Устройство для вычисления суммы квадратов трех величин

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для формирования суммы квадратов трех величин и извлечения из нее квадратного корня. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет дополнительного вычисления корня квадратного из суммы квадратов трех величин. Эта задача решается тем, что в устройство, содержащее два регистра сдвига, два сумматора, коммутатор, первый триггер, четыре элемента И, три элемента 1или4, элемент И-ИЛИ, три элемента задержки, три тактователя импульсов, три формирователя импульсов и блок управления, введены третий регистр сдвига, третий сумматор, вторй триггер, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пятый , шестой и седьмой элементы И, четвертый элемент ИЛИ и четвыртый элемент задержки. Изобретение может найти применение для построения цифровых систем управления, цифровых дифференциальных анализаторов и специализированных вычислительных устройств. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

С ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) Of) (5f)5 0 06 Р 7 552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r1Q ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4484507/24-24 (22) 19.09.88 (46) 23.07.90. Бюп. У 27 (71) Институт электродинамики АН УССР и Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (72) Г.Л.Баранов и В.Л.Баранов (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1260950, кл. G 06 F 7/552, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N- 1322273, кл. G 06 F 7/552, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СУММЫ

КВАДРАТОВ ТРЕХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для формирования суммы квадратов трех величин и извлечения из нее квадратного корня. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для формирования суммы квадратов трех величин и извлечения квадратного корня.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет дополнительного вычисления корня квадратного из суммы квадратов трех величин.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — структурные схемы блока управления и тактователя импульсов.

Устройство содержит регистры 1-3 сдвига. сумматоры 4-6, коммутатор 7, 2 за счет дополнительного вычисления корня квадратного из суммы квадратов трех величин. Это задача решается тем, что в устройство, содержащее два регистра сдвига, два сумматора, коммутатор, первый триггер, четыре элемента И, три элемента ИЛИ, элемент

И-ИЛИ, три элемента задержки, три тактователя импульсов, три формирователя импульсоЬ и блок управления,введены третий регистр сдвига, третий сумматор, второй триггер, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пятый, шестой и седьмой элементы И, четвертый элемент

ИЛИ и четвертый элемент задержки.

Изобретение может найти применение для построения цифровых систем управ- @ ления, цифровых дифференциальных анализаторов и специализированных вычислительных устройств. 2 ил. триггеры 8 и 9, элементы И 10-16 элементы ИЛИ 17-20, элемент И-ИЛИ 21; элемент ИСКЛИЧАИЦЕЕ ИЛИ 22, элементы

23-26 задержки, формирователи 27-29 импульсов, тактователи 30-32 импульсов, блок 33 управления, входы 34

36 аргументов устройства.

Блок 33 управления (фиг.?.) содержит генератор 37 импульсов,распределитель 38 импульсов, генератор 39 .одиночных импульсов, триггер 40,коммутаторы 41 и 42; элемент НЕ 43,первый-пятый выходы 44-48 соответственно.

Тактователи 30-32 импульсов (фиг.2) содержат элементы И-НЕ 49 и

3 . 1 580356 а

50, элемент ИЛИ 51, элемент НЕ 52, триггер 53, тактовый вход 54, управляющий вход 55, прямой 56 и инверсный 57 выходы.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии коммутатором

42 блока 33 управления подключают выход генератора 39 одиночных импульсов 1< к информационному входу триггера 40.

Генератор 37 импульсов блока 33 управления формирует последовательность тактовых импульсов, из которых п-разрядный распределитель 38 импульсов формирует п последовательностей импульсов длительностью 1 /f,ïåðèîäoì

Т = п/f и сдвинутых друг относительно друга на время t = 1/f где f— частота тактовых импульсов генератора 37 импульсов, п — количество разрядов регистров 1 — 3 сдвига. Коммутатором 41 подают сигнал логической единицы с выхода элемента НЕ 43 на управляющий вход генератора 39 одиночных импульсов, на выходе которого выделяется одиночный импульс из последовательности n-ro разряда распределителя 38 импульсов. Выходной импульс генератора 39 одиночных импульсов через, коммутатор 42 посту- . пает на информационный вход триггера 40, устанавливая его в единичное состояние. Сигнал логической единицы прямого выхода триггера 40 поступает на управляющие входы регистров 1 и 2 ,сдвига, которые под действием тактовых импульсов, поступающих с выхода

44 блока 33 управления, устанавливаются в нулевое состояние, так как иа их установочных входах действует сигнал логического нуля.

