Устройство для извлечения квадратного корня

О П И С А Н И Е п)85981ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл. 6 06 Р 7/552 с присоединением заявкиГееАерстеееай кемитет СССР во делам езебретекнй к етерыткй(72) Автор изобретения А. И, Стасюк 1Киевский ордена Трудового Красного Знамейминститут инженеров гражданской авиации(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено автономно в качестве спецпроцессора в комплексе с цифровой вычислительной машиной для оперативного вычисления корня квадратного в системах автоматического управления динамическими5 объектами,Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащее сумматор, первую и вторую группу вентилей, схему И, генератор10 тактовых импульсов, счетчик 1). Однако в известном устройстве вычислительный процесс организован в виде временной последовательности шагов, что определяет его относительно невысокое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемому по тех нической сущности является устройство для извлечения квадратного корня, содержащее (п-,1) группу последовательно соединенных одноразрядных сумматоров, где и - разрядность выходного кода, группу сумматоров по модулю два, группу элементов ИЛИ, группу элементов НЕ, (и) дополнительных группы 2из (и - 1 - 1) (где- номер группы) суммато ров по модулю два в каждой группе (21Недостатками устройства являются относительно высокая сложность и низкое быстродействие, обусловленные использованием в каждой .ой группе 2 (и - ) одноразрядных сумматоров и структурной организацией устройства.Цель изобретения - упрощение устройства для извлечения квадратного корня и увеличе.ние быстродействия.Указанная цель достигается тем, что в устройство для извлечения квадратного корня, содержащее (и - 1) группу последовательно соединенных одноразрядных сумматоров, где ив разрядность выходного кода, группу сумматрРбйф по модулю два, группу элементов ИЛИ, дуплу элементов НЕ, (и - 2) дополнительных группы из (и - 1 - 1), где- номер группы суммато.ров по модулю два в каждой группе, введены генератор единицы и группа из (о) элементов И, каждая .я группа (=1, 2 и) одноразрядных сумматоров содержит (и+2 ) одно. разрядных сумматоров, группы элементов ИЛИ, элементов НЕ содержат (и - 1) элементов, группа3 857981 40 сумматоров по модулю два содержит (и - 2) сумматоров по модулю два, причем выход каждого 1.го (1=1 и-+1) одноразрядного сумматора (+1)-ой руппы соединен с первым входом (1 - 1)-го одноразрядного сумматора, 1.ой группы второй вход первого одноразрядного сумматора .ой группы соединен с выходом переноса пер. вого бдноразрядного сумматора (1+1)-ой руппы, первыми входами 1-ых элементов И, ИЛИ, сумматоров по модулю два групп и сумматоров по модулю два 1.ой дополнительной группы, выходы которых соединены с вторыми входами 1-ых (1=2, и - 1) одноразрядных сумматоров 1-ой группы, вторые входы 1-ых (1=2, и -- 1) сумматоров по модулю два 1.ой дополнительной группы соединены с выходами переноса первых одноразрядных сумматоров (и - 1+1).ых групп, выход .го элемента НЕ группы подключен к первому входу (и+1 - )-го одноразрядного сум. матора -ой группы, второй вход которого10 соединен с выходом -го элемента И группы, подключенного вторым входом к выходу переноса первого одноразрядного сумматора (1 - 2).ой группы, первый вход (и+2 - 1)-го одноразрядно. го сумматора 1-ой группы подключен к выходу25 ,-го сумматора по модулю два группы, подключешого вторым входом к выходу 1-го элемента ИЛИ группы, второй вход которого соединен с выходом (1+1)-го элемента ИЛИ группы, выход (и - 1)-го элемента ИЛИ которой соединен с первым входом первого сумматора по модулю два каждои -ой дополнительной группы, входом (и - 1)-го элемента, НЕ группы и вторым входом (и - 2)-го элемента ИЛИ группы, второй вход (и+2 - ) го одноразрядного сумматора -ой группы соединен с 21-ым разрядом входного кода устройства, З 5 (2 - 1)-й разряд которого подключен к третье. му входу одноразрядного сумматора и входу -го элемента НЕ группы, 2 п и (2 о - 1) й разряд входного кода устройства подключены к входам (п - 1)-го элемента ИЛИ группы и к первым входам соответственно первого и вто. рого одноразрядного сумматора (и - 1)-й груп. пы, вторые входы которых соединены соответственно с выходом (п - 1)-го элемента НЕ груп. ны и генератора единиц, подключенного к первому. входу третьего одноразрядного Сумматора (и - 1)-й группы, выходы переносов первых одноразрядных сумматоров и выход (и - 1) эле. мента ИЛИ группы являются выходами устрой. ства, 50На чертеже представлена схема устройства для извлечения квадратного корня для случая, когда п=5.Устройство содержит одноразрядные сумматоры 1, сумматоры 2 по модулю два, элементы ИЛИ 3, элементы НЕ 4, дополнительные сумматоры 5 по модулю два, элементы И 6, генератор 7 единиц. 4Работа предлагаемого устройства для конкрет. ного значения У,430664062 5 или в разряднойчформе У= О 1 1 О 1 1 1 О О 1 происходит следующим образом.