Устройство для извлечения квадратного корня

" 439805 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Слтз С;":т .тсцих ццопитъсиис Рэсп Фл:1 к(б 1) Зависимое от авт, свидет 122) Заявлено 03.04,72 (21) 17 с присоединением заявкильств 51) .1.Кл. 61 738 003/18-24 осударстаенгый комите 1 Соеета Мики:трое СССР па делам иаое, е;ъг,и открь .;й 32) иоритет -Опубликовано 15.08.74, Бюлл Дата опубликования опцсаци УДК 681,325 5. И, Городецкии 1) Заявитсль ЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТН ОР 1 Ы) УСТРОЙСТВО Д Изобретение относится к области вычислительных устройств и может быть использовано в бортовых и цаземцыс вычислителях, работающих в реальном масштабе времени, для цифровой обработки радиолокационной информации, а также другис вычислительных устройствас, к которым це предъявляются повышенные тоебовация по точности.Известны устройства для извлечения квадратного корил, содержащие вычитатель, регистр сдвига, регистры хранения промежуточцыс результатов и схему управления,Известные устройства обладают следующими недостатками: достаточно сложную программу вычислений, небольшим быстродействием, так как процесс извлечения квадратного корня содержит много операций, сряглцтсл иной сложцостсцо тесцической реалцзясии.В бортовыс ц цязсмныс вычислителях, всдущис цис 1 ровую осбраоотку радиолокациоццой информации в реальном масштабе времени, указяцщяс недостатки пе позволяют использовать такие сложные устройства несмотря ца то, что оци ооеспечивают высокую точность.Длл устранения указанных недостатков с целью значительного упрощения извлечения квадратного корил, повышения быстродействия и доведепцл точностей при вычислении до величии, пригодцыс длл практического использования, предлагается устройство для извлечения квадратного корня.Схема устройства приведена на чертеже.5 Устройство состоит из регистра 1 подкореццого выракения, высоды которого соединены соответственно с всодями группы вентилей 2, а также со всодами групп вентилей 3 - 5.10 При этом другой всод каждого из вецтцлей 2 (кроме вентиля старшего разряда) соединен через элемент задержки б с высодом соседнего слева вентиля, а другой всод вентиля старшего разряда группы вентилей 2 15 соединен со входом 7 импульса опроса и черезэлемент задержки 8 - с управляющим всо.дом дс,цифрятора чисел 9, ицформаццонцыс входы которгоо соедицсцы с соответствующц мц высодамц двоичного счетчика 10, ца всол 20 которого поступает выход схемы ИЛИ 11,моды которой сосдцнсцы с высодямц группы вентилей 2.Бысодь дсшцфрасоря чисел 9 цспосредствснцо цлц через сссмы ИЛИ 12 ц 13 заве децы ца соответствующие разряды регистра 1, а также чсрез ссему ИЛИ 14 и элементы задержки 15 - 17 - на моды групп вецтплс 1 3 - 5, высоды вентилей этик групш через гругпу схем ИЛИ 18 соединены со входами ця кяплцвающего сумматора 19.Операция извлечеши корпя осуществляется по следующим формулам.Если количество разрядов подкоренного выражения есть число четное (и = 2 р), где р=О, 1,2, , то(1) где х,=2 Р и О -.22 рЕсли количество разрядов подкоренного выражения есть число нечетное (п = 2 р + +1), то(2)Работа устройства происходит следующим образом.После записи подкоренного выражения в регистр 1 на вход первой группы вентилей поступает опорный импульс со входа 7 для определения разрядности записанного числа.Анализ разрядности в подкоренном выражении производится следующим образом: ес. ли в старшем разряде регистра записан 0, 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) поступает 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 частьПредмет изобретения Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее накапливающий сумматор, регистр, счетчик, дешифратор, четыре группы вентилей, схемы ИЛИ и элементы задержки, отличсиоиееся 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 66 60 66 числа от дробной, в полученном результате фиксируется автоматически при определении разрядности подкоренпого выражения, Импульсы с нечетных выходов дешифратора чисел6 через схемы ИЛИ 12 и 13 поступают наодноименные четные разряды регистра 1 для установки в 0 и в пос.педующие разряды - для установки в 1, при этом реализуется выражение (1).10 Место запятой, отделяющей целую частьчисла от дробной, в полученном результате фиксируется авоматически при определении разрядности подкоренного выражения. Импульсы с нечетных выходов дешифратора чи сел 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 1. и реализуется выра 126 хкение (3), При определении места запятой вполученном 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. Им 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 де 1 пифратора чисел 9,439805 Составитель В. 1 ахуновГ едактор Е. Семанова Техред 3, Тараненко Корректор Л, Орл Подписив СССР 18 Тира 2 к 624нного комитета Совета Минисизобретений и открытий-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 7523ЫН 14 ИП Пзд.Государствпо дезаМосква К МОТ, Загорский пех со Вторыми входами Всчггилеи соседних младших разрядов первой группы, выход первой схемы ИЛИ соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены со входами дешифратора; нулевой, первьй, 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 двухвкодовых 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 И 5 Ого, соединены со Вкодамп второй ске.мы ИЛИ, выкод которой соединен со входом второго элемента задержки, выход этоо элемента соединен со входом третьего эле мента задержки и со вторыми вкодамп второйгруппь вентилей, а выходы этик вентилей соединены со вкодами накапливающего сумматора, начиная с нулевого (младнего) разряда, вывод третьего элемента задержки соединен со входом четвертого элемента задержки и со вторыми входами вентилей третьей группы, выкоды этих вентилей соединены со вкодами накапливающего сумматора, начиная с первого разряда, выход четвертого элемента задержки соединен со вторыми вкодами четвертой группы вентилей, выходы этих вентилей соединены со входами накапливающего сумматора, начиная с третьего разряда.