В регистр 3 сдвига под действием тактовых импульсов генератора 37 импульсов и единичного сигнала прямого выхода триггера 40 блока 33 управле45 ния записывается единица младшего .разряда, так как на установочном вхо" де регистра 3 сдвига действует последовательность импульсов первого разряда распределителя 38 импульсов бло50 ка 33 управления.

Триггер 8 устанавливается в нулевое состояние нулевым сигналом,сдвигаемым с выхода регистра 2 сдвига на

55 инверсный вход сброса триггера 8.

: Триггер 9 находится в нулевом состоянии, в которое он устанавливается в предыдущем цикле работы устройства. В исходном состоянии при нулевом сигнале на управляющем входе коммутатор 7 подключает свой выход к выходу элемента ИЛИ 18. На выходах формирователей 27 - 29 импульсов в исходном режиме действуют нулевые сигналы.

Элемент И 12 блокируется нулевым сигналом прямого выхода тактователя

31 импульсов. Элементы И 14 и 15 в исходном режиме блокируются нулевым сигналом прямого выхода триггера 9.

Блокировку элемента И 13 осуществляет нулевой сигнал прямого выхода тактователя 32 импульсов.

Режим вычислений устанавливается коммутатором 42 блока .33 управления путем подключения выхода генератора

39 одиночных импульсов к управляющим входам формирователей 27 — 29 импульсов и к информационному входу триггера 9. Вычисления в устройстве начинаются после запуска с помощью коммутатора 41 генератора 39 одиночных импульсов, выходной импульс кото.рого запускает формирователи 27

29 импульсов и устанавливает триггер

9 в единичное состояние.

На выходах формирователей 27 — 29 импульсов после запуска формируются импульсы, длительность которых пропорциональна сигналам (аналоговым или цифровым), поступающим по входам

34 — 36 аргумента устройства.

Если длительность выходных импульсов формирователей 27 — 29 импульсов различна, то наибольший по длительности импульс выделяется на выходе элемента ИЛИ 17, импульс наименьшей длительности — на выходе элемента

И 11, а средний по длительности импульс выделяется элементом И-ИЛИ 21.

Под действием наименьшего импульса на выходе элемента И 11 тактователь 30 импульсов формирует из последовательности импульсов п-го разряда распределителя 38 импульсов блока 33 управления, задержанных элементом 26 задержки на длительность тактового импульса, строб пачки импульсов, количество которых пропорционально наименьшей величине, действующей на одном из входов 34—

36 аргумента устройства. Сигнал строба на прямом выходе тактователя

30 импульсов переключает коммутатор

7 в состояние, в котором его выход

1580356 6

Под действием наибольшего импульса выхода элемента ИЛИ 17 тактователь

3 импульсов формирует строб пачки импульсов, количество которых пропорционально наибольшей величине. Сигнал строба прямого выхода тактователя 3! импульсов открывает элемент И 12, который подключает вход сумматора

4 к выходу сумматора 5.

Элемент И-ИЛИ 21 выделяет иэ выходных сигналов формирователей 27

29 импульс, длительность которого больше наименьшего, но меньше наибольшего импульса. До тех пор,пока на выходах 27 — 29 формирователей импульсов действуют одновременно не менее двух импульсов, на выходе элемента И-ИЛИ формируется единичный сигнал . Тактователь 32 импульсов,управляемый выходным сигналом элемента

И-ИЛИ 21, формирует строб пачки импульсов, количество которых пропорционально средней величине, действующей на одном из входов 34-36 аргумента устройства.

