Устройство для вычисления квадратного корня

(19) ( 1) РЕТ ИДЕТЕЛЬСТВУ 4-2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ СВ(72) А М.Косолапов и В,С.Мелентьев (7.1) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт нм. В.В.Куйбышева (53) 681.325(0888)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 239665, кл. С 06 Г 7/552, 1969.2. Авторское свидетельство СССР В 877529, кл. С 06 Р 71552, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЪИИСЛЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее счетчик циклов и сумматор, о т л и - чающее с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, устройство содержит регистр сдвига и регистр результата, содержащий П триггеров (где Ч - разрядность регист ра), инФормационные входы триггеров регистра результата соединены с выходом переноса сумматора, тактовыи вход 4 -го триггера регистра результата (= 3,11 ) соединен с входом установки нуля ( -2)-го триггера регистра результата и выходом-го разряда счетчика циклов, тактовые входы первого и второго триггеров регистра результата соединены с выходами соответственно первого и второго раз- . рядов счетчика циклов, выход Ь+1)- го разряда которого соединен с входами установки нуля (1)-1)-го и )1-го триггеров регистра результата, выходы триггеров регистра результата соединены соответственно с разрядными входами первого слагаемого суммато- ч ра (11+1)-й разрядный вход первого слагаемого которого соединен с шиной логической единицы устройства, разрядные входы второго слагаемого соединены соответственно с разрядными выходами регистра сдвига, разрядные входы которого соединены с выходами разрядов сумматора.1 11401Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для аппаратурной реализации операции вычисления квадратного корня.Известно устройство для вычисления корня, содержащее счетчик циклов,дешифратор со схемами объединения навыходе,два регистра сдвига и параллельный сумматор, причем выходы счетчика циклов подключены к входам дешифратора, выходы которого через схемы объединения подсоединены к соответствующим разрядам регистра, выходы которого соединены с входамисумматора, выход триггера знаковогоразряда сумматора соединен с входомдешифратора,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для вычисленияквадратного корня, содержащее счетчикциклов, дешифратор и коммутатор, выход которого соединен с информационными входами сумматора, выход знакового разряда которого. соединен с первым входом блока управления, первыйвыход которого подключен к управляющему входу коммутатора, а второй выход блока управления является выходомрезультата устройства, первый и второй входы синхронизации устройства,соединены с входом счетчика циклов ивходом управления сумматора и являются одновременно вторым и третьим входами блока управления.Недостатком известных устройств.являются значительные аппаратурныезатраты. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.Поставленная цель достигается тем,4 О что устройство для вычисления квадрат- ного корня, содержащее счетчик циклов и сумматор, содержит регистр сдвига и регистр результата; содер-. жащий П триггеров (где П - разряд ность регистра), информационные входы триггеров регистра результата соединены с выкодом переноса сумматора, тактовый вход-го триггера регистра результата (= З,П ) соединен4с входом установки нуля ( -2)-го триг гера регистра" результата и с выхо 1дом-го разряда счетчика циклов, тактовые входы первого и второго триггеров регистра результата соеди нены с выходами соответственно первого и второго, разрядов счетчика циклов, выход (П+1)-го разряда которого 18 2соединен с входами установки нуля (П)-го и П-го триггеров регистра результата, выходы триггеров регистра результата соединены соответственно с разрядными входами первого сгагаемого сумматора, (й+1)-й разрядный вход первого слагаемого которсго соединей с шиной логической единицы устройства, разрядные входы второго слагаемого сумматора соединены соответственно с разрядными выходами регистра сдвига, разрядные входы которого соединены с выходами разрядов сумматора.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для вычисления квадратного корнями,на фиг. 2 - схема регистра.Устройство (фиг, 1) содержит счетчик 1 циклов, регистр 2 результата, сумматор 3 и регистр 4 сдвига.