Устройство для извлечения квадратного корня

 

" 439805

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ыюз ";:õ .тских

Q f у ц @ и и ст" ° «ъ с и и

Респу(. л:)к (б1) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 03.04.72 (21) 1767003 18-24 (51) 1.Кл. G 06f 7, 38 с присоединением заявки ¹

Гасударстеенгый кам.-.те1

Саеета Мики:трпа Сггр па делам иаае,.-,ъ . и аткрь::;й (32) Приоритет—

Опубликовано 15.08.74. Бюллетень № 30 (53) УДК 681.325.5 (088., ) Дата опубликования описания 09.04.75 (72) Авторы изобретения

И. И. Городецкий и Ш. С. Хусаинов (71) Заявитсль (5-1) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Изобретение относится к области вычислительных устройств и может быть использовано в бортовых и наземных вычислителях, работающих в реальном масштабе времени, для цифровой обработки радиолокационной информации, а также других вычислительных устройствах, к которым не предъявляются повышенные требования по точности.

Известны устройства для извлечения квадратного корня, содержащие вычитатель, регистр сдвига, регистры хранения промежуточных результатов и схему управления.

Известные устройства обладают следующими недостатками: достаточно сложную программу вычислений, небольшим быстродействием, та.(как процесс извлечения квадратного корня солеря(пт много операций, срав нтсльпой сложпостгио технической реализации.

В бортовых ц цазсмпых вычислителях, всдущих цифровую обраоотку радиолокационной информации в реальном масштабе времени, указанные недостатки пе позволяют использовать такие сложные устройства несмотря на то, что они ооеспечивают высокую точность.

Для устранения указанных недостатков с целью значительного упрощения извлечения квадратного корня, повышения быстродействия и довелеппя точностей при вычислении до величии, прпгодпых для практического использования, предлагается устройство для извлечения квадратного корня.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из регистра 1 подкоренного выражения, выходы которого соединены соответственно с входами группы вентилей 2, а также со входами групп вентилей

3 — 5.

1р При этом другой вход каждого из вентилей 2 (кроме вентиля старшего разряда) соединен через элемент задери(ки б с выходом соседнего слева вентиля, а другой вход вентиля старшего разряда группы вентилей 2

15 соединен со входом 7 импульса опроса и через элемент задержки 8 — с управляющим входом,лс, пифратора чисел 9, информацпонныс гходы которгоо соединены с соответствующп мп выходами двоичного счетчика 10, на вход которого поступает выход схемы «ИЛИ» 11. моды которой сослпцспы с выходами группы вентилей 2.

Выходы дсшпфратора чисел 9 нспосрелствснно пли чсре; схемы «ИЛИ» 12 и 13 заве лены ца соответствующие разряды регистр;i

1, а также чсрез схему «ИЛИ» 14- и элементi-i задержки 15 — 17 — па входы групп вентиле

3 — 5, выходы вентилей этих групш через гругпу схем «ИЛИ» 18 соединены со в.(одами и»30 каплпвающего сумматора 19.

439805

Операция извлечеши корпя осуществляется по следующим формулам.

Если количество разрядов подкоренного выра>кения есть число четное (и = 2р), где

p=0,1,2, ..., то где х,=2 и 0 =. — "(1

22p

Если количество разрядов подкоренного выражения есть число нечетное (m = 2р +

+1), то (2)

Работа устройства происходит следующим образом.

После записи подкоренного выражения в регистр 1 на вход первой группы вентилей IIOступает опорный импульс со входа 7 для определения разрядности записанного числа.

Анализ разрядности в подкоренном выражении производится следующим образом: если в старшем разряде регистра записан «О», то на выходе вентиля старшего разряда группы вентилей 2 вырабатывается сигнал, который через схему «ИЛИ» 11 поступает на вычитающий вход двоичного счетчика 10 и через элемент задержки б — на вход соседнего справа вентиля группы вентилей 2, подключенного к выходу соседнего разряда регистра 1.

Эта процедура продолжается до выявления старшей единицы в очередном из опрашиваемых разрядов регистра, при этом на выходе схемы вентиля из группы вентилей 2, подключенной к данному разряду, находящемуся в состоянии «1», импульса не будет, и процесс последовательного опроса на этом прекращается. Двоичный счетчик 10 предварительно устанавливается в состояние, соответствующее количеству разрядов регистра, и число, оставшееся в нем после вычитания /г импульсов, соответствует количеству разрядов подкоренного выражения.