Обозначаются величины, действующие на входах 34 — 36 аргумента соответственно через Х, Y и ?. Допускается, что О (X (Y (Z. В этом случае алгоритм формирования суммы квадратов трех величин описывается соотношением

X-1

;> (2i+1 ) +

i=o

Х+У+Е=З

5 соединяется с выходом элемента 24 задержки на такт.. Рого формируется нулевой сигнал,блокирующий элемент И ) О.

Единичный сигнал прямого выхода триггера 8, спустя время задержки элемента 25 задержки на длительность тактового импульса генератора 37 импульсов, поступает через элемент ИЛИ 19 на вход элемента И 10. Под действием тактовых импульсов генератора 37 импульсов блока 33 управления с выхода регистра 2 сдвига в первом такте сдвигается младший разряд начального нулевого кода, сигнал которого. поступает на инверсный вход сброса триггера 8 и устанавливает его в нулевое состояние. На инверсном выходе триггера 8 формируется единичный сигнал, который снимает блокировку элемента

И 10. Благодаря задержке элементом

25 задержки на длительность тактового импульса сигнала прямого выхода триггера 8 на выходе элемента И )О формируется импульсный сигнал, который в первом такте под-действием тактовых импульсов записывается в регистр 2 сдвига в качестве младшего разряда двоичного кода, В течение первого такта импульс первого разряда распределителя 38 импульсов блока 33 управления поступает через элемент ИЛИ 1 8 и элемент

И 13, открытый сигналом строба прямого выхода тактователя 32 импульс.в, на вход сумматора 5, с. выхода которого этот импульс через элемент И и сумматор 4 под действием тактовых импульсов записывается в первый разряд регистра 1 сдвига., 2-1

4 2 (2i+1) +,> (2i+1), () )

>.x 1 где i = О,. l,2, 3... — натуральный ряд чисел.

Устройство реализует этот алгоритм следующим образом.

После запуска устройства единичный сигнал прямого выхода триггера

9 открывает элемент И 15, через который начинает поступать последовательность импульсов и-го разряда распределителя 38 импульсов блока 33 управления, задержанная элементом

26 задержки на длительность тактово, го импульса генератора 37 импульсов.

Первый импульс последовательности, действующий на выходе элемента И 15, устанавливает в единичное состояние триггер 8, на инверсном выходе кото40 В следующем такте выходной импульс элемента ИЛИ 18 действует на выходе элемента 24 задержки на такт и через коммутатор 7, сумматор 5, элемент

И 12 и сумматор 4 записывается под 45 действием тактовых имгульсон во в о— рой разряд регистра дв-."а. Та:им образом, после перв -; — пг-.. вычислений в tечение п тактов в Регистрах

1 и 2 сдвига сформировались соответ50 ственно двоичные коды квадратичнойй .функции ЗХ, = 3 и аргумента Х „= ) .

Выходной импульс элемента ИЛИ !8 на первом шаге вычислений поступает также через элемент 24 задержки и

55 коммутатор 7 на первый вход элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22, на втором входе которого действует единичный сигнал прямого выхода тактоватепя 32 импульсов. Поэтому в течение и тактов на, 1580356 первом шаге вычислений на выходе делителя. 38 импульсов блока 33 управэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ KlH 22 сформиру ления поступает на первый вход элеется обратный код 11...110) который мента ИЛИ 18 одновременно с поступчерез элемент И 14 поступает на вход лением на его второй вход с выхода сумматора 6. Элемент H 14 открыт еди- элемента 23 задержки двоичного кода

5 ничным сигналом прямого выхода такто- величины 2Х; . На выходе элемента вателя 32 импульсов, действующим че- KIH 8 формируется последовательный рез элемент ИЛИ 20. C выхода регист- код величины 2Х;, +1, который постура 3 сдвига под действием тактовых !0 пает через элемент И 13 на вход сумимпульсов генератора 37 импульсов на матора 5. На выходе элемента 24 запервом шаге вычислений сдвигается, держки на такт формируется двоичный начиная с младшего разряда, началь- код величины 2(2Х; „+1), который ченый двоичный код 00 0001 "8 резуль- Рез коммУтатоР 7 постУпает, начинаЯ тате суммирования последовательных !5 с младших РазРЯдов, на сУмматор 5.

1 Ф На выходе сумматора 5 формируется кодов, поступающих на входы сумматопоследовательный двоичный код велира 6, íà его выходе суммы формируется чины 3 2Х,, +1 ), который через дополнительный код двойки 11...1110, элемент И 1 2 поступает, начиная с который под действием тактовых иммладших разрядов, на вход сумматопульсов записывается в регистр 3 сдви-20 ра 4. На выходе сумматора 4 согласно га. Таким образом, после первого шага соотношению (2) формируется последовычислений в регистре 3 сдвига сфорвательный двоичный код значения ЗХ . мировался дополнительныи код отрица"

1 квадратичной функции на i-м шаге вытельной величины квадратичной функ2 = — 2

25 числения, который под действием такции — 2 Х, = — 2. товых импульсов записывается в реНа втором и последующих шагах выгистр 1 сдвига. числений до окончания. действия наиДвоичный код величины 2(2Х +1), меньшего импульса на одном из выхо,-1 действующий на выходе коммутатора дов формирователей 27-29 импульсов и ига 30 7 во вРемЯ 1-го шага вычислений,пРеустройство в регистрах 1 и 3 сдвига образуется в обратный код элементом формирует двоичные коды квадратичных

ИСКЛЮЧАЮ!ЦЕЕ ИЛИ 22, на одном из вхофункций дов которого действует единичный

3X, = ЗХ;, + 3(2Х;, + 1 ) (2) сигнал прямого выхода тактователя и и

32 импульсов. Обратный код величины

-2Х; = -2X -2(2Х „+1) (З) 2(2Х;, +1) поступает, начиная с младшего разряда, через элемент И 14 на соответственно, где Х .,и Х,, — зна" вход сумматора 6, на другие входы чения аргумента íà i- u i-1-x marax которого подаются последовательный вычислений соответственно. 40 двоичный код отрицательной величины

Например, на -и шаге вычислений -2Х;,, сдвигаемый под действием такпод действием тактовых импульсов фор товых импульсов с выхода регистра мируемых генератором 37 импульсов 3 сдвига, и единица младшего разряблока 33 управления; на первый вход да, действующая по цепи переноса сумматора 4 сдвигается последователь- 45 сумматора 6 в результате образования ный двоичный код величины ЗХ;,,сфор переноса из п-ro Разряда в предьщумированиый на предыдущем шаге вычис-. щем шаге вычислений. На выходе сум- . лений s регистре сдвига, а с выхо мы сумматора 6 формируется согласно да регистра 2 сдвигается последова- выражению. (3) последовательный .обрат2 тельный двоичный код аргумента Х 1 ный код отрицательной величины -2Х ., 50 1 который задерживается элементом 23 который под действием тактовых имзадержки на такт. Так как двоичный пульсов сдвигается в регистр 3 сдвикод сдвигается из регистра 2 сдвигаэ ra, Так как в .и-х разрядах двоичначиная с младших разрядов, то на ных кодов отрицательных величин,сумвыходе элемента 23 задержки Формиру мируемых сумматором 6, содержатся

55 ется последовательный двоичныи код единицы, то на выходе переноса суммавеличины 2Х;,, в младшем Ра ряде тора 6 формируется сигнал переноса, которого всегда содержится нулевои поступающий в следующем шаге вычискод. Импульс первого Разряда Распре лений по цепи переноса на вход сумма-(2y + 1) (5) 9 158 тора 6 в качестве единицы младшего разряда. Это позволяет преобразовать обратный код результата, сформированный сумматором 6 на предыдущем шаге вычислений, в дополнительный код за счет прибавления единицы младшего разряда, поступающей по цепи переноса в следующем шаге вычислений.

На каждом шаге вычислений в регистре 2 сдвига двоичный код Х, увеличивается на единицу.

