Устройство для извлечения корня третьей степени

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЯ ТРЕТЬЕЙ СТЕПЕНИ, содержащее, счетчикj накапливающий сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат и повьЕЦения быстродействия, оно содержит делитель на шесть, управляемый делитель частоты, первый и второй Формирователи импульсов, первый и второй элементы И, триггер, ; прямой выход которого соединен с первым входа м первого элемента И, выход которого соединен с входом делителя на шесть, выход которого соединен со счетиым входом управляемого делителя частоты, вход разрешения записи которого соединен с входом установки S единицу триггера, входом разрешения приема информации накапливающего сумматора и выходом первого формирователя импуль сов, вход которого соединен с выходом второго эле меИта И, выходом результата в последовательном коде устройства и счетным входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с ВЕЛХОДОМ результата в параллельном коде устройства и соответствукадими разрядными входами накапливающего сумматора, разрядгяые выходы которого соединены cooilветствейно с управляющими входами управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом установки в нуль триггера, инверсный выход которого соединен с первым вхог, дом второго элемента И, второй вход кОторог о соединен с тактовым входом, s :устройства и входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторыгл входом первого элемента И.

(1Е (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧШУХ

РЕСРУБЛИН.3(Д) G 06 F 7/552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3438534/18-24 (22) 12,05.82 (46) 07.02.84. Бюл. 9 5 (72) В.В..Шумаев,и B.A.Èâàíîâ (71) Марийский политехнический институт им. M Горького (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 603988, кл.: С 06 F .7/552, 1978.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3374760, кл. G 06 F 7/552, 1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ .

КОРНЯ ТРЕТЬЕЙ СТЕПЕНИ, содержащее счетчик, накапливающий сумматор,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных зат..рат и повыаения быстродействия, оно содержит делитель на шесть, управляемый делитель частоты, первый и вто-.. рой формирователи импульсов, первый и второй элементы И, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом делителя .на шесть, выход которого соедиI нен со счетным входом управляемого делителя частоты, вход разрешения записи которого соединен с входом установки s единицу триггера, входом разрешения приема информации накапливающего сумматора и выходом первого формирователя. импульсов, вход которого соединен с выходом второго элемента И, выходом результата в последовательном коде устройства и счетным входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с выходом результата в параллельном коде устройства и соответствующими разрядными входами накапливающего сумматора, разряд-. ные выходы которого соединены соот ветственно с управляющими. входами Я управляемого .делителя частоты, выход которого соединен с входом установки в нуль триггера, инверсный выход которого соединен с первым вхо, дом второго элемента И, второй вход которого соединен с тактовым входом устройства и входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И.

1072042

Изобретение относится к автоматике, цифровой. вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройСтвах и системах управления.

Известно устройство для извлечения корня третьей степени, которое содержит два счетчика, элемент задержки,.триггер, элемент И, элемент ИЛИ, накапливающий сумматор, шину установки в единичное состояние и формирователь импульсов )1j ..

Недостатками устройства являются сложность его реализации и низкое быстродействие. Устройство не имеет

f выхода параллельного кода результата вычислений.

15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для извлечения кубического корня, содержащее два счетчи- 20 ка, накапливающий сумматор, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам первого счетчика, входы счетный и разрешения записи которого соединены между собой и 25 являются входом устройства, а выход переполнения соединен с управляющим входом накапливающего сумматора и со счетным входом второго счетчика, разрядные выходы которого подключены к информационным входам накапли вающего сумматора, и -й разрядный выход которого соединен с 1,11 +1) -и разрядным входом первого слагаемого и (П +2)-м разрядным входом второго слагаемого сумматора (2) .

Недостатками устройства являются сложность его реализации, большое количество связей и низкое быстродействие, поскольку в устройстве используется сумматор двух многораз- 40 рядных чисел и многоразрядный реверсивный счетчик.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат и повыше-— ние быстродействия. 45

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее счетчик и накапливающий сумматор, содержит делитель на шесть, управляемый делитель частоты,, первый и второй формирователи имйульсов, первый и второй элементы И, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом делителя на шесть, выход которого. соединен со счетным входом управляемого делителя частоты, вход разреше-, ния записи которого соединен с входом установки в единицу триггера, входом разрешения приема информации 60 накапливающего сумматора и выходом первого формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом вто рого элемента И, выходом результата в последовательном коде устройства и счетным входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с выходом результата в параллельном коде устройства и соответствующими разрядными входами накапливающего сумматора, разрядные выходы которого соединены соответственно с управляющими входами управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом установки в нуль триггера, инверсный выход которого соединен .с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с тактовым входом устройства и входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И.

На чертеже представлена. схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит второй формирователь 1 импульсов, первый элемент

И 2, делитель 3 на шесть, триггер 4, управляемый делитель 5 частоты, накапливающий сумматор б, второй элемент H 7, первый .формирователь 8 импульсов, счетчик 9, тактовый вход

10, выход 11 в последовательном коде, выход 12 в параллельном коде.

