Устройство для извлечения квадратного корня

 

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотов Саветекик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.04.73 (21) 1913685/24 с присоединением заявки № (51) М. Кл е 6 06F 7/38

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.01.77. Бюллетень N 4

Дата опубликования описания 15.02.77 (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобрстепия

В. П. Боюн, Л. Г. Козлов и В. M. Михайлов

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ

ГосУдаРственный комитет (23) приоритет

Изооретение относится к области автоматик и вычислительной техники и предназначено для специализированных вычислительных устройств и функциональных преобразователей информации.

Известно устройство для извлечения квадратного корня, состоящее из и-разрядного приемного регистра с возможностью сдвига на два разряда влево, (и+1) -разрядного сумматора и знакового разряда с возможностью сдвига на два разряда, регистра результата со сдвигом на один разряд, групп элементов

И прямого и инверсного кода. Время вычисления квадратного корня не зависит от кода подкореиного выражения, а зависит только от

cIo разрядности и определяется зависимостью

2и тактов, где n — количество разрядов прие.»I1oI.о регистра (11.

Недостатками этого устройства являются большой объем аппаратурных затрат, сложное устройство управления и низкое быстродействие.

Известно устройство для вычисления квадратного корня, содержащее два и-разрядных сумматора, два fl-разрядных сдвигающих регистра, схемы формирования приращений схемы управле1шя и группы элементов И (21.

Недостаток этого устройства — большие аппаратурные затраты.

Известно также устройство для извлечения квадратного корня, наиболее близкое по техническому решеншо к изобретению, содержащее блок управления, сумматор, регистр, триггер, одновибратор, элементы 11, элементы задержки. Входы младших четных разрядов сумматора соединены через первую группу элементов И с выходами нечетных разрядов регистра, один из входов которого через второй элемент И и первый элемент задержки

10 подключен к вторым входам первой и шестой групп элементов И и к выходу одновибратора, а вход одновибратора — к другому входу второго элемента 11 и выходу триггера, од1ш из входов которого подсоединен к выходу пе15 реполнения сумматора (3j.

Такое устройство имеет низкое быстродейстВие, посколь| у искомая велIIaI»Ia иа1 апл11вается последовательно по единице, начиная с нулевого значения.

20 Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены узлы разделения сумматора, узлы разделения начального приближения. Выходы уз25 лов разделения начального приближения подключены к установочным вхо1ам регистра и и первым входам третьей группы элементов 1Л, а входы узлов начального приближения через четвертую группу элементов И вЂ” к соответ30 ствующим выходам сумматора. Другие входы

) 10

3 элементов И четвертой группы подсоединены к выходам последовательно соединенных элементов И пятой группы, другие входы которых подключены к соответствующим выходам сумматора, а входы первых элементов И четвертой и пятой групп — к выходу блока управления II через третий и второй элемент задержки к другому входу триггера. Входы нечетных младших н старших разрядов сумматора соединены соответственно через узлы разделения сумматора и непосредственно с элементами И третьей группы, вторые входы которых подключены к выходу третьего элемента задержки, а другие входы узлов разделения сумматора, кроме первого узла разделения, через шестую группу элементов И вЂ” с соответствующими выходами регистра. Другой вход первого узла разделения сумматора подключен к выходу одновибратора.

Блок-схема предложенного устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит нз сумматора 1, узлов 2 разделения сумматора, группы элементов И 3, элемента И 4, групп элементов И 5 — 8, регистра 9, элементов задержки 10, 11, 12, узла

13 разделения начального приближения, триггера 14, одновибратора 15 и блока управления 16.

Работает устройство следующим образом.

В начале операции извлечения корня значение подкоренной величины в обратном коде заносится в сумматор 1, тршгер 14 устанавливается в нулевое состояние. Блок управления 16 выдает сигнал начала работы, разрешающий прохождение импульса с выхода самого старшего разряда сумматора 1, который находится в нулевом состоянии, на выход узла 13 разделения начального приближения.