Действительно, установка триггера 8 в единичное состояние импульсом последовательности выхода элемента И 15 обеспечивает разрыв цепи циркуляции кодов с выхода регистра 2 сдвига на его информационный вход, так как элемент И 10 закрыт нулевым сигналом инверсного выхода триггера 8.

До возврата триггера 8 в нулевое состояние в младшие разряды двоичного кода регистра 2 сдвига записываются нулевые сигналы, Триггер 8 вернет в нулевое состояние первый,начиная с младшего разряда, нулевой сигнал двоичного кода, который сдвигается под действием тактовых импульсов с выхода регистра 2 сдвига. Переход триггера 8 из единичного состоя- . ния в нулевое приведет к формированию на выходе, элемента И 10 импульсного сигнала благодаря задержке элементом 25 задержки на длительность тактового импульса единичного сигнала прямого выхода триггера 8 его предыдущего состояния. Оледовательно, вместо первorо, начиная с младшего разряда, нулевого разряда двоичного кода, сдвигаемого под действием тактовых импульсов с выхода регистра

2 сдвига, на его информационный вход поступает импульс, сформированный на выходе элемента И 1 О. Остальные ,разряды двоичного кода, сдвигаемого с выхода регистра 2 сдвига, перепи-! сываются без изменения через эле менты ИЛИ 19 и И 10 в регистр 2 сдвига. Таким образом, двоичный код в регистре 2 сдвига на каждом шаге вычислений sa время и тактов увеличивается на единицу и соответствует количеству импульсов, действующих на выходе элемента И 15, с момента запуска устройства.

Устройство работает аналогичным образом до окончания действия наименьшего импульса на одном из выхо0356

10 ,дов формирователей 27 — 29 импульсов.

После окончания строба наименьшего импульса на прямом выходе тактователя 30 импульсов коммутатор 7 подключает свой выход к выходу элемента

ИЛИ 18.

На интервале времени от момента окончания наименьшего до момента окончания среднего импульса на выходах формирователей 27-29 импульсов в регистрах 1 и 3 сдвига формируются двоичные коды согласно выражениям

Х + 2Y . (Х + 2Y ) + а

l5

1 1

+ 2(2У + 1 ) .1 и

-(х + у, -„) = -(х + )— соответственно, где Х вЂ” наименьшая величина аргумента; Y — средняя вели25 чина аргумента. К моменту окончания наименьшего импульса на j-и шаге вычислений в регистрах 1 и 3 формируются согласно соотношениям (2) и (3)

1. двоичные коды величин ЗХ = Х +

+ 2Y и -2Х . = -(Х + Y ) соответ1 2 11

3 1

30 ственно,. а в регистре 2 сдвига— двоичный код наименвшей величины Х =

Y., который с помощью элемента 23 задержки удваивается. На выходе элемента ИЛИ 1 8 формируется двоичный код величины 2У .+1, так как в J младший разряд записывается импульс первого разряда распределителя 38 импульсов блока 33 управления. После40 довательныи двоичныи Кор величины

2У.+1 с выхода элемента ИЛИ 18 постуJ пает через коммутатор 7 и элемент

Й 13 соответственно на первый и второй входы сумматора 5, на выходе которого формируется двоичный код величины 2 (2Y + l). На первый и втоJ рой входы сумматора 4 поступают

1 1

pHQHRHbIH код величины Х + 2У ., c ., BHгаемый под действием тактовых импуль5р сов с выхода регистра 1 сдвига, и двоичный код величины 2-(2Y +) ),дейJ ствующий на выходе сумматора 5 и поступающий через элемент И 12. Результат суммирования, соответствующий

55 выражению (4)р записывается под действием тактовых импульсов в регистр

1 сдвига.

Последовательный двоичный код величины 2Х +1, действующий на выходе

11 158 элемента ИЛИ 1 8, поступает также через коммутатор 7 на вход элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22, который преобразует его в обратный код, так как на

его другом входе действует единичный сигнал строба средней величины,формируемый тактователем 32 импульсов.

