Устройство для извлечения квадратного корня

:йИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик, 06 Государственный квинтет СССР по делам изооретений и открытий. Тэрэшанкэ кий ин:титутэциалистическэй енина пэлитехниче икэй Октябрьской Киевскии орденмени 50-летия 1) Заявитель элюци ДРАТНОГО КОРНЯ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ния - упие возможальном истигается тестр корре и, что устции, блок Изобретенис относится к области вычислительной техники и может оыть использовано в цифровых вычислительных машинах.Известные устройства 13 для извлечеция квадратцого корня отличаются большой сложностью и содержат сумматор, регистр, 5 счетчик, две группы элементов И, блок управления.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство 2 для извлечения квадратного корня, содержащее регистр операнда, вспомогательный регистр, сумматор, первый вход которого подключен к единичному выходу млалшего разряда регистра операнда.Однако известное устройство требует больших аппаратурных затрат и, кроме то го, не допускает использования в цем динамических регистров (например, интегральных сдвиговых регистров ца МДП-структурах).Цель предложенного изобретерощение устройства и обеспеченности использования его в интсгрполцении.Указанная цель лосройство содержит реги к формирования цифры, триггер, первый и второй элементы И, элементы ИЛИ и НЕ; первый тактирующий вход устройства подключен к первь 1 м входам регистра операнда, вспомогательного регистра и регистра коррекции, второй тактирующий вход устройства подключец к синхронизирующему входу триггера и ко входу элемецта НЕ, выход которого соединен с первым входом первоо элемента И, выход которого подключен к единичному входу старшего разряда регистра операнда, первый вход элемента ИЛИ соединен с единичным выходом младшего разряда регистра коррекции, единичный вход старшего разряда которого подклочен к выходу элемента ИЛИ, второй вхол которого соединен с выхолом второго элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом блока формирования цифры, а его второй вход подключен к нулевому выходу триггера, первому входу блока формирования цифры и выходу устройства, единичный выход триггера подключен ко второму входу блока формирования цифры, третий нхол которого подключен к выходу регистра коррекции, а четвертый вход соединен с единичным выходом младшего разряда вспомогательного регистра и с единичным входом старшего разряда вспомогательного регистра, второй выход блока формирования цифры соединен со вторым входом сумматора, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и ко входу триггера, а также тем, что блок формирования цифры содержит: первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ - НЕ,первый и второй элементы задержки,. первый вход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента ИЛИ - НЕ и ктретьему входу блока формирования цифры, четвертый вход блока формирования цифры подключен ко вторым входам первого элемента ИЛИ и элемента ИЛИ-НЕ, через первый элемент задержки - к третьему входу первого элемента ИЛИ и через первый и второй элементы задержки - к третьему входу элемента ИЛИ - НЕ и к первому выходу блока формирования цифры, третий вход блока формирования цифры подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ - НЕ, а второй вход - с первым входом блока формирования цифры, выход второго элемента ИЛИ является вторым выходом блока формирования цифры,На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - возможный вариант реализации блока формирования цифры.Схема устройства содержит: регистр операнда 1, сумматор 2, триггер 3, первый и второй элементы И 4, 5, блок 6 формирования цифры, вспомогательный регистр 7, регистр коррекции 8, элемент ИЛИ 9, элемент НЕ 10, первый, второй, третий и четвертый входы соответственно 11, 12, 13, 14 блока формирования цифры, первый и второй выходы 15 и 16 блока формирования цифры, первый и второй тактирующие входы 17 и 18 устройства,Схема блока формирования цифры (фиг. 2) содержит: первый и второй элементы ИЛИ 19, 20, первый и второй элементы И 21, 22, элемент ИЛИ - НЕ 23, первый и второй элементы задержки 24, 25 соответственно.Регистр 1 имеет (и + 5) разрядов, регистр 7 - (п + 3) разрядов и регистр 8 - (п + 4) разрядов, где п - разрядность операнда.В исходном состоянии в регистр 1 записан операнд, в регистре 7 - единица записана в третьем слева разряде, в регистре 8 - все нули, триггер 3 находится в нулевом состоянии. На входах 12, 13, 14 существует нулевой сигнал, а на входе 11 - единичный сигнал. Поэтому на выходе 15 блока формирования цифры будет присутствовать нулевой сигнал, а на выходе 16 - .Таким образом, на выходе переноса сумматора будет сформирован единичный сигнал, 5 а на выходе суммы - сигнал, идентичныймладшей цифре регистра операнда.будем считать, что в каждом 1-м такте( = 1, 2 , и + 4) каждого цикла на шине 17 появляется единичный тактирующий сигнал, а в (п + 4)-м такте каждого цикла на шине 8 появляется единичный тактирующий сигнал. Цикл работы устройства состоит из и + 4 тактов.