Цифровое устройство для извлечения квадратного корня
Союз Советских
Социапистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) 3» «о 24. 07. 81 (21) 3318222/18-24 (53)М. Кл.
G 06 F 7/552 с присоединением заявки №
focQA3pcTBNllbllI коинтет
СССР (23) Приоритет (53) УД К681 ° 325 (088.8) Опубликовано 30. 12. 82. Бюллетень №48
Дата опубликования описания 06.0I.83 ао делом изобретений н открытий
»
P.Ë. Григорьян, Ю.В. Решетников и С.Д. Васильев "..Г . ;-;";".,- : -.-;
Ч
) (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ
КВАДРАТНОГО КОРНЯ
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых измерителях характеристик случайных процессов.
Известно устройство для извлечения квадратного корня, принцип дейст- s вия которого основан на формировании линейной и квадратичной цифровых разверток, квадратичная цифровая развертка сравнивается с обрабатываемым числом йк, а отсчет результата производится по линейной развертке (.1).
Недостатком этого устройства является низкое быстродействие,,определяемое скоростью формирования линейной развертки.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст" ройство для извлечения квадратного корня содержащее генератор импульФ
zo сов, элемент И, триггер, делитель частоты, первый, второй, третий интеграторы, первую и вторую схемы срав-: нения, блок считывания, элемент за2 держки, первый и второй элементы ИЛИ, причем выход делителя частоты соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входом первой схемы сравнения, а вход
"Сброс" подключен к выходу первой схемы сравнения, выход первого ин" тегратора подключен к второму входу первой схемы сравнения и к первому входу блока считывания, выход которого является выходом устройства, а второй вход блока считывания соединен с выходом второй схемы сравнения, первый вход которой соединен с входом устройства, а второй вход со» единен с выходом третьего интеграто" ра, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу делителя частоты и входу третьего интегратора, вход запуска устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, а вторые входы соединены с выходом элемента
785
«50
3 985 задержки, вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения и еди« ничным входом триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с нулевым входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, а выход второго элемента ИЛИ соединен с входом первого интегратора )2J
Недостатком этого устройства является значительное время вычислений при извлечении квадратного корня из многоразрядных кодов йх.
Цель изобретения - повышение быст" родействия устройства при обработке многоразрядных кодов.
Поставленная цель достигается тем, что цифровое устройство для извлечения квадратного корня, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, первый, второй„ третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения, блок считывайия, элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ, причем вход запуска устройства подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу элемента задержки, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу первого интегратора и первому выходу устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с R-вхо дом триггера, 5 -вход которого соединен с входом элемента задержки, входом "Сброс" второго интегратора и выходом первой схемы сравнения, выход триггера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу третьего интегратора, выход пер вого интегратора соединен с первыми входами блока считывания и первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго интегратора, второй вход блока считывания.соединен с выходом второй схемы сравнения, выход блока считывания подключен к второму выходу устройства, выход третьего интегратора подключен к первому входу второй схемы сравне" ния, содержит блок деления кодов, при чем выход элемента И подключен к входу второго интегратора, а второй вход второй схемы сравнения соединен с выходом блока деления кодов; вход которого соединен с входом устройства.
Структурная схема устройства для извлечения квадратного корня представлена на чертеже, 4
Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, триггер 3, блок 4 деления кодов, первый, второй, третий интеграторы.5-7, первую и вто рую схемы сравнения 8 и 9, блок 10 считывания, элемент 11 задержки„ первый и второй элементы ИЛИ 12 и 13.
Устройство работает следующим образом.
Все интеграторы устройства устанавливаются в нулевое состояние.
Обрабатываемый код М„ поступает через блок 4 деления кодов, коэффициент передачи которого равен 2К, на схему 9 сравнения. С приходом импульса "Запуск" в интегратор 5 записывается единица, триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, элемент И 2 открывается и на интеграторы 6 и 7 проходят импульсы частотой F„. При равенстве импульсов в интеграторах 5 и 6 срабатывает схема 8 сравнения, выходной импульс которой триггер 3 устанавливает в единичное состояние
9 а интегратор 6 " в нулевое. Прохождение импульсов через элемент И 2 прекращается. Импульс от схемы 8 сравнения, пройдя через элемент 11 за» держки, через время ь возвратит триггер 3 в нулевое состояние и запишет в интегратор 5 единицу. С этого мо" мента рассмотренный цикл работы устройства повторяется. В момент достижения равенства количества импульсов на интеграторе 7 с кодом -9-„-, сни9Чх маемым с блока 4 деления кодов, срабатывает схема 9 сравнения. При этом приводится в действие блок 10 считывания, фиксирующий результат извлече" ния квадратного корня в параллельном коде по состоянию интегратора 5. С выхода второго элемента ИЛИ 13 результат извлечения квадратного корня выдается в последовательном коде.
Из принципа действия устройства видно, что время каждого цикла извлечения квадратного корня переменно и равно т. = 1 (=1,2 3,4,...,ф„).
F< ° ° х
Время извлечения квадратного корня равно
2К F 2К F„
85 6 задержки, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу первого интегратора и первому выходу устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с R --входом триггера, S --вход которого соединен с входом элемента задержки, входом
"Сброс" второго интегратора и выходом первой схемы сравнения, выход триггера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу третьего интегратора, выход первого интегратора соединен с первыми входами блока считывания и первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго интегратора, второй вход блока считывания соединен с выходом второй схемы сравнения, выход блока считывания подключен к второму выходу устройства, выход третьего интегратора подключен к первому,входу второй схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок деления кодов, при" чем выход элемента И подключен к входу второго интегратора, а второй вход . второй схемы сравнения соединен с выходом блока деления кодов, вход которого соединен с входом устройства. ю
Мх х F (2) 5
Из сравнения (1) и (2) видно, что. предлагаемое устройство позволяет со кратить время вычисления в 2К рвз. Результат извлечения квадратного корня при этом равен х ()Г (3) где -- - коэффициент передачи уст"
Гк и ройства.
При минимальном значении К = 1 время вычисления сокращается в два раза, при этом коэффициент передачи устройства равен 1
"Ььх= Их ° (4)
Таким образом, технико-эконрмичес" кие преимущества предлагаемого уст" ройства заключаются в повышении быстродействия операции извлечения квадратного корня. формула изобретения зе
Цифровое устройство для извлече" ния квадратного корня, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, первый, второй, третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения, блок считывания, элемент задерж-З ки, первый р второй элементы ИЛИ, причем вход запуска устройства подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу элемента о
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Темников Ф.Е., Славинский В.Л.
Математические развертывающие систе" мы. И., "Энергия, 1970, с. 111, рис. 6"7.
2. Авторское свидетельство СССР
0 763893, кл. G 06 F 7/552, 1979 (прототип).
9857
Для сравнения отметим, что в прототипе время извлечения квадратного корня
985785
Тираж 731 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 10166/69
Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель В. Земенков
Редактор Н. Стащишича Техред Я.Пекарь Корректор О. Билак