Обратный код отрицательной величины

-(2У.+ 1 ) поступает через элемент

И 1:4 на вход сумматора 6, на другие входы которого поступают обратный

2 код отрицательной величины -(Х + Y )

1 сдвигаемый под действием тактовых импульсов с выхода регистра 3 сдвига, и по цепи переноса: перенос из и-ro разряда, сформированный на предыдущем шаге вычислений.

В результате суммирования на выходе суммы сумматора 6 формируется согласно выражению (5) обратный г код отрицательной величины -(Х +

+ Y 1,, ), который под действием тактовых импульсов записывается в регистр 3 сдвига, а на выход переноса сумматора 6 формируется перенос из п-ro разряда, поступающий по цепи переноса на вход сумматора 6.

В зто время, как ранее было описано, двоичный код в регистре 2 сдвига при каждом шаге вычислений увеличивается на единицу младшего разряда.

На всех последующих шагах вычисления выполняются аналогично до момента окончания на К-м шаге среднего импульса величины Y. К этому мо- менту времени в регистре 1 сдвига сформировался согласно выражению

2 (4) двоичный код величины Х + 2Y1, =

= Х + Х + Z „, в регистре 2 сдви2 2 г га — двоичныи код средней величины

Y = Z <, а в регистре 3 сдвига— обратный код отрицательной величины-(Х + Y ). После окончания строба среднего импульса величины Х на прямом выходе тактователя 32 импульсов формируется нулевой сигнал, который совместно с нулевым сигналом инверсного выхода тактователя 31 импульсов формирует на выходе элемента ИЛИ 20 .нулевой сигнал, блокирующий элемент

И 14. В следующем шаге вычислений перенос из n-ro разряда, сформированный на предыдущем шаге вычислений, поступает но цепи переноса на вход сумматора 6, на другой вход которого под действием тактовых импульсов сдвигается с выхода регистра 3 сдви0356 l2

ra обратный код величины -(Х + Yг) .

В результате суммирования на выходе суммы сумматора 6 формируется дополнительный код величины -(Х +Y ),котог рый под действием тактовых импульсов запоминается динамическим способом путем циркуляции кода с выхода регистра 3 сдвига на его информационный вход через сумматор 6 °

После окончания строба средней величины Y нулевой сигнал прямого выхода тактователя 32 импульсов блокирует элемент И 13, а в регистре 1. сдвига формируется двоичный код величины.

Х+У+Е=(Х+У+Е) +

ki< k

+(2Е1,+ 1),, (6) где Х, Y и Š— соответственно наименьшее, среднее и наибольшее значения аргумента. Действительно, на (1+1 )-м шаге двоичный код величины

25 Е„, сдвигаемый под действием тактовых импульсов из регистра 2 сдвига, удваивается с помощью элемента 23 задержки на такт. На выходе элемента

ИЛИ 1 8 формируется двоичный код вели3р чины 2 Z 1, + 1, который через комму,татор 7, сумматор 5 и элемент И 12 поступает на вход сумматора 4, на другой вход которого с выхода регистра 1 сдвига поступает двоичный код

35 величины Х + Y + Z,. Результат суммирования, соответствующий выражению (6), записывается под действием тактовых импульсов в регистр 1 сдвига. Одновременно на (k+1)-м шаге

4p вычислений, как описано выше, дво ичный код в регистре 2 сдвига уве;личивается на единицу младшего разряда, Вычисления на всех последующих

45 шагах выполняются аналогично до момента окончания наибольшего импульса величины Z. После окончания наибольшего импульса на выходе элемента ИЛИ 17 устанавливается нулевой сигнал KQTopblA формирует HB IIpHMoM выходе тактователя 3! импульсов нулевой сигнал, а на инверсном выходе — единичный. Нулевой сигнал пря.мого выхода тактователя 31 импульсов блокирует элемент И 1 2. Процесс вычисления суммы квадратов трех величин завершается, а в регистре 1 сдви, га запоминается динамическим способом,2. 2 двоичныи код величины Х + Y + Е!

3 15 который под действием тактовых импульсов циркулирует через сумматор

4 с выхода регистра i сдвига íà его информационный вход.

