Устройство для извлечения квадратного корня

(и)732863 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свил-ву -03.78 (21) 2587513/18-2 2)Заявлен 51);тт. Кл. С, 061=7/ с присо ем зая Государственный комите СССР, Кос 71 Заявител занский радиотехническ ит) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ К КОРНЯИзобретение отноной техникев част тся к вычислител сти к устройства для вычисления корня квадратного из чисел, представленных в двоичной системе в форме с фиксированной запятой.Известно устройство для вычисления корня квадратного 11, содержащее регистр подкоренного выражения с цепями сдвига, регистр результата с цепями сдвига и обращения кода сумматор с допол.тО нительными разрядами, помимо основных а также устройство управления. Это устройство имеет невысокое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являет 15 ся устройство для извлечения квадратного корня 21, содержащее регистры сдвига, входы которых, а также первые входы алементов И первой группы соединены с выходами блока управления, выходы первого и второго регистров сдвига соединены соответственно с одноименными вхо.=ь г" О образоматор ы;ой итетветствуюшим где а +- 1 = О, 1,подобранпыи 1 На веется разность кажоц дами первого сумматора, выход третье регнстра-с первым входом второго сум матора, регистр результата, вход и выход которого подключены соответственно к выходу и первому входу второго сумматора, а разрядные выходы - к вторым входам алементов И первой группы, выходы которых подключены к разрядным входам второго регистра сдвига, регистр остатков, вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого сумматора и входом блока задания знака, выход которого подключен к управпягщим входам первого и второго сумматоров.Устройство реализует операцию извлечения корня Э= Ф посредством формирова ния алгебраической суммы сходящихся ттриращений3 7328Устройство функционирует по следующемуалгоритмуУ У +с.9.ф 1-4,Если Х;0с начальными условиями д,:о, г:), Вощичии от устройства 1 в данном устройстве не производится восстановлениеостатка при отрицательной величине разности на 1 -ой итерации, вследствие чегонесколько сокращается время вычисления,Общим недостатком устройств Ц и2 является независимость длительности итерационного цикла вычисления корняот величины приращенияподкоренноговыражения, что приводит к непроизводительным затратам времени наиболее су- г 0щественным при незначительных величинахприращения подкоренного выражения,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства,Поставпенная цель достигается тем,что предложенное устройство для извлечения квадратного корня, содержащее регистры сдвига, входы которых, а такжепервые входы элементов И первой группы,соединены с выходами блока управления, 30выходы первого и второго регистров сдвига соединены соответственно с одноименными входами первого сумматора выходтретьего регистра - с первым входом второго сумматора, регистр результата, вход З 5и выход которого соединены соответственно с выходом и первым входом второгосумматора, а разрядные выходы - совторыми входами элементов И первойгруппы, выходы которьй 1 подключены к 40разрядным входам второго регистра сдвига, регистр остатков, вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого сумматора и входом блоказадания знака, выход которого подклю-чен к управляющим входам первого ивторого сумматоров, согласно изобретениЬ дополнительно содержит регистр операнда, вторую группу элементов И и блоканализа разности, Вход блока анализа ффразности соединен с выходом регистраостатков и третьим входом первого сумматора,а выход - со входом блока управпения, Один иэ выходов блока управления подключен к первым входам элементов И второй группы, вторые входыкоторых через регистр операнда соединены с информационным вход усрой 63 4ства, подключенного также к четвертомувходу первого сумматора, установочныйвход которого соединен с выходами элементов И второй группы,На чертеже представлена структурная схема устройства для извлеченияквадратного корня, содержащая; регистр .1 операнда, регистр 2 остатков, регистр3 результата, сумматоры 4, 5, группыэлементов И 6, 7, регистры 8, 9, 10сдвига, блок 11 анализа разности, блок12 задания знака, блок 13 управления.Устройство функционирует следующимобразом, Предположим, что в некоторый-й момент времени в сумматоре 4записано число Х , корень квадратныйкоторого, вычисленный устройством к-му моменту времени, хранится в региссаре 2. На вход устройства поступаетновое значение подкоренного выражения,которое записывается в регистр 1 и подается через группу элементов И 6 всумматор 4, где из него вычитается предыдущее значение Х, т,е, в сумматоре образуется разностьХу у у(3)Эта разность (ах 1 Хд) из сумматора4 передается (со знаком) в регистр 2,где анализируется блоком 11, Смысл анализа состоит в определении номера разряда р в коде разности ЬХ , в котором записана старшая единица в соответствии с выражением1-1)А 1 г П О О Ф 0 -О, (4)где1,-- оператор выделения стар 0 шей "1. в коде разностиЬхг;Ф- состояния, разрядов кодаразности;Я=(,2,5, , П - номера разрядов кода разности,В соответствии со значением у блокуправления 13 обеспечивает формирование сумматором 5 приращений к ранеевычисленному и хранившемуся в регистре3 результату 1 (1 )и согласно выражениюп-7 (д-)и"912(5)(+ 1).М 2.причем знак первого приращения (=) -2) в у -м цикле определяется знаком 6 Х, хранимым в знаковом разряде регистра 2: остатков, При 4 Х, 0 (во всех разрядах ф 0") значение Уп равно уже вычисленному М(у )и значению, во всех остальных случаях устройство функциони7 73Фор мула изобретения Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее регистры сдвига, входы которых, а также первые входы элементов И первой группы соединены с выходами блока управления, выходы первого и второго регистров сдвига соединены соответственно с одноименными входами первого сумматора, выход третьего регистра - соединен с первым входом второго сумматора, регистр результата, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и первым входом второго сумматора, а разрядные выходы со вторыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к разрядным входам второго регистра сдвига, регистр остатков, вход и выход которого соедйнены соответственно с выходом первого сумматора и входом блока задания знака, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго сумматоров, о т л и ч а ю щ е 2863 . 8е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно содержитрегистр операнда, вторую группу элементов И и блок анализа разности, вход которого соединен с выходом регистра остатков и третьим входом первого сумматора, а выход - со входом блока управления, один из выходов которого подключен к.первым входам элементов И10 второй группы, вторые входы которых через регистр операнда соединены с информационным входом устройства, подключенного также к четвертому входупервого сумматора, установочный вход15 которого соединен с выходами элементов И второй группы.Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе1, Карцев М. А, Арифметика циф 20 ровых машинМ "Наука", 1969,2, Оранский А, М, Аппаратные методы в цифровой вычислительной технике,Минск, изд. БГУ им, В, И, Ленина,1977 (пр ототип),