Устройство для извлечения квадратного корня

 

г,„,т ;

O ll И С А И ИИЗОБРЕТЕН И

Союз Советскик

Соцмалисттеческкк

Респубпкк

4540

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.06.77 (21)2492985/18с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 05.09.79, Бюллетень М

Дата опубликования описания 10,и9

Кл.

06 F 7/38

Гасудврстаевньй 44нвтат

СССР

44 делам неаретекей в еткрмтел

К 681.325

088.8) Н. И, Глотов, Г. В, Гайдученко, Л, B. Трошина и В. E. Шахматов (72) Авторы изобретения

Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО

КОРНЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах и однородных вычислительных структурах.

Известны устройства извлечения квадратного корня без восстановления остатка, содержашие сумматор, два регистра и логические схемы (1 J .

Эти устройства обладают небольшим

10 быстродействием, так как при операции извлечения квадратного корня на один цикл сложения — сдвига определяется одна цифра результата.

Наиболее близким по технической сушности к предложенному является устройство для извлечения квадратного корня, содержашее сумматор, группы элементов И, элементы ИЛИ 21 .

Однако известное устройство также обладает недостаточным быстродействием.

1Лелью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Это достигается тем, что устройство содержит суммирующий блок, выполненный в виде матрицы, одноразрядных сумматоров, содержащей. rl столбцов и элементы

НЕ, причем входные шины подкорепного выражения подключены к первым входам одноразрядных сумматоров двух младших разрядов каждого i -го столбца матрицы (i =1 —, тт ) суммируюшего блока, ко вторым входам которых подключена шина единичного потенциала, шины остатка подкоРенного выражения соединены с первыми

Входами одноразрядных сумматоров остальных разрядов цервого столбца матрицы и первыми входами элементов И первой группы соответственно разрядов, начиная с третьего по (К-2)-ой, где К вЂ” количест-. во информационных разрядов.т второго столбца матрицы, выход переноса одноразрядного сумматора старшего разряда каждого f -го столбца матрицы су-ммируюшего блока подключен к соответствуюшим выходным шинам устройства, ко входам элементов НЕ и к первым входам з 6845 элементов И второй группы соответствующих столбцов матрицы, вторые входы последнйх соединены с выходалли одноразрядных сумматоров соответственно разрядов, начиная с первого до (К-2)-ого соответ ствующего столбца матрицы, выходы элементов НЕ соединены со вторыми входами элеллептов И первой группы соответствуюшего столбца матрицы и с одним из входов одноразрядных сумматоров разрядов, 10 начиная с. третьего соответственно каждого л -ro, начиная с 1 2 по t = и -1 столбца матрицы, выходы элементов И первой и второй групп подключены ко входам соответствующих элементов ИЛИ, вы- 15 ходы которых подключены к первым входам (одноразрядных сумматоров соответствующих разрядов каждого (3 +1)-го столбца матрицы, ко вторым входам всех столбцов матрицы, кроме последнего,под- 20 ключены шины дополнительного кода.

На чертеже представлена схема устройства . Устройство содержит шины 1 остатка подкоренного выражения, входные шины 2 подкоренного выражения, 25 шину 3 единичного потенциала, шины 4 дополнительного кода, одноразрядные сумматоры 5, элементы HE 6, элементы И

7 первой групп, элементы И 8 второй

30 .группы, элементы ИЛИ 9, выходные, шины

10 устройства.

Устройство для извлечения квадратного корня работает следующим образом.

Перед началом вычисления разряды подкоренного в ыражения по входным шинам

2 попарно заносятся на первые входы двух младших разрядов сумматоров 5 n/2 столбцов матрицы, rue r1 — количество столбцов в матрице. B оставшихся сумматорах

5 n/2 столбцов матрицы по входным шинам 2 в два младших разряда сумматоров 5 заносится 0", причем два старших разряда подкоренного выражения заносятся в два младших разряда суммато45 ра 5 первого столбца матрицы. Следующие два разряда заносятся в два младших разряда сумматора 5 второго столбца матрицы и т.д. На вторые входы двух младших разрядов сумматоров 5 всех

S0 столбцов матрицы по входным шинам 3 постоянно заносится "1", Б первом столбце матрицы осуществляется суммирование первого остатка подкоренного выражения, равного "0", который поступает на сумматор 5 по входным шинам 1 и дополнительный код величины OOG;...01, который поступает на сумматор 5 по входным шинам 4. Перенос старшего разря40 4 да сумматора 5 первого столбца матрицы записывается в старший разряд ðeгистра результата по выходной шине 10.

Одновременно этот перенос поступает на первые входы элементов И 8 и через элемент НЕ 6 на вторые входы элементов И 7 второго столбца матрицы. На вторые входы элементов И 8 поступает второй остаток подкоренного выражения с выходов сумматора 5 первого столбца матрицы со сдвигом на два разряда в сторону старших разрядов. На первые входы элементов И 7 поступает первый остаток подкоренного выражения с первых входов сумматора 5 первого столбца матрицы со сдвигом на два разряда в сторону старших разрядов. Если перенос в старшем разряде сумматоров 5 равен

"1", то записывается "1" в старший разряд регистра результата по выходной шине 10 и срабатывают элементы И 8. Естли же перенос равен "0", то записывает ся "0" в старщий разряд регистра резуль-. тата по выходной шине 10 и срабатывают элементы И 7 . Через элементы ИЛИ 9 второго столбца матрицы второй остаток подкоренного выражения поступает на первые входы всех разрядов суммирующего блока, кроме двух младших разрядов. На вторые входы всех разрядов сумматоров 5, кроме трех младших разрядов, поступает дополнительный код величины 000.„01 по входным шинам 4. На сумматор 5 третьего младшего разряда второго столбца матрицы поступает перенос с выхода элемента НЕ 6, который возник в сумматоре старшего разряда первого столбца матрицы, и далее идет на второй вход сумматора 5 четвертого младшего разряда третьего столбца матрицы и т.д. Перенос со второго столбца матрицы через элемент

НЕ 6 поступает на один из входов сумматора 5 третьего младшего разряда третьего разряда матрицы, далее на вход сумматора 5 четвертого младшего разряда четвертого столбца матрицы и т.д.

Предлагаемое устройство извлечения квадратного корня обладает большим быст» родействием по сравнению с устройством извлечения квадратного корня без восстановления остатка со свободным регистром, Формула изобретения

Устройство для извлечения - квадратного корня, содержащее сумматор, группы элементов И, элементы ИЛИ, о т л и ч а ю5 68454 щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит суммирующий блок, Выполненный в виде матрицы одноразрядных сумматоров, содержащий rl столбцов и элементы НЕ, 5 причем входные шины подкоренного выражения подключены к первым входам Одноразрядных сумматоров двух младших разрядов каждого > -го столбца матрицы (1 1 -, n ) суммирующего блока, ко 1о вторым входам которых подключены шина единичного потенциала, шины остатка подкоренного выражения соединены с первыми входами одноразрядных сумматоров остальных разрядов первого столбца матрицы и первыми входами элементов И первой группы соответственно разрядов, начиная с третьего по (К-2)-ой, .где К - количество информационных разрядов, второго столбца матрицы, выход переноса однораз- 2О рядного сумматора старшего разряда каждого 1 -го столбца матрицы суммирующего блока подключен к соответствующим выходным. шинам устройства, ко входам элементов НЕ и к первым входам элемен25 тов И второй группы соответствующих столбцов матрицы, вторые входы последних соединены с выходами одноразрядных сумматоров соответственно разрядов, начиная с первого до (K-2)-oro соответсч вующего столбца матрицы, выходы элементов HE соединены со вторыми входами элементов И первой группы соотвеч ствующего столбца матрицы и с одним

BB ВхОдОВ ОднОразрядных сумматорОВ разрядов начиная с третьего соответстI венно каждого t -го, начиная с t 2 по I

=й- 1 столбца матоицы. Выходы элементов И первой и второй групп подключены ко входам соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подключены к первым входам одноразрядных сумматоров соответствующих разрядов каждого (t +1)го столбца матрицы, ко вторым входам которых всех столбцов матрицы, кроме последнего, подключены шины дополнительного кода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каган 5. М., Каневский М. М., цифровые вычислительные машины и системы . N.. "Энергия", 1974, с. 319-322.

2. Карцев М. A. Арифметика цифровых машин. М., "Наука", 1969, с. 536542 (прототип).

68454 О

ИНИИПИ Заказ 5289/43 Тираж 780

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I 1

)1

1