После окончания строба наибольшей величины на прямом выходе тактователя 3! импульсов в регистре 2 сдвига продолжается процесс формированин двоичного кода величины W

= 1 Х 2 + Y 1 + 2 2. Предполагается, что наибольший импульс величины

2 окончился на r-м шаге вычислений и обозначается Я. = -Х -Y

1 1 г

Тогда в регистре 3 сдвига циркулирует под действием тактовых импульсов дополнительный код величины Я . Алгоритм формирования двоичных кодов в регистре 3 сдвига после окончания наибольшего импульса величины Z и с учетом введенных обозначений описывается выражением

Е„,,=Я,.+2W+1.

Устройство реализует выражение (7) следующим образом.

Двоичный код величины W = Z сдвиг ае тся под дейс твием тактовых импульсов с выхода регистра 2 сдвига, удваивается элементом 23 задержки и увеличивается на единицу на выходе элемента ИЛИ 1 8 таким же образом, как описано выше. На выходе элемента ИЛИ 18 формируется двоич.ный код величины 2Wr + 1, который поступает через коммутатор 7, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 и элемент И 1 4 на вход сумматора 6, на другой вход которого под действием тактовых импульсов с выхода регистра 3 сдвигается дополнительный код величины

На выходе суммы сумматора 6 в результате суммирования формируется согласно выражению (7) новый дополнительный код величины разбаланса

E. +,, который под действием тактовых импульсов записывается в регистр

3 сдвига. Следует отметить, что в этом режиме элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

22 пропускает двоичный код величины 2W +1 без изменения, так как на

r его втором входе действует нулевой сигнал прямого выхода тактователя 32 импульсов. Элемент И 14 в этом режиме открывается единичным сигналом ин-, версного выхода тактователя 31 импульсов, действующим через элемент

ИЛИ 20. Двоичный код в регистре 2 сдвига в процессе перезаписи за п

80356 !

4 тактов с выхода на информационный вход регистра 2 сдвига через элементы ИЛИ 19 и И 10 увеличивается на каждом шаге вычислений на единицу младшего разряда, как описано вы» ше. Блокировка элемента И 16 в этом режиме снимается, так-как на инверсном выходе тактователя 31 импульсов действует единичный сигнал.

На всех последующих шагах вычисления выполняются аналогичным образом до тех пор, пока дополнительный код разбаланса Я „,, в регистре 3 сдвига не достигнет положительного или нулевого значения . В этом случае на выходе переноса сумматора б формируется сигнал переноса из и-го разряда, который открывает элемент И 16. Им3) пульс и-го разряда распределителя

38 импульсов блока 33 управления проходит через элемент И 16 и устанавливает триггер 9 в нулевое состояние. Нулевой сигнал прямого выхода

25 триггера 9 блокирует элементы И 14 и

15в Процесс вычислений в устройстве завершается. В регистре 1 сдвига запоминается динамическим способом двоичщлй код величины X + Y + Z

2 j

30 а в егист е 2 сдвига — W

Хх+ у1+ Z2

В том, что алгоритм (7 ) позволяет получить в еличину W

+"1 г. из следующих соотношений.

Есниы =гХ +у +Е то

И1= Х 2+ У2+ (8) Переносятся в левую часть (8) все члены и вводится обозначение сигнала разбаланса Я на г+1-м шаге выги числений

Устройство реализует алгоритм

W+, =W +2У +1, (10)

С учетом (!О) выражение (9) примет

Я„„=И„+2Ч +1 — Х -Y -2.(»)

2 2.

В момент окончания импульса наибольшей величины Е на r-м шаге вычислений имеется W = 2 или

Ф

W -Z =О.

2 (12)

Тогда при E. — Х - е с учетом (12)

2 „2 . выражение (» ) примет вид (7 ) . Об15,158 нуление сигнала разбаланса Я.„,= 0 обеспечивает равенство (8), откуда

М = Х + 1 + Е .