Регистр 2 (фиг. 2) содержит триггеры 5, вход б установки нуля и ин-. формационный вход 7.Для вычисления квадратного корня из числа, содержащего П двоичных разрядов, с П -разрядной точностью кольцевой счетчик 1 циклов, регистр 2, сумматор 3 и регистр 4 сдвига должны иметь по (П+1) разрядов.Вычисление квадратного корня осуществляется следующим образом.Подкоренное выражение заносится в регистр 4 сдвига.В исходном состоянии в старшем (левом) разряде (П+1) кольцевого счетчика 1 циклов записана единица, а в старшем разряде (П+1) регистра 4 сдвига - ноль.Единица из разряда (П+1) счетчика 1 переписывается в (ПФ 1)-е разряды регистра 2, а в остальных разрядах регистра 2 записаны нули, кроме старшего (левого) разряда (п+1), в котором всегда записана единица.Сначала вычисляют квадратный корень из старших двух цифр подкоренного выражения. Для этого с помощью сумматора 3 производится сложение содержимого регистра 2 и содержимого регистра сдвига 4. Если на выходе сумматора 3 образуется сигнал переноса (единица), то первая цифра корня равна единице, если сигнала переноса нет,то она равна нулю. Для получения второй цифры корня производится сдвиг кольцевого счетчика циклов 1 на один разряд впра.- во. При этом первая цифра корня за(П)-й разряд регистра 2, Если первая цифра корня - единица, то в сумматоре 3 сформирован остаток, который переписывается в регистр 4 сдвига, если цифра корня - ноль, подкоренное выражение, записанное в регистре 4, остается без изменения. 10Затем производится сдвиг регистра 4на один разряд влево.Далее процесс вычисления выполняется как и для первойцифры корня.После получения второй цифры корня производится сдвиг кольцевого счетчика 1 циклов на один разряд вправо.В (-1).-й разряд регистра 2 записывается вторая цифра корня. Единицаиз (П)-го разряда счетчика 1 переписывается в (П) -й разряд регистра 2, Затем производится сдвиг регистра 4 на один разряд влево и определяется третья цифра корня,После выполнения О циклов в реги,стре 2 будет записан результат вычисления квадратного корня в обратном коде.Пример вычисления квадратного корня из числа О, 101010,30Исходное состояние кольцевогосчетчика 1 циклов; 1000000.1-й цикл О +1 1 И -1 о -2 оОй Регистр 4: 0 1 О 1 0 1 0Регистр 2: 1 1 1 0 0 0 0 Сумматор 3: О 0 1 1 0 1 0На выходе переноса сумматора 3 единица. После выполнения суммирования содержимых регистров 4 и 2 производится сдвиг кольцевого счетчика циклов на один разряд вправо, При этом формируется код: 0100000. Остаток из сумматора 3 переписывается в регистр сдвига 4. После этого произ водится сдвиг регистра 4.2-й циклРегистр 4: 0 1 1 0 1 0 0Регистр 2: 1 0 1 1 0 0 0УеЩ50Сумматор 3: О 0 0 1 1 О 0На выходе переноса сумматора 3 единица. После суммирования произво 18 4дится сдвиг счетчика 1. При этом формируется код: 0010000.Остаток из сумматора 3 переписывается в регистр 4 сдвига. После этого производится сдвиг регистра 4,3-й цикл,Регистр 4: 0 0 1 1 0 0 0Регистр 2: 1 0 0 1 1 0 0Сумматор 3: 1 1 0 0 1 О 0На выходе переноса сумматора 3 ноль. После суммирования производится сдвиг счетчика 1. При этом формируется код: 0001000. Содержимое регистра сдвига 4 не изменяется, После этого производится сдвиг регистра 44-й цикл.Регистр 4: О 1 1 О О О ОРегистр 2: 1 0 0 1 1 1 0Сумматор 3: 1 1 1 1 1 1 0На выходе переноса сумматора 3 ноль После суммирования производится сдвиг счетчика 1. При этом формируется код: 0000100, Поеле этого производится сдвиг регистра 4.5-й цикл,Регистр 4; 1 1 0 0 0 0 0Регистр 2; 1 0 0 1 1 1 1Сумматор 3: 0 1 0 1 1 1 1На выходе переноса сумматора 3 единица. После суммирования производится сдвиг счетчика:1 При этом формируется код: 0000010. Остаток иэ сумматора 3 переписывается в регистр сдвига 4, После этого производится сдвиг регистра 4.6-й цикл.Регистр 4: 1 0 1 1 1 1 0Регистр 2: 1 0 0 1 1 0 1,Сумматор 3: 0 1 001На выходе переноса сумматора 3 единица. После суммирования производится сдвиг счетчика 1При этом формируется код: 0000001.Для вычисления квадратного корня ,"из числа, содержащего двоичные разряды, с и -разрядной точностью требуется П циклов.В предлагаемом устройстве сокращены аппаратурные затраты.1140118 каз 265/38 Тираж 7 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаПодписноеСР 0 омитета открытийушская на д. 4 Н "Патент", г. Ужгород, ул. Проек Фили Составитель А. КазанскийРедактор Л,Пчелинская Техред А,Бабинец Корректор А.Зимокосов