Цифровое устройство для извлечения квадратного корня Советский патент 1982 года по МПК G06F7/552 

(5) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых измерителях характеристик случайных процессов. Известно устройство для извлечения квадратного корня, принцип деистВИЯ которого основан на формировании линейной и квадратичной цифровых разверток, квадратичная цифровая развертка сравнивается с обрабатываемым числом NX, а отсчет результата производится по линейной развертке D }. Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, .определяемое скоростью формирования линейной развертки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для извлечения квадратного корня, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, делитель частоты, первый, второй, третий интеграторы, первую и вторую схемы срав нения, блок считывания, элемент заКВАДРАТНОГО КОРНЯ держки, первый и второй элементы ИЛИ, причем выход делителя частоты соеди- : нен с входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входом первой схемы сравнения, а вход Сброс подключен к выходу первой схемы сравнения, выход первого интегратора подключен к второму входу первой схемы сравнения и к первому входу блока считывания, выход которого является выходом устройства, а второй вход блока считывания соединен с выходом второй схемы сравнения, первый вход которой соединен с входом устройства, а второй вход соединен с выходом третьего интегратора, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу делителя частоты и вгходу третьего интегратора, вход запуска устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, а вторые входы соединены с выходом элемента 398 задержки, вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения и единичным входом триггера, выход первого элемента ИЛИ соедийен с нулевым входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, а выход второго элемента ИЛИ соединен с входом первого интегратора 2 Недостатком этого устройства является значительное время вычислений при извлечении квадратного корня из многоразрядных кодов N. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при обработке многоразрядных кодов. Поставленная цель достигается тем что цифровое устройство для извлечения квадратного корня, содержащее генератор импульсов, элемент И, триг гер, первый, второй, третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения, блок считывания, элемент задерж ки, первый и второй элементы ИЛИ, . причем вход запуска устройства подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу элемента задержки, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу первого интегратор и первому выходу устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с R-вх дом триггера, 5-вход которого соединен с входом элемента задержки, входом Сброс второго интегратора и вы ходом первой схемы сравнения, выход триггера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу третьего интегратора, выход пе вого интегратора соединен с первыми входами блока считывания и первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго интеграто ра, второй вход блока считывания-соединен с выходом второй схемы сравнения , выход блока считывания подклю чен к второму выходу устройства, выход третьего интегратора подключен к первому входу второй схемы сравне . содержит блок деления кодов, пр чем выход элемента И подключен к входу второго интегратора, а второй вход второй схемы сравнения соединен с выходом блока деления кодов вход которого соединен с входом устройства. Структурная схема устройства для извлечения квадратного корня представлена на чертеже. Устройство содержит генератор 1 мпульсов, элемент И 2, триггер 3 лок k деления кодов, первый, второй, третий интеграторы , первую и вто рую схемы сравнения 8 и 9, блок 10 считывания, элемент 11 задержкиj первый и второй элементы ИЛИ 12 и 13. Устройство работает следующим образом. Все интеграторы устройства устанавливаются в нулевое состояние. Обрабатываемый код N поступает через блок А деления кодов, коэффициент передачи которого равен 2К, на схему 9 сравнения, С приходом импульса Запуск в интегратор 5 записывается единица, триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, элемент И 2 открывается и на интеграторы 6 и 7 проходят импульсы частотой F. При равенстве импульсов в интеграторах 5 и 6 срабатывает схема 8 сравнения, выходной импульс которой триггер 3 устанавливает в единичное состояние а интегратор 6 - в нулевое. Прохождение импульсов через элемент И 2 прекращается. Импульс от схемы 8 сравнения, пройдя через элемент 11 задержки, через время t возвратит триггер 3 в нулевое состояние и запишет в интегратор 5 единицу. С этого момента рассмотренный цикл работы устройства повторяется. В момент достижения равенства количествам импульсов на интеграторе 7 с кодом - , снимаемым с блока k деления кодов, срабатывает схема 9 сравнения При этом приводится в действие блок 10 считывания, фиксирующий результат извлечения квадратного корня в параллельном коде по состоянию интегратора 5« С выхода второго элемента ИЛИ 13 результат извлечения квадратного корня выдается в последовательном коде.. . Из принципа действия устройства видно, что время каждого цикла извлечения квадратного корня переменно и (1,2,3,,...,Ун:). Время извлечения квадратного корня равно NNX() 1 2К pf Для сравнения отметим, что в прототипе время извлечения квадратного корня 1„ -р Из сравнения (1) и (2) видно, что предлагаемое устррйство позволяет со кратить время вычисления в 2К раз. Р зультат извлечения квадратного корня при этом равен где - коэффициент передачи устройства. При минимальном значении К 1 время вычисления сокращается в два раза, при этом коэффициент передачи устройства равен 1 Шг W Таким образом, технико-эконрмичес кие преимущества предлагаемого устройства заключаются в повышении быст родействия операции извлечения квадратного корня. Формула изобретения Цифровое устройство для извлечения квадратного корня, содержащее ге нератор импульсов, элемент И, триггер, первый, второй, третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения, блок считывания, элемент задерж ки, первый (И второй элементы ИЛИ, причем вход запуска устройства подключен к первым входам первого и вто рого элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу элемента 5 задержки, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу первого интегратора и первому выходу устройства выход второго элемента ИЛИ соединен сR-входом триггера,S-вход которого соединен с входом элемента задержки, входом Сброс второго интегратора и выходом первой схемы сравнения, выход триггера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу третьего интегратора, выход первого интегратора соединен с первыми входами блока считывания и первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго интегратора, второй вход блока считывания соединен с выходом второй схемы сравнения, выход блока считывания подключен к второму выходу устройства, выход .третьего интегратора подключён к первому .входу второй схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок деления кодов, причем выход элемента И подключен к входу второго интегратора, а второй вход второй схемы сравнения соединен с выходом блока деления кодов, вход которого соединен с входом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Темников Ф,Е., Славинский В.Л.. Математические развертывающие системы, М., Энергия, 1970, с. 111, рис. 6-7. 2о Авторское свидетельство СССР 763893, кл, G 06 F 7/552, 1979 (прототип),

.Запусн .

п

п

II

7J

10