Формула изобретения

Устройство для вычисления суммы квадратов трех величин, содержащее два.регистра сдвига, два сумматора, коммутатор, первый триггер, четыре элемента И, три элемента ИЛИ, элемент

И-ИЛИ, три элемента задержки, три тактователя импульсов,три формирователя импульсов и блок управления, первый выход которого соединен с входами синхронизации, второй выход — с управляющими входами первого и второго регистров сдвига, установочные входы которых подключены к входу логического нуля устройства, а информационные входы — к выходам первого сумматора и первого элемента И, управляюде входы первого, второго и третьего тактователей импульсов соединены с выходами соответственно второго элемента И, первого элемента ИЛИ и элемента И-ИЛИ, третий выход блока управления соединен с первым входом второго элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, четвертый выход блока управления подключен к управляющим входам первого, второго и третьего формирователей импульсов, информационные входы которых являются входами соответственно первого, второго и третьего аргументов устройства, выход первого регистра сдвига соединен с первым входом первого сумматора; второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен непосредственно, с первым информационным входом и через второй элемент задержки — с вторым информационным входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с прямым выходом первого тактователя импульсов, выход второго регистра сдвига соединен с входом первого элемента задержки, с входом первого элемента ИЛИ и .инверсным входом установки первого триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента

И, прямой выход первого триггера соединен через третий элемент задержки с вторым входом третьего элемента

0356 16

ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И,выходы первого, второго и третьего формирователей импульсов соединены с первы5 ми, вторыми и третьими входами первого элемента ИЛИ и второго элемента

И, первый и второй входы третьего элемента И соединены с прямым выходом второго тактователя импульсов и с выходом второго сумматора соответственно, первый и второй входы которого соединены с выходами коммутатора и четвертого элемента И, первый и второй входы которого подключены к прямому выходу третьего тактователя импульсов и выходу второго элемента ИЛИ соответственно, выход первого формирователя импульсов соеди2О нен с первыми входами первой и второй групп входов элемента И-ИЛИ,вторые входы первой и второй групп входов которого подключены к выходам соответственно второго и третьего

35 формирователей импульсов, первый и второй входы третьей группы входов элемента И-ИЛИ соединены с выходами соответственно второго и третьего формирователей импульсов, о т л и— щ0 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет дополнительного вычисления корня квадратного из суммы квадратов трех величин, в него введены третий регистр сдвига, третий сумматор, второй триггер, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пятый, шестой, и седьмой элементы И, четвертый элемент

ИЛИ и четвертый элемент задержки, 4О пРичем ВЫХОД коммутатора соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, второй вход и выход которого соединены с прямым выходом третьего тактователя импульсов и с первым

5 входом пятого элемента И соответственно, инверсный выход второго тактователя импульсов и прямой выход третьего тактователя импульсов соединены соответственно с первым .и

5О вторым входами четвертого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, инфор.мационный вход первого триггера соединен с выходом шестого элемента И, пеРВый и ВТОРОЙ ВхОДы кОторОгО под» ключены к прямому выходу второго триггера и к выходу четвертого эле-. мента задержки соответственно, выход третьего регистра сдвига соединен с

17,158035

10 первым входом третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу пятого элемента И, третий вход которого соединен с прямым выходом в т op or о триг г ер а, информационный вход и вход сброса которого подключены соответственно к четвертому выходу блока управления и к выходу седьмого элемента И, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с входом синхронизации и управляющим входом третьего регистра сдвига, установочный вход которого подключен к третьему выходу блока

18 б управления, информационный вход третьего регистра сдвига соединен с выходом суммы третьего сумматора, выход переноса которого подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которого и вход четвер-. того элемента задержки соединены с пятым выходом блока управления, а третий вход . — с инверсным выходом второго тактователя импульсов, выход четвертого элемента задержки соединен с тактовыми входами первого,вто- рого и третьего тактователей импуль5 Сов °

1580356

Составитель Г. Баранов

РедактоР Г.ГеРбеР ТехРед Д.Сердюкова Корректор 4.0бручар

Заказ 2012 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101