Устройство для вычисления квадратного корня

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ае (э эа) 6 06 Р 7/552 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 392494, кл. С 06 Г 7/552, 1971,2. Авторское свидетельство СССРУ 6 11208, кл. С 06 Р 7/552, 1975(прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯКВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее входной регистр, выходной регистр, схемусравнения, блок возведения в квадрат,генератор тактовых импульсов, причем входы входного регистра соединены соответственно с информационными входами устройства, выходы входного регистра соединены соответственно с входами первой группы схемы сравнения, входы второй группы которой сое- . динены соответственно с выходами бло" ка возведения в квадрат, входы которого соединены соответственно с выходами выходного регистра и выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен регистр сдвига, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, выходы которого сое-динены соответственно с тактовыми входами выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходом схемы сравнения, информационный вход регистра сдвига соединен с установочным входом устройства.С1103Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано для аппаратурной реализации операции вычисления квадратного корня числа в различных системах автоматики, управления и в специализированных вычислительных устройствах.Известно устройство для вычисления квадратного корня числа, содержа щее регистры, счетчики, блок сравнения, сумматоры и логические элементыОднако это устройство является сложным. 5Наиболее близким техническим решением к данному является устройство, содержащее входной и выходной регистры, схему сравнения, блок возведения в квадрат, генератор тактовых импуль- щ 0 сов, причем вход входного регистра соединен с входом устройства, выход входного регистра соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом блока воз" 5 ведения в квадрат, вход которого соединен с выходом выходного регистра и выходом устройства 21 .Однако указанное устройство не обеспечивает достаточного быстродейст З 0 вия вычисления в системах обработки информации, работающих в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.35Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее входной регистр, выходной регистр, схему сравнения, блок возведения в квадрат, ге" нератор тактовых импульсов, причем входы входного регистра соединены соответственно с информационными входами устройства, выходы входного регистра соединены соответственно с входами первой группы схемы сравнения, входы второй группы которой соединены соответственно с выходами блока возведения в квадрат, входы которого соединены соответственно с выходами выходного регистра и выходами устройства, введен регистр сдвига, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами в 1 - 55 ходного регистра, информационные входы которого соединены с выходом схемы сравнения, информационный вход регист 226ра сдвига соединен с установочным входом устройства.На фиг,1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временныедиаграммы, иллюстрирующие работу устройства,Устройство для вычисления квадратного корня чисел содержит выходнойрегистр 1, блок 2 возведения в квадрат, схему 3 сравнения чисел, входнойрегистр 4, регистр 5 сдвига, генератор 6 тактовых импульсов.Устройство работает следующим образом.Работа устройства рассмотрена напримере извлечения корня из восьмиразрядного двоичного числа 11000100(196 - в десятичной системе счисления). В исходном состоянии на выходах регистра 5 сдвига установлен единичный потенциал, выходнои регистр 1установлен в 0. Постоянно подающиеся ка тактовый вход регистра 5 сдвига импульсыс выхода генератора 6тактовых импульсов не вызывают изменения состояния устройства, так какна информационном входе регистре 5сдвига присутствует уровень "1".Установочный импульс, равный подлительности периоду повторения импульсов генератора 6 тактовых импульсов, поступает на логический вход регистра 5 сдвига и с приходом импульса с выхода генератора 6 тактовых импульсов устанавливает на выходе первого разряда регистра 5 сдвига нулевой потенциал, Нулевой потенциалудерживается в течение одного периода следования тактовых импульсов,Этот сформированный на выходе первого разряда регистра 5 сдвига импульсвоздействует на Б-вход триггера старшего разряда выходного регистра 1 иустанавливает его в состояние "1".Сигнал с выходов выходного регистра1 (код 1000) поступает на блок 2 возведения в квадрат и затем на схему3 сравнения чисел, где сравниваетсяс входным числом. Если входное числоменьше полученного, на выходе схемы3 сравнения устанавливается уровень"0", если больше - уровень " 1" (вданном примере входное число большевычисленного, и на выходе устанавливается уровень "1"). Выходной сигнал схемы 3 сравнения чисел подается на Б-входы всех триггеров выходного регистра 1, однакосигнал запишется только в тот триггер, в котором на С-входе присутствует тактовый импульс - изменение уровня иэ нулевого в единичный. Следовательно, " 1" записана только в триггере старшего разряда выходного регистра 1. В приведенном примере запись логического уровня в триггер выходного регистра 1 происходит при изменении уровня сигнала на С-входе из 0ми 1 О в " 1" следовательно, задний фронт импульса на выходе первого разряда регистра 5 сдвига запишет "1" в триг" гер старшего разряда выходного регистра 1. С приходом второго тактового импульса,с выхода генератора 6 тактовых импульсовуровень установится на выходе второго разряда регистра 5 сдвига и процесс вычисления повторится, однако старший разряд выходного регистра 1 остается значащим (в приведенном примере вычисление производится для числа 1100). Процесс вычисления повторяется до окончания импульса на выходе последнего разряда реги гистра 5 сдвига, после чего в выходном регистре 1 записан искомый результат 1110. Устройство переходит в ждущий режим до прихода следующего установочного импульса. Работа устройства для вычисления квадратного корня чисел описана для полного цикла вычислений, Использование схемы 3 сравнения чисел, вырабатывающей дополнительный сигнал при равенстве чисел, позволяет сократить время вычисления результата.Максимальное число тактов равно числу и разрядов регистра 1. Время вычисления определяется быстродействием блока 2 возведения в .квадрат и схемы 3 сравнения и равно Т=п(1+ й), где 1- время возведения в квадрат;- время задержки схемы сравнения чисел.Таким образом, устройство для вычисления квадратного корня обеспечивает уменьшение времени вычисления квадратного корня чисел, причем снижаются аппаратурные затраты (блок управления устройством заменен сдвигающим регистром).1103226 к) л) Муск оррек 7 Тираж 699ИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб. 981/ В