л

N . - N Ю) (12)

Ч

а. о х «г

Формула изобретения

Устройство для определения корня квадратного из суммы квадратов,содержащее К- и L-разрядные счетчики, причем вход К-разрядного счетчика является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения, оно содержит триггеры. 6 С учетом уравнения (10) имеют 1 . vl N.N.(0)4- 4. 2N,10)1.(13) В общем случае при поступлении на вход устройства п-входных величин, представленных числами импульсов N, NX, N, число Кр„; зафиксированное в счетчике 2, определяется выражением: N К ....)(И) т I 1 Ч п j При выборе начальных состояний счетчиков 1 и 2 согласно уравнения (o)- 1 лн ,(0) уравнение (1) имеет вид Nj Й Г.Л цт: К -1 а Технико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемого устройства обусловлена значительным упрощением устройства. В предлагаемое устройство по сравнению с известным введены два триггера, два элемента И, элемент задержки, три элемента ИЛИ и две группы элементов И. В то же время из состава устройства исключены два дешифратора, ключевые каскады с самоблокированием, многоеходовый квадратирующий элемент, нуль-орган, генератор сигналов и функциональный преобразователь, чем и достигается значительное упрощение устройства. элементы И, ИЛИ, элемент задержки, группы элементов И, причем управляю щие и сигнальные входы элементов И первой группы соединены соответст, 1 1, венно с выходами (-г-,... ,к-IJ (V°) разрядов К-разрядного счетчика, установочный вход К-разря ного счетчика соединен с первым входом первого триггера и является установочным входом устройства.втор вход которого подключен к 5; (1+i разряду К-разрядного счетчика, выхо ) разряда счетчика соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, остальные входы которого подключены к выходам элементов И первой группы, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу первого три гера, а выход первого элемента И по ключен к первому входу второго эле6ИЛИ, второй вход которого соементадинен через элемент задержки с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, счетному входу L-разрядного счетчика и первому входу второго триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента И, первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с ходом (--y-J разряда L-разрядного + 1 счетчика, выходы (-„-,...,-) и 1:3 Q. разрядов которого сое(. J динены соответственно с управляющими и сигнальными входами элементов И второй группы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР К 64270, кл. С 06 Г 7/38, 197. 2.Авторское свидетельство СССР N , кл. С 06 Г 7/38, 1972 (прототип).

I b.

bfa

н:

a-гпп