При подаче значения вектора у на вход устройства и после окончания переходного процесса в схеме на выходе четвертого элемента ИЛИ 3 гррппы образуются значен 1 я старшего разряда Х искомого вектора Х, Х, - 1. Далее на вход четвертой группы одноразрядных сумматоров 1 подаются вектор 30111 и соответственно вектор 30 1 1.Там реализуется сумма векторов. В результате на выходе четвертой группы одноразрядных сумматоров 1 образуется вектор3 1 13 1 Д 1,а на выходе переноса первого одноразрядного сумматора 1 - значение последующего разрядах =О вектора ХЗначение вектора 1 0 1 1 1 тгодается на вход третьей группы одноразрядных суммато. ров 1, на вторые входы которой с выходов третьей группы сумматоров 5 по модулю два, третьего элемента НЕ 4 группы, третьего элемента И 6 группы и третьего сумматора 2 по модулю два группы подается значение вектора 33 1 1 0 1 Д . В третвеи группе одноразрядных сумматоров образуется вектор О О 1 О 1 иЧ значение последующего разряда =1 вектора Х, Значение вектора 30 1 0 0 1 0 3 поступает на вход второй группы одноразрядных сумматоров 1, на второй вход которой подается значение вектора Я 01011, благодаря чему в третьей группе одноразрядных сумматоров 1 образуется значение вектора 33 1 1 11 0 Д , а значение Х=О. Далее значение вектораП 1 1 0 1 0:Д подается на вхоп первой группы одноразрядных сумматоров 1, на второй вход которой подается вектор ЯТО 1 1 0 1 благо. даря чему в первой группе одноразрядных сумматоров 1 образуется значение младшего разряда, Х - 1 искомого вектора Х.Введение новых элементов - генератора единиц и (и - 2) элемента И - и связей между элементами выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так мак при новой структурной органи. зации уменьшается количество необходимого электронного оборудования и увеличивается быст. родействие устройства. Формула изобретения 1, Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее (и - 1) группу последовательно соединенных одноразрядных сумматоров, где и - разрядность выходного кода, группу сумма. торов по модулю два, группу элементов ИЛИ, группу элементов НЕ, (п - 2) дополнительных группы из (и - 1 - 1), где- номер группы, сумматоров по модулю два в каждой группе,857981 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения быстродействия, в него введены генератор единицы и группа из (и - 2) элементов И, каждая 1-я группа (1=1, 2 и - 1) одноразрядных сумматоров содержит (и+2-1.) одноразрядных сумматоров, группы элементов ИЛИ, элементов НЕ содержат (и - 1) элементов, группа сумматоров по модулю два содержит (и - 2) сумматоров по модулю два, причем выход каждого 1-го (1=1 и - 1+1) одно О разрядного сумматора (1+1)-ой группы соединен с первым входом (1.1)-го одноразрядного сумматора .ой группы, второй вход первого одноразрядного сумматора . ой группы соединен с выходом переноса первого одноразрядного сумматора15 ( + 1) - ой группы, первыми входами 1 - ых элементов И, ИЛИ, сумматоров по модулю два групп и сумматоров по модулю два . дополнительной группы, выходы которых соединены с вторыми входами 1-ых (1=2,д - ) однораз 20 рядных сумматоров 1-ой группы, вторые входы 1-ых (1=2, и - 1 - 1) сумматоров по модулю два 1-ой дополнительной группы соединены с выходами переноса первых одноразрядныхсумматоров (и - 1+1)-ых групп, выход 1-го эле 25 мента НЕ группы подключен к первому входу (и+ - 1) -го одноразрядного сумматора 1-ойгруппы, второй вход которого соединен с выходом 1-го элемента И группы, подключенного вторым входом к выходу переноса первого одноразрядного сумматора (1-2)-ой группы,ЗО первый вход (п+2 - 1)-го одноразрядного сумматора 1-ой группы подключен к выходу 1-го 6сумматора по модулю два группы, подключен.ного вторым входом к выходу 1-го элементаИЛИ группы, второй вход которого соединен свыходом (+1)-го элемента ИЛИ группы, вы.ход (и - 1)-го элемента ИЛИ которой соединенс первым входом первого сумматора по модулю два каждой 1-ой дополнительной группы,входом (п - 1)-го элемента НЕ группы и вторымвходом (и - 2)-го. элемента ИЛИ группы, второйвход (и+2-)-го одноразрядного сумматора1-ой группы соединен с 2 1-ым разрядом входного кода устройства, (2 - 1) й разряд которо.го подключен к третьему входу одноразрядногосумматора и входу 1-го элемента НЕ группы,2 о-й и (2 п - )-й разряд входного кода уст.ройства подключены к входам (и - 1)-го элемента ИЛИ группы и к первым входам соответственно первого и второго одноразрядного суммато.ра (и - 1)-й группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходом (п.1)-гоэлемента НЕ группы и генератора единиц, лод.ключенного к первому входу третьего однораз.рядного сумматора (и - 1)-й группы, выходыпереносов первых одноразрядных сумматоров ивыход (о - 1) элемента ИЛИ группы являютсявыходами устройства,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР И 571807,кл. 6 06 Е 7/38, 1974.2, Авторское свидетельство СССР по заявкеКе 2 б 85734/18 - 24, 27,06,79 (прототип).857981 Корректо шетннк 7245)79 ВНИИПИ Государст по делам изобрет 113035, Москва, Ж, Зак краж 745 нного комитета ССний и открытий исное ушская наб.,илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Составитель О, СвиридовРедактор П. Ортутай Техред М. Голинка