Устройство для вычисления квадратного корня

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее входной регистр, выходной регистр, схему сравнения, блок возведения в квадрат, генератор тактовых импульсов, причем входы входного регистра соединены соответственно с информационными входами устройства, выходы входного регистра соединены соответственно с входами первой группы схемы сравнения , входы второй группы которой соединены соответственно с выходами блока возведения в квадрат, входы которого соединены соответственно с выходами выходного регистра и выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия , в него введен регистр сдвига , причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходом схемы сравнения, информационный вход регистра сдвига соединен с установочным входом устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ае (и) эа0 6 06 F 7/552

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3419375/18-24 (22) 07.04.82 (46) 15.07.84. Бюл. У 26 (72) В.А.Гудым, Б..А.Бойчук, А.В.Майструк и Ю.В.Шубо (53) 681 ° 325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 392494, кл. G 06 F 7/552, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

У 611208, кл. G 06 F 7/552, 1975 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее входной регистр, выходной регистр, схему сравнения, блок возведения в квадрат, генератор тактовых импульсов, причем входы входного регистра соединены соответственно с информационными входами устройства, выходы входного регистра соединены соответственно с входами первой группы схемы сравнения, входы второй группы которой сое- . динены соответственно с выходами бло" ка возведения в квадрат, входы которого соединены соответственно с выходами выходного регистра и выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен регистр сдвига, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, выходы которого сое- Я динены соответственно с тактовыми входами выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходом схемы сравнения, информационный вход регистра сдвига соединен с установочным входом устройства.

1 1103

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано для аппаратурной реализации операции вычисления квадратного корня числа в различных системах автоматики, управления и в специализированных вычислительных устройствах.

Известно устройство для вычисления квадратного корня числа, содержа- 10 щее регистры, счетчики, блок сравнения, сумматоры и логические элементы (I) .

Однако это устройство является сложным. !5

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство, содержащее входной и выходной регистры, схему сравнения, блок возведения в квадрат, генератор тактовых импуль- щ0 сов, причем вход входного регистра соединен с входом устройства, выход входного регистра соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом блока воз- 5 ведения в квадрат, вход которого соединен с выходом выходного регистра и выходом устройства )2) .

Однако указанное устройство не обеспечивает достаточного быстродейст З0 вия вычисления в системах обработки информации, работающих в реальном масштабе времени.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее входной регистр, выходной регистр, схему сравнения, блок возведения в квадрат, ге" нератор тактовых импульсов, причем входы входного регистра соединены соответственно с информационными входами устройства, выходы входного регистра соединены соответственно с входами первой группы схемы сравнения, входы второй группы которой соединены соответственно с выходами блока возведения в квадрат, входы которого соединены соответственно с выходами выходного регистра и выходами устройст-50 ва, введен регистр сдвига, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами в - 55 ходного регистра, информационные входы которого соединены с выходом схемы сравнения, информационный вход регист226 ра сдвига соединен с установочным входом устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство для вычисления квадратного корня чисел содержит выходной регистр 1, блок 2 возведения в квадрат, схему 3 сравнения чисел, входной регистр 4, регистр 5 сдвига, генератор 6 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства рассмотрена на примере извлечения корня из восьмиразрядного двоичного числа 11000100 (196 — в десятичной системе счисления). В исходном состоянии на выходах регистра 5 сдвига установлен единичный потенциал, выходнои регистр 1 установлен в 0 1. Постоянно подающиеся ка тактовый вход регистра 5 сдвига импульсы с выхода генератора 6 тактовых импульсов не вызывают изменения состояния устройства, так как на информационном входе регистре 5 сдвига присутствует уровень "1".

Установочный импульс, равный по длительности периоду повторения импульсов генератора 6 тактовых импульсов, поступает на логический вход регистра 5 сдвига и с приходом импульса с выхода генератора 6 тактовых импульсов устанавливает на выходе первого разряда регистра 5 сдвига нулевой потенциал. Нулевой потенциал удерживается в течение одного периода следования тактовых импульсов.

Этот сформированный на выходе первого разряда регистра 5 сдвига импульс воздействует на S-вход триггера старшего разряда выходного регистра 1 и устанавливает его в состояние "1".

Сигнал с выходов выходного регистра

1 (код 1000) поступает на блок 2 возведения в квадрат и затем на схему

3 сравнения чисел, где сравнивается с входным числом. Если входное число меньше полученного, на выходе схемы

3 сравнения устанавливается уровень

"0", если больше — уровень " 1" (в данном примере входное число больше вычисленного, и на выходе устанавливается уровень "1").

Выходной сигнал схемы 3 сравнения чисел подается на S-входы всех триггеров выходного регистра 1, однако

1103226

Риг. f сигнал запишется только в тот триггер, в котором на С-входе присутствует тактовый импульс — изменение уровня иэ нулевого в единичный. Следовательно, " 1" записана только в триггере старшего разряда выходного регистра 1. В приведенном примере запись логического уровня в триггер выходного регистра 1 происходит при изменении уровня сигнала на С-входе из "0 и и 10 в " 1" следовательно, задний фронт импульса на выходе первого разряда регистра 5 сдвига запишет "1" в триггер старшего разряда выходного регистра 1. С приходом второго тактового импульса.с выхода генератора 6 тактовых импульсов уровень установится на выходе второго разряда регистра 5 сдвига и процесс вычисления повторится, однако старший разряд выходного регистра 1 остается значащим (в приведенном примере вычисление производится для числа 1100). Процесс вычисления повторяется до окончания импульса на выходе последнего разряда ре25 гистра 5 сдвига, после чего в выходном регистре 1 записан искомый результат 1110. Устройство переходит в ждущий режим до прихода следующего установочного импульса. Работа устройства для вычисления квадратного корня чисел описана для полного цикла вычислений. Использование схемы 3 сравнения чисел, вырабатывающей дополнительный сигнал при равенстве чисел, позволяет сократить время вычисления результата.

Максимальное число тактов равно числу и разрядов регистра 1. Время вычисления определяется быстродействием блока 2 возведения в .квадрат и схемы 3 сравнения и равно Т=n(t1+

t2) где t1 время возведения в квадрат; t — время задержки схемы сравнения чисел.

Таким образом, устройство для вычисления квадратного корня обеспечивает уменьшение времени вычисления квадратного корня чисел, причем снижаются аппаратурные затраты (блок управления устройством заменен сдвигающим регистром).

1103226

Г) е) и) к) л) Составитель Л.Медведева

Редактор О.Колесникова Техред А.Бабинец

Корректор И.Муска

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4981/37 Тираж 699

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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