Код начального приближения с выхода узла разделения начального приближения записывается в соответствующие разряды регистра 9 и через время, определяемое третьим элементом задержки 12, через первую группу элементов И 3 в соответствующие разряды сумматора 1, где on суммируется с обратным кодом подкоренной величины. Через время, определяемое вторым элементом задержки 11, триггер 14 устанавливается в единичное состояние и запускает одновибратор 15, выходные импульсы которого переписывают через первую

3 и шестую 8 группу элементов И содержимое регистра 9 в суммагор 1 со сдвигом на один разряд влево, записывают через первый узел

2 разделения сумматора единицу в младший разряд сумматора 1 и через время, опредсляемое первым элементом задержки 10, через второй элемент И 4 — единицу В младший разряд регистра.

Процесс вычисления результата продолжается до тех пор, пока в сумматоре 1 не произойдет переполнения. Импульс переполнения устанавливает триггер 14 в пулевое состояние, который закрывает второй элемент И -1 и запрещает прохождение импульсов с Выхода o;Iновибратора 15 на вход регистра 9.

Вб

Технико-экономический эффект, который достигнут за счет введения узлов разделения сумматора, уз70B разделения начального приближения, групп элементов И и двух элеменТОВ 3a;Iepæl<è, а также новых сВязей между блоками, состоит В том, что прн вычислении квадраlr oro корня быстродействие предлагаемого устройства от 2 до 2 " — раз (где n — количество разрядов регистра) выше быстродействия известных устройств.

Формула изобретения

Устройство для извлечения квадратного корня. содержащее блок управления, сумматор, регистр, триггер, одновнбратор, элементы И, элементы задержки, причем входы младших чстных разрядов сумматора соединены через первую группу элементов И с выходами нечетных разрядов регистра, один из входов которого через второй элемент И и первый элемент задержки подключен к вторым входам первой и шестой групп элементов И и к выходу одновибратора, вход которого соединен с другим входом второго элемента И и с выходом триггера, один нз входов которого подключен к выходу переполнения сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит узлы разделения сумматора, узлы разделения начального приближения, выходы узлов разделения начального приближсния подключены к установочным входам регистра и к первым

Входам третьей группы элементов И, а входы узлов начального приближения через четвертую группу элементов И соединены с соответствующими выхода и сумматора, другие входы элементов И четвертой группы подключены к выходам последовательно соединенных элементов И пя" îé группы, другие входы которых подключены к соответствующим выходам сумматора, а входы первых элементов И четвертой и пятой групп соединены с выходом олока управления и через третий н второй элемент задержки соединены с другим входом триггера, ьходы нечетных младших и старших разрядов сумматора соединены соответственно через узлы разделения сумматора и непосредстВснно с элементами И третьеи группы, вторые Входы которых подключены к выходу третьего элемента задержки, другие входы узлов разделения сумматора, кроме первого узла разделения, соединены через шестую rpynIly элементов И с соответствующими выходами регистра, другой вход первого узла разделения сумматора подключен к выходу одноВибратора.

Источники информации, принятые во вни манне при экспертизе:

1. Папсрнов A. А. Логические основы LIBl

М., Со В. P a;r I I o, 1972, с. 253 — 259.

2. Король В. Я., Оранский Л. М., Рейхенберг Л. ?. Быстродействующие итерационные методы Вы шслсння квадратного корня. — В

544960

Составитель В. Белкин

Текред А. Камышникова Корректор Т, Добровольская

Редактор В. Зенкевич

Заказ 129/9 Изд. ¹ 136 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова. 2 кн.: Теория и применение систематических машин. Под ред. А. М. Оранского. Минск, 1972, с, 160 — 166, 3. Бутаев Г. М., Ромашкин В. С, Цифровые устройства извлечения квадратного корня. М., Автоматика и приборостроение, 1963, М 3.