Рассмотрим работу устройства в 1-м такте произвольного цикла ( = 1, 2 , и + 4).15 На тактирующей шине7 появляется единичный сигнал, который проходит на цепи сдвига вправо на один разряд регистров 1, 7 и 8, В освободившийся старший разряд регистрачерез элемент И 4 записывается цифра, полученная на выходе суммы сумматора 2 (это возможно ввиду отсутствия единичного сигнала на шине 18 и, следовательно, наличия его на выходе элемента НЕ0). В старший разряд регистра 7 записывается цифра, бывшая в младшем разряде 5 этого регистра в предыдущем такте. Еслидвумя тактами ранее в младшем разряде регистра 7 находилась единица, то формирователь 6 формирует единичный сигнал на шине 15, Если в этом же такте триггер 3 находится в. нулевом состоянии, то на выходе элемента И 5 и элемента ИЛИ 9 появляется единичный сигнал и в следующем такте в старший разряд регистра 8 записывается единица. Во всех остальных случаях в старший разряд регистра 8 записывается цифра, бывшая в предыдущем такте в младшем разряде этого регистра. Если триггер 3 находится в нулевом состоянии (т, е. на шине 11 присутствует единичный сигнал), то на втором выходе формирователя 6 единичный сигнал появится только в случае 40 отсутствия единичного сигнала на шинах13, 14 и 15 (отсутствия единиц в младших разрядах регистра 8 в данном такте и регистра 7 в этом такте и двумя тактами ранее). Если же триггер 3 находится в единичном состоянии (на шине 12 установлен 45единичныи сигнал), то единичный сигнал на выходе 16 появится в следующих случаях: либо в младшем разряде регистра 8 за- писана единица (на шине 13 имеется еди-.ничный сигнал), либо в младшем разряде регистраединица находилась в прошлом такте или находится в этом такте (что соответствует единичному сигналу на шине 14). На входы сумматора 2 поступают сигналы с блока 6 с цепи переяоса сумматора, а также сигнал из регистра 1, соответству ющий значению цифры из его младшегоразряда. В (п + 4)-м такте каждого цикла на тактирующей шине 18 появляется единичный сигнал, который поступает на вход элемента НЕ 10 и на синхронизирующийвход триггера 3. На выходе элемента 10 единичный сигнал исчезает и в старший разряд регистра 1 записывается ноль в следующем такте. Триггер 3 изменяет свое состояние в соответствии с сигналом на выходе суммьг сумматора 2. Кроме этого в первом цикле одновременно с появлением сигнала на шине 18 осуществляется сброс в нуль регистра 8. Результат появляется на выходной шине, связанной с нулевым выходом триггера 3, последовательно со старших разрядов.Очередная цифра результата формируется в конце каждого цикла в его (п + 4)-м такте.Рассмотрим цифровой пример. Пусть необходимо вычислить квадратный корень из 9 = (1001)ф. Результат будет равен 3 = = (0011)Ь.Предложенное устройство является устройством последовательного действия и применение в нем регистров в интегральном исполнении на основе гЧДП-структур позволяет значительно снизить стоимость, уменьшить габариты устройства и повысить его надежность,Формула изобретения1. Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее регистр операнда, вспомогательный регистр, сумматор, первый вход которого подключен к единичному выходу младшего разряда регистра операнда, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит регистр коррекции, блок формирования цифры, триггер, первый и второй элементы И, элементы ИЛИ и НЕ, первый тактирующий вход устройства подключен к первым входам регистра операнда, вспомогательного регистра и регистра коррекции, второй тактирующий вход устройства подключен к синхронизирующему входу триггера и ко входу элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подклк)чен к единичному входу старшего разряда регистра операнда, первый вход элемента ИЛИ соединен с единичным выходом младшего разряда регистра коррекции, единичный вход старшего рязряда которого подключен5 10 5 2025 30 3540 45 к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом блока формирования цифры, а его второй вход подключен к нулевому выходу триггера, первому входу блока формирования цифры и выходу устройства, единичный выход триггера подключен ко второму входу блока формирования цифры, третий вход которого подключен к выходу регистра коррекции, а четвертый вход соединен с единичным выходом младшего разряда вспомогательного регистра и с слнп чным входом старшего разряда вспомогательного регистра, второй выход блока формирования цифры соединен со вторым входом сумматора, выход которого подклгочсн ко гторомгу входу первого элемента И и ко входу триггера.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок формирования цифры содержит первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ - НЕ, первый и второй элементы задержки, первый вход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента ИЛИ - НЕ и к третьему входу блока формирования цифры, четвертый вход блока формирования цифры подключен ко вторым входа м первого элемента ИЛИ и элемента ИЛИНЕ, через первый элемент задержки - к третьему входу первого элемента ИЛИ и через первый и второй элементы задержки - к третьему входу элемента ИЛИ- - НЕ и к первому выходу блока формирования цифры, второй вход блока формирования цифры подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ - НЕ, а второй вход - с первым входом блока фор-мирования цифры, выход второго элемента ИЛИ является вторым выходом блока формирования цифры,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР435522, кл, Сг 06 Г 7 / 38, 1972,2. Патент Японии50 - 7900," кл. 97(7)Е 32, 1975.Составитель Гехред О. Л Тираж 779ЦН 14 ИП И Го суда рст венпо делам изобре113035, Москва, Ж, лиал ППП Патент, г. Н. Шелоб говая ого комитений и Рауки ска Ужгород Редактор Д. ЗубовЗаказ 311/41 новаКорректор Д. МельниченкоПодписноетета СССРоткрьггийя наб., д. 4/5ул Проектная 4