В основу алгоритма работы устройства положено итерационное выражение

-(,и - 1) = Зп(п- 1) + 1, где и = 1,2,3...

Если учесть, что произведение

EI(Il - 1)/2 является суммой. (И-1)-х членов арифметической прогрессии видаа= Ае+ g п и а = 0 и

g = {, 1.е. б{п-ц

° 1 можно записать

{{-1 п - (п-l) = 2Е. 31 + 1 или

1af

{ и - (й-1) = 6 {+ 1 (1)

Считаем, что и ={и, тогда итерационное выражение (1) может быть использовано для построения устройства, осуществляющего вычисление

И =Яю j, где t j — целая часть числа.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все разряды счетчика 9, управляемого делителя

5 частоты, накапливающего сумматора б и триггера 4 установлены в нулевое состояние.

На прямом выходе триггера 4 и на первом входе первого элемента И 2 нулевой уровень, на инверсном выходе триггера 4 и на первом входе второго элемента И 7 — единичный уровень. Первый импульс входной последовательности проходит на выход 11 устройства через второй элемент И 7 и поступает на вход первого формиро1072042

Составитель A. Казанский

Редактор Н. Бобкова Техред A.Вабинец Корректор М. Шароши

Эаказ 127/41 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент",- г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вателя.8 импульсов и на счетный вход счетчика 9, записывая в нем единицу, которая поступает на соответствующие разрядные входы накапливающего сумматора б. Импульс, сформированный по спаду выходного импульса устрой- 5 ства формирователем 8, поступает на вход установки в единицу триггера

4, на вход разрешения приема информации накапливающего сумматора б и на вход разрешения записи управляе- fo мого делителя 5 частоты, записывая в них единицы. Формирователь 8 импульсов по спаду выходного импульса служит в качестве задержки на время, равное длительности выходного импуль- 5 са, необходимое для работы счетчика

9 и накапливающего сумматора б.

На прямом выходе триггера 4 и на первом входе первого элемента И 2единичный уровень, на инверсном выходе триггера 4 и на первом входе второго элемента И 7 — нулевой уро-. вень. Второй элемент И 7 закрыт, пер- вый элемент И 2 - открыт. Импульсы, сформированные по -спаду входных импульсов устройства вторым формиро- вателем 1, поступают на вход делителя 3 на шесть, который выделяет шестой импульс. Этот импульс поступает на счетный вход управляемого делителя 5 частоты с коэффициентом ЗО деления, равным единицы, проходит на его выход и устанавливает триг-. гер 4 в нулевое состояние, при этом первый элемент;И 2 закрывается, а второй элемент И 7 открывается и 35 пропускает на выход 11 устройства следующий импульс из входной импульс4 ной последовательности, порядковый ,номер которого является восьмым.

ВтоРой формирователь 1 импульсов 4О по спаду входных импульсов служит в качестве временной задержки на длительность -входного импульса для того, чтобы на выходе устройства не формировались два последовательных импульса из входной импульсной после-45 довательности (например, седьмой и. восьмой или двадцать шестой и двадцать седьмой).

Второй выходной импульс записывает и счетчик 9 число два, в накапли- 50 вайщий сумматор б число 3 (1+2=3), а коэффициент деления управляемого делителя 5 частоты становится равным трем, триггер 4 устанавливается в нулевое состояние. Входные импульсы 55 через второй формирователь 1 импульсов и первый элемент И 2 поступают на делитель 3 на шесть, который пропускает на свой выход каждый шестой из своих входных импульсов. Эти импульсы поступают на счетный вход управляемого делителя 5 частоты с коэффициентом деления, равным трем, который пропускает на выход третий из своих входных импульсов или двадцать шестой из импульсной последовательности, поступающий на вход 10 устройства. Этот импульс устанавливает триггер 4 в нулевое состояние, при этом первый элемент И 2 закрыва-. ется, а второй элемент И 7 открывается и пропускает на выход 11 устройства следующий импульс из входной импульсной последовательности, порядковый номел которого двадцать седьмой, т.е. 3 = 27.

Следовательно устройство, работая в соответствии с алгоритмом (1), формирует на выходе только те импульсы.входной последовательности, номера которых представляют значения куба целого числа. Результат вычислений снимается в виде последователь ного кода с вь1хода 11 устройства, в виде параллельного двоичного кода с выхода 12 устройства.

В предлагаемом устройстве выходные импульсы равны по длительности входным и-для обеспечения работы устройства без сбоев необходимо, чтобы период следования импульсов входной последовательности удовлетворял равенству

Твх. = max(3 0+ тч+ gap.ä "ñ÷) 1 где 0 —.. Максимальйое время задержки (распространения используемых логических элементов Ч - время задержки накапливающего сумматора;

"qnpg — время задержки управляемого л делителя частоты;

tcq †.время задержки счетчика.

Таким образом, введение делителя на шесть, триггера, управляемого делителя частоты с меньшей разрядностью и исключение из известного устройства сумматора двух многоразрядных чисел с большим количеством соединений, значительно упрощает схему предлагаемого устройства и повышает ее быстродействие.