Устройство для извлечения квадратного корня

. У 16В.В. Казаков етельство ССС 7/552, 1979 тельство СССР 7/552, 1979 ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯержащее сумме с я тем,быстродейстмутатора, ред которогоого слагаетроиства. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) УСТРОЙСТВОКВАДРАТНОГО КОРПЯ, стор, о т л и ч а ю щчто, с целью повышенв него введены два кгистр и делитель, выхсоединен с входом пе мого сумматора, вход второго слагаемого которого соединен с выходом регистра и первым информационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым информационным входом второго коммутатора, второй информационный вход которого сое динен с входом заданияподкоренного числа устройства и входом делимого делителя, вход делителя которого соединен с выходом первого коммутатора, выход второго коммутатора соединен с входом регистра, второй информационный вход первого коммутатора соединен с выходом сумматора, управляющие входы первого и второго коммутаторов соединены с шиной пускаИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в узлах, где необходимо.с заданной точностью вычислять квадратныйкорень из исходного числа. 5Известно устройство, содержащеематрицу одноразрядных сумматоров,сумматор по модулю 2, элементы ИЛИ,элементы МЕ, дополнительные сумматори элементы И Г 13.10Недостатком данного устройства является большие аппаратурные затраты.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее регистр операнда, сумматор-вычислитель, регистррезультата, триггер, выходы регистраоперанда .соединены с входами первого слагаемого сумматора-вычислителя,с входами второго слагаемого которого .соединены выходы регистра результата, выход сумматора-вычислителясоединен с входами регистра операнда 23.Недостатком данного устройства 25является низкое быстродействие, которое приводит к большому времени вычисления при большом количестве верных цифр результата.Цель изобретения - повьппение быстродействия,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для извлечения .квадратичного корня, содержащее сумматор, дополнительно введены два коммутатора, регистр и делитель, выход которого соединен с входом первого слагаемого сумматора, вход второго слагаемого которого соединен свыходом регистра и первым информациониым входом первого коммутатора,выход которого соединен с первымЭинформационным входом второго коммутатора, второй информационный входкоторого соединен с входом заданияподкоренного числа устройства и вхо-,дом делимого делителя, вход делителякоторого соединен с выходом первогокоммутатора, выход второго коммутатора соединен с входом регистра, вто рой информационный вход первого коммутатора соединен с выходом сумматора, управляющие входы первого ивторого коммутаторов соединены сшиной пуска устройства.На фиг. 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - одна из схемконкретной реализации, коммутатора.Погрешностьпреобразования,Ж Прибли- женное Точноезначение Входное число Н значение М й 1 =137=2, 64 58УЗ=2,8284 1 ф 5 43% 8 2 29% 48% 9-15 2 16 4 ЗЯ=3,8730Г 6 =4132= 5, 6569555= 7, 4161У 64.=81 28=11, 31371 99=14, 106 7Г 255=15 96880% 32 4 48 - 55 4 64 8 128 8 192-199 8 255 14 29% 46% 0% 29% 43% 12% Во всех остальных случаях для входных чисел 1 - 255 погрешность преобразования первого приближенного значения корня не превьппает 50%. Устройство на фиг. 1 содержит вто" рой коммутатор 1, регистр 2, сумматор 3, первый коммутатор 4, делитель 5,Коммутатор 1 (фиг. 2) содержит элементы ИЛИ 6 и 7, элемент И 8, инвертор 9, коммутатор 10.Устройство работает. следующим образом.В исходном состоянии содержимое регистра и делителя равно нулю. Подкоренное число поступает на второй вход коммутатора 1 и на вход делимого делителя 5. В коммутаторе 1 осуществляется первое приближенное вычисление корня. Реализация коммутатора 1 зависит от того, как точно необходимо вычислить первое приближенное значение корня. Работа комйутатора сводится к коммутации сдвинутого на п разрядов входного числа, и зависит от величины исходного числа. Конкретная реализация одного из вариантов коммутатора 1 для чисел от 1 до 255 приведена на фиг. 2.В таблице приведены некоторые значения входного числа Я, приближенные значения корня М и погрешность преобразования1090578 4значение корня. Затем подкоренноевыражение делится на первое приближенное значение корня. Первая итерация закончена. Пример. Г итерация1) 86: 10,75=8,001 Х иТерация Двоичный код 01010110:01010, 1100000=01000,0000000/1),01000,ООООООО01010, 110000010010, 110000010010, 1100000: 010, 000=01001, 01100002) 01010, 110: 01001, 0110000=01001, 0010110 0+1075 9 375 2 МБ 1) 86:9,375=9,173111 итерация 1)= 9,274 1) 01001,01100009,375+9 17301001,0010110 10010, 1000110 10010, 1000110: 010, 000=0100160100011 (9,274)2) 01010110: 01001, 0100011=1001, 0100011 (9, 274) 2) 86 й 9,274=9,274 3В зависимости от требований, предъявляемых к устройству, можно применять различные схемы анализатора.Первоначально приближенное значение корня по сигналу "Пуск" через коммутатор поступает на вход регистра 2 и записывается в него. После окончания сигнала "Пуск" коммутатор переключается .и разрешает прохожде-. 10 ние числа с выхода коммутатора 4 на вход регистра 2.Во время первой итерации в регистр 2 записывается первое приближенное5 Для десятичного кода, начиная со евторой итерации, на выходе делителя вычисляются две верные цифры, С каждой новой итерацией число верных цифр удваивается.Таким образом, точность вычисления квадратичного корня, определяется числом разрядов всех узлов уст ройства и количеством интераций,т,е. чем болвше разрядная сетка устройства или больше количество итераций,тем точ нее вычисляется подкоренное выражение. Зо время второй и последующих итераций на сумматоре 3 вычисляется среднее арифметическое частного и приближенного значения корня. Среднее арифметическое (делитель) подается на вход делителя 5 и через коммутатор 1 на вход регистра 2,По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить быстродействие более чем в 3 раза, т.е. для получения шестнадцати дверных цифр прототипу необходимо 16 тактов, а предлагаемому устройству требуется 5 тактов, причем такты по времени выполнения в обоих устройствах совпадают. С ростом числа верхних цифр результата преимущест во изобретения становится все борее ощутимым.1089578 Составитель А.КазанскийТехред Ж.Кастелевич Корректор Редактор М. Янов аказ 2936/4 9го комитет й и окрыти аушская на ПодписноеСССР Тираж 6НИИПИ Государственнпо делам изобретени035, Москва, Ж,иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная