Устройство для извлечения квадратного корня

(11) 54496 О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотов Советских Социалистических Республик.73 (21) 1913685/24 соединением заявкиГосударственнын комитет овета Министров СССР 3) Приори публиковано 30.01,77, Бюллетеньата опубликования описания 15.02.7 53) УДК 681.325(088,8 по делам изобретений нрытии 72) Авторы изобрстепия В. П. Боюн, Л. Г. Козлов и Врдена Ленина институт кибернетики ихайл Украинской С 71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОР Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для специализированных вычислительных устройств и функциональных преобразователей информации.5Известно устройство для извлечения квадратного корня, состоягцее из и-разрядного приемного регистра с возможностью сдвига на два разряда влево, (и+1) -разрядного сумматора и знакового разряда с возможностью 10 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 15 его разрядности и определяется зависимостью 2 п тактов, где п - количество разрядов приемного регистра 11.Недостатками этого устройства являются большой объем аппаратурных затрат, слож ное устройство управления и низкое быстродействие.Известно устройство для вычисления квадратного корня, содержащее два и-разрядных сумматора, два п-разрядных сдвигающих ре гистра, схемы формирования прирашений схемы управле 1 шя и группы элементов И 21.Недостаток этого устройства - большие аппаратурные затраты.Известно также устройство для извлечения ЗО 2квадратного 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 11 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, а вход одновибратора - к другому входу второго элемента 11 и выходу триггера, один из входов которого подсоединен к выходу переполнения сумматора 31.Такое устройство имеет низкое быстродействие, поскольку искомая величина накапливается последовательно по единице, начиная с нулевого значения.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Это достигается тем, что в устройство введены узлы разделения сумматора, узлы разделения начального приближения. Выходы узлов разделения начального приближения подключены к установочным входам регистра и и первым входам третьей группы элементов 1 Л, а входы узлов начального приближения через четвертую группу элементов И - к соответствующим выходам сумматора. Другие входы3элементов 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 и через трег 11 й и второй элемент задержки к другому входу триггера. Входы нечетных младших н старших разрядов сумматора соединены соответственно через узлы разделения сумматора и непосредственно с элементамн 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 - с соответствующими выходами регистра. Другой вход первого узла разделеш 1 я 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, трш гер 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 пр 11 блике 1 Н 1 я. Код начального приближения с выхода узла разделения начального пр 11 блпжен 11 я 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 он суммируется с обратным кодом подкоренной величины, Через время, определяемое вторым элементом задержки 11, триггер 14 устанавливается в единичное состояние и запускает одновнбратор 15, выходные импульсы которого переписывают через первую 3 и шестую 8 группу элементов И содержимое регистра 9 в сумматор 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 младшпи разряд регистра.Процесс вычислегн 1 я результата продолкается до тех пор, пока в сумматоре 1 не произопдет переполнения. Импульс переполнения устанавливает триггер 14 в нулевое состояние, который закрывает второй элемент И -1 и запрещает прохокденне импульсов с Выхода одновибратора 15 на вход регистра 9. 15 20 25 39 35 40 45 50 55 60 5 4Технико-экономический эффект, который до. стигнут за счет введения узлов разделения сумматора, узлов разделения начального приближения, групп элементов И н двух элементов заде 1 Бккп, 11 также нОВых сВязей между блоками, состоит В том, что прн вычислении квадратного корня быстродействие предлагаемого устройства от 2 до 2" -раз (где п - количество разрядов регистра) выше быстродейств 1 гя 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 гру 1 шы элементов И, а входы узлов начального приближения через четвертую группу элементов И соединены с соответствующими выходами сумматора, другие входы элементов И четвертой группы подключены к Выходам последовательно соединенных элементов И пятой группы, другие входы которых подключены к соответствующим выходам сумматора, а входы первых элементов И четвертой н пятой групп соединены с выходом блока управления и через третий н второй элемент задержки соединены с другим входом триггера, ьходы нечетных младших и старших разрядон сумматора соединены соответственно через узлы разделения сумматора и непосредственно с элесита 1 И третьеи группы, вторые Входы которых подключены к выходу третьего элемента задержки, другие входы узлов разделения сумматора, кроме первого узла разделения, соединены через шестую группу элементов И с соответствующими выходамн регистра, другой вход первого узла разделения сумматора подключен к выходу одноВибратора,Источники информации, принятые во вни манне при экспертизе:1. Папсрнов А. А. Лоп 1 ческие основы ЦВ 1 М., Сов. Радио, 1972, с. 253 - 259.2. Король В. Я., Оранский Л. М., Рейхен. берг Л.,. Быстродействующие итерационные методы Вычисления квадратного корня. - В544960 Составитель В. БелкинТехред А, Камышникова Корректор Т, Добровольская Редактор В, Зенкевич Заказ 129/9 Изд. М 136 Тираж 899 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытп 1 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 5Типография, пр. Сапунова, 2 кн.: Теория и применение систематических ма.шин. Под ред. А. М. Оранского. Минск, 1972,с, 160 - 166,3. Бутаев Г, М., Ромашкин В. С, Цифровыеустройства извлечения квадратного корня. М.,Автоматика и приборостроение, 1963, Уо 3.