После определения разрядности импульс с выхода элемента задержки 8 (величина задержки выбирается несколько большей времени, необходимого для последовательного опроса всех вентилей группы вентилей 2) посту.пает на управляющие входы дешифратора чисел 9, подключенного к соответствующим выходам двоичного счетчика 10. При этом импульс появляется только на одном выходе дешифратора, который декодирует число, оставшееся в счетчике. Импульсы с четных выходов дешифраторов чисел через схемы

«ИЛИ» 12 и 13 поступают на одноименные четные разряды регистра 1 для установки в

«1», при этом реализуется выражение (1).

Место запятой, отделяющей целую часть

Предмет изобретения

Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее на капливающий сумматор, регистр, счетчик, дешифратор, четыре группы вентилей, схемы «ИЛИ и элементы задержки, отличсиои ееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения быстродействия, выходы разрядов регистра соединены с первыми входами вентилей всех четырех групп, второй вход вентиля и-го (старшего) разряда первой группы соединен со входом первого элемента задержки, выход которого соединен со входом дешифратора, выходы вентилей первой группы соединены со входами первой схемы «ИЛИ» и со входами элементов задержки, выходы которых соединены

4 числа от дробной, в полученном результате фиксируется автоматически при определении разрядности подкоренпого выражения. Импульсы с нечетных выходов дешифратора чисел через схемы «ИЛИ» 12 и 13 поступают на одноименные четные разряды регистра 1 для установки в «О» и в последующие разряды— для установки в «1», при этом реализуется выражение (1) .

10 Место запятой, отделяющей целую часть числа от дробной, в полученном результате фиксируется авоматически при определении разрядности подкоренного выражения. Импульсы с нечетных выходов дешифратора чисел 9, так же как и в первом случае поступают в регистр 1 и, кроме того, через схему

«ИЛИ» 14 и элементы задержки поступают на группы вентилей 3 — 5, через которые осуществляют последовательное (в три такта) считывание промежуточного результата извлечения квадратного корня из регистра 1 в сумматор 19, при этом происходит умножение на постоянное число j. и реализуется выра1

25 >кение (3). При определении места запятой в полученном результате учитывается также количество знаков после нуля в постоянном множителе. Элементы задержки 15 — 17 выбираются, исходя из быстродействия сумматора.

Элемент задержки 15 обеспечивает необходимый временный сдвиг импульсов с нечетных выходов дешифратора чисел 9, поступающих на группу вентилей 3 и регистр подкоренного выражения. Считывание из регистра

1 допускается только тогда, когда в нем получается промежуточный результат. Величина задержки определяется длительностью переходных процессов, протекающих в триггерах регистра 1 при изменении их состояний. Им40 пульсы одновременно поступают в два разряда (см. чертеж), следовательно величина задержки определяется длительностью переходного процесса в триггере с меньшим быстродействием. Значения квадратного корня из чисел О, 1, 2, и 3 снимаются непосредственно с выходов младших разрядов дешифратора чисел 9.

439805

Составитель В. Пахунов

Texpeä 3. Тараненко

Корректор Л, Орлова

Г едактор E. Семанова

Заказ 7523 Пзд. № 1918 Тираж 624 Подписное

LiHI fI4III I Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский нех со Вторыми 13хОдами Вен гилеи соседних младших разрядов первой группы, выход первой схемы «ИЛИ» соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены со входами дешифратора; нулевой, первый, второй и третий выходы дешифратора соединены с выходами устройства, четвертый выход дешифратора соединен со входом установки

«нуля» четвертого разряда регистра и со входом установки «единицы» пятого разряда регистра; пятый и шестой, седьмой и восьмой, девятый и десятый и т. д. выходы дешифратора соединены попарно со входами двухвходовых схем «ИЛИ», выходы которых соединены соответственно со входами установки «ну. ля» четных и установки «единицы» нечетных разрядов регистра, начиная с шестого разряда, нечетные выходы дешифратора, начиная с ИIlтого, соединены со Входазип второи схемы «ИЛИ», выход которой соединен со входом второго элемента задержки, выход этого элемента соединен со входом третьего элемента задержки и со вторыми входамп второй группы вентилей, а выходы этих вентилей соединены со входами накапливающего сумматора, начиная с нулевого (младп1его) разряда, вывод третьего элемента задержки соеIO динен со входом четвертого элемента задержки и со вторыми входами вентилей третьей группы, выходы этих вентилей соединены со входами накапливающего сумматора, начиная с первого разряда, выход четвертого элемента задержки соединен со вторыми входами четвертой группы вентилей, выходы этих вентилей соединены со входами накапливающего сумматора, начиная с третьего разряда.