Устройство для извлечения квадратного корня

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19 И 6 Р 7/55 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ОТКРЫТИЯМИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 754411, кл. О 06 Р 7/552, 1978.Авторское свидетельство СССР Р 1300464, кл. О 06 Р 7/552, 1985. (54) УСТРОйСтВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах ЭВМ. Цель изобретения - сокращение оборудования, Устройство для извлечения квадратного корня содержит регистр 1 результата, буАерный регистр г 2, регистры сдвига 3-5, сумматор-вычитатель 6, мультиплексоры 7,8, регистр 9 признаков. В устройстве извлечение квадратного корня представляет собой итерационный процесс и сводится к выполнению операции вычитания (если результат предыдущей операции попожительный) или суммирования (если результат предыдущей операции отрицательный) чисел, одно из которых является перед началом вычислений подкоренным выражением, получаемым как результат операции, сдвинутый на.один разряд влево, а другое - переменным делителем, который на каждом шаге вычислений Аормируется с помощью специальных двух ф чисел, 2 ил., 2 табл.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арийметических устройствах ЗВМ.Цель изобретения - сокращениеоборудования,На Фиг.1 представлена Аункциональная схема устройства для извлеения квадратного корня; на диг,2 - 10ример вычисления,Устройство для извлечения квадратого корня содержит регистр 1 реультата, буферный регистр 2,первыйвторой 4 и третий 5 регистры сдвиа, сумматор-вычитатель 6, первый 7второй 8 мультиплексоры, регистр 9изнаков, первый 10 и второй 11 выоды анализа устройства, первый 1,торой 13 и третий 14 информационные 2 Оходы устройства и информационныйыход 15 устройства.Все регистры устройства выполнены на Б-триггерах с динамической записью; входы синхронизации записи в 2регистры, управляющие входы мультиплексоров и сумматора-вычитателя нейоказаны.В предлагаемом устройстве извлечение квадратного корня представля,ет собой итерационный процесс и своится к выполнению операции вычитания (если результат предыдущей операции положительный) или суммирования (если результат предыдущей опе,рации отрицательный) чисел, одно иэкоторых является перед началом вычислений подкоренным выражением,получаемым как результат операции,сдвинутый на один разряд влево, адругое - переменным делителем, кото 40рый на каждом шаге вычислений формируется с помощью специальных двухчиссл С 1 и Сд еЧисла С , и С, в свою очередьявляются также переменными и йормируются на каждом такте вычисленийпутем сдвига исходных чисел Си; С 2, , полученных на предыдущем такте вычислений на один разряд вправо,Переменный делитель й +, (где= 0,1,и, номер такта вычислений, и - разрядность результата вычислений), предназначенный дпя участия в вичислении на х+1-м такте,Аор 55мируется на -м такте путем добавления или вычитания из текущего значения переменного делителя й;+ саот Знаковый разряд Формированиепеременногоделителя остатка на х-м на -м такте . такте=а 0 а,Формирование же остатка Х;, на +1-м такте вычислений производится в соответствии с табл.2. таблица 2 Формирование остатка на +1-м такте( выход1 О устройства) О 1 Х,+, = Х, - й,Устройство для извлечения квадратного корня работает, следующим образом.Перед началом выполнения вычисле - ний младшая часть 2 п-разрядного подкоренного выражения через информационный тракт; информационный вход 12 устройства, регистр 1 результата, второй вход сумматора-вычитателя 6, выход сумматора-вычитателя 6 записывается.в первый регистр 3 сдвига,При этом сумматор-вычитатель 6 настраивается "на проход" по второму входу. Затем аналогичным образом старшие и разрядов 2 п-раэрядного подкоренного выражения с выхода сумматора-вычитателя 6 через второй. вход первого мультиплексора 7 записываются в буферный регистр 2. ветствующего числа С , или С, в зависимости от значений знаковых (старших) разрядов остатков (частичных подкпренных выражений), полученных на -1-м и -м шагах вычислений в соответствии с табл,1.Т аблиц а 15 157Затем через инйормационные входы12 - 14 устройства записываются исходные значения делителя йп = 0.1000,числа С,о = 0,1000 и Со = 1,1000 соответственно, а регистр 9признака обнуляется (цепи установкив ноль регистра 9 признака не показаны).,Каждый такт вычислений начинается с Аормирования остатка в буАерномрегистре 2 в соответствии с табл,2,причем на первом такте вычисленийостаток формируется путем безусловного вычитания из содержимого буферного регистра содержимого регистра 1,Формирование остатка осуществляется следующим образом. Через первыйвход второго мультиплексора 8 на первый вход сумматора-вычитателя 6 поступает содержимое буАерного регистра2 (старшая часть частичного подкоренного выражения или остаток), на второй вход сумматора-вычитателя б изрегистра 1 результата поступает переменный делитель (на первом тактевычислений исходное значение Й= 0.1000). Сумматор-вычитатель бнастраивается в зависимости от значения знака остатка (выход 10 анализа устройства) в предыдущем тактена сложение или вычитание (в первомтакте вычислений на вычитание) в соответствии с табл 2 и на его выходепоявляется результат, который черезпервый вход первого мультиплексора7 записывается со сдвигом на одинразряд влево в буАерный регистр 2.Одновременно по Аронту синхросигналазаписи в буАерный регистр 2 производится также сдвиг первого регистра 3сдвига на один разряд влево, Причемв младший разряд буАерного регистра2 по Аронту синхросигнала записи записывается "старое (т,е, до сдвига)значение старшего разряда регистра3 сдвига.1Кроме того, по Аронту синхросигнала записи в буАерный регистр 2 черезпоследовательный вход записи в регистр 9 признака записывается значение старшего (знакового) разрядарезультата с выхода старшего разряда сумматора-вычитателя 6.Затем осуществляется Аормированиепеременного делителя 6 в регист 1+1ре 1 результата для следующего тактавычислений, Это осуществляется следующим образом, Устройством управле.1581 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ния анализируются состояния выходов10 и 11 анализа устройства и в соответствии с табл.1 на первый входсумматора-вычитателя 6 через второйили третий входы второго мультиплексора 8 поступает содержимое второго4 (С, ) или третьего 5 (Сс,) регистров сдвига, а на второй вход сумматора-вычитателя 6 поступает переменныйделитель Й, из регистра 1 результата,Одновременно сумматор-вычитатель6 настраивается на сложение или вычитание (в соответствии с табл.1) таким образом, что к переменному делителю Й; добавляется или из него вычитается соответствующее число С ; илиС , САормированный на выходе сумматора-вычитателя 6 переменный делитель й;+ с выхода первого мультиплексора 7 поступает на первый входрегистра 1 результата и по Аронтусинхросигнала записи записываетсяв последний.Далее на заключительном этапетакта вычислений в регистрах 4 и 5осуществляется сдвиг их содержимогона один разряд вправо, тем самым Аормируются числа С,+, и С,+ дпяследующего такта вычислений На этомочередной такт вычислений заканчивается,Следующий такт вычислений реализуется аналогично описанному и так далее вплоть до двух последних тактоввычислений. На итакте переменныйделитель 6 и формируется по тем жеправилам с учетом того, что разрядная сетка расширена на один разряд(на Аиг.2 этот такт помечен + )На последнем такте вычислениймладший разряд переменного делителя,который является окончательным результатом вычислений, Аормируетсяпо значению знакового разряда остатка (анализируется выход 10 устройства); если знак остатка равен О,то младщий разряд устанавливаетсяв 1, если знак остатка равен 1,то вмпадпий разряд регистра результатазаписывается О.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет сократить оборудование при реализации его в составе регулярной структуры ариАметического устройства ДВЧ и позволяет осуществлять вычисление квадратного корня из 2 праэрядного целого числа. Далее.содертИСтЮЫ ЮИСИ СЯС сдаженмМ- 1Ф.44 ФФаии гдИ Оо 1 ОО .0 ( 1 ФЮ 106 оо й/ ЮФФф р.роо аГГГт саФФоб ГсдазиеФ- 1. 966 О ф а МГ +,о ижюаеаЮУ. Ю 1 1 Ф 4 РО О.Оо.доаоэ Составитель Б Дворецкийдактор Т.Лазоренко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самбор Заказ 1512НИИПИ Госу Тираж ственного комитета 113035, Москва, Жое изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС,. Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужго л. Гагарина,101 жимое регистра 1 результата передается через сумматор-вычитатель 6 (вход 2), первый мультиплексор 7 (вход 2) и записывается в буферный5 регистр 2, откуда поступает на информационный выход 15 устройства, ,Формула из обр ет ения Устройство для извлечения квадрат-,1 р ного корня, содержащее регистр результата, буферный регистр, сумматор, вычитатель и первый регистр сдвига, , о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, ; с целью сокращения оборудования,оно, содержит второй и третий регистрысдвига, первый и второй мультиплексо ры и регистр признаков, причем выход сумматора-вычитателя соединен с первым входом первого мультиплексора,со 2 Осдвигом на один разряд влево - с вто рым входом первого мультиплексора и с входом первого регистра сдвига, выход старшего разряда которого сое 25 динен с входом первого (младшего) разряда первого мультиплексора, выход которого соединен с первым входом регистра результата и с входом буферного регистра, выход которого соединен с информационным выходом устройства и с первым входом второго мультиплексора, второй и третий входы которого соединены с выходами второго и третьего регистров сдвига соответственно, а выход соединен с первым входом сумматора-вычитателя, второй вход которого подключен к выходу регистра результата, а выход старшего разряда - к входу последовательной записи регистра признаков, выходы младшего и старшего разрядов которого являются первым и вторым выходами анализа устройства соответственно, первый,второй и третий информационные входы устройства соединены с вторым входом регистра результата, входами второго и третьего регистров сдвига, 8 ЯДРЯТНОГО КОЕЮфОФФМ