Устройство для извлечения корня седьмой степени

.8)е свидетельство СССР591/24,1982.свидетельство СССР604/24,1982. 681.325(08 1. Автор ск аявке Р 34606 Р 7/55 Авторское вке И 347 06 Р 7/55 по заякл. С ходомоде устройа И соедиов ателя ства, выход первого элем нен с входом первого фор импульсов и является выхо та в последовательном к м результа е устройст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЯ СЕДЬМОЙ СТЕПЕНИ, содержащее первый, второй и третий управляемые делители частоты, первый формирова-. тель импульсов, элемент ИЛИ, счетчик, . первый триггер, первый элемент И, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью сокраще-, ния аппаратурных затрат, оно содержит второй триггер, второй элемент И, второй формирователь импульсов, делитель на четырнадцать, накапливающий сумматор, информационный вход устройства соединен с первым входом второго элемента И и входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с информационным входом первого управляемого делителя.частоты, выход которого соединен синформационным входом второго управ-ляемого делителя частоты, выход которого .соединен с первым входом второго триггера, выход которогосоединен с вторым входом второго элемента И, выход которогЬ соединен с первым входом элемента ИЛИ иинформационным входом делителя начетырнадцать, выход которого соеди -нен с информационным входом третьегоуправляемого делителя частоты, выходкоторого соединен с первым входомпервого триггера, второй вход котОрого соединен с входами начальнойустановки делителя на четырнадцатьи третьего управляемого делителячастоты, выходом первого формирователя импульсов, входом записи накапливающего сумматора и вторым входом элемента ИЛИ, выход которогосоединен с вторым входом второготриггера и входами начальной установки первого и второго управляемых дели.телей частоты, управляющие входы которых соединены с управляющими входами третьего управляемого делителячастоты и разрядными выходами накапливающего сумматора, разрядныевходы которого соединены с разрядными выходами счетчика и вырезультата в параллельном кИзобретение относится к цифровой вычислительной технике и может найти применение в аппаратурной реализацииоперации выполнения корня седьмой степени в управляющих и вычислительных системах, а также в генераторах сложных сигналов, изменяющихся по определенному з акону.Известно устройство для извлечения корня пятой степени, содержащее О три формирователя импульсов, два делителя частоты, управляемые делители. частоты, нак апливающий сумматор, элементы И и элемент задержки, Устройство имеет относительно высокое быстродействие и позволяет выделить из импульсной последовательности импульсы, соответствующие и , где и=5- 1,21,20Однако это устройство не имеет возможности извлечения корня седьмойстепени.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для извлечениякорня И-й степени, содержащее схемусравнения, группу элементов И, блокуправления и регистр результата,группу управляемых делителей частоты,управляемый делитель частоты, эле.мент ИЛИ, формирователь импульса,а блок управления содержит счетчик,триггер, элемент И и реверсивныйсчетчик, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, первыйвход которого соединен со счетным35входом счетчика, входом управляемогоделителя частоты, входом первогоуправляемого делителя частоты группы и выходом генератора импульсов,40разрядные выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с разрядными входами регистра результатаи управляющими входами всех управляемых делителей частоты группы, вы-ход каждого управляемого делителя45частоты группы соединен с информационным входом следующего управляемого делителя частоты группы и первым входом соответствующего элемен -та И группы, второй вход каждого из50которых соединен с соответствующимразрядным входом показателя степениустройства, выходы элементов И группы соединены с входами элемента ИЛИ,выход которого соединен с первым вхо. 55цом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом управляемого делителя частоты, входом управления счетчика и установочным входом триггера, вход сброса которого соединен с выходом переполнения счетчика, разрядные входы которого соединены с выходами старших разрядовреверсивного счетчика, вход выбора режима работы которого соединенс первым выходом схемы сравнения,второй выход которой соединен свторым входом элемента И и входомформирователя импульса, выход которого соединен с тактовым входомрегистра результата, третий выходэлемента И соединен с выходом триггера, вход аргумента устройства - суправляющими входами управляемогоделителя частоты. Устройство в режиме извлечения корня седьмой степени Содержит семь управляемых делителей частоты, число всех остальных,элементов не зависит от показателястепени23Недостатком известного устройства являются большие аппаратурныез атр аты.Цель изобретения - сокращениеаппар атур ных з атр ат,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для извлечения корня седьмой степени, содержащее первый, второй и третий управляемые делители частоты, первыйформирователь импульсов, элементИЛИ, счетчик, первый триггер, первый элемент И, первый вход которого соединен с информационным входомустройства, второй вход - с выходомпервого триггера, а выход - со счетным входом счетчика, содержит второй триггер, второй элемент И, второй Формирователь импульсов, делитель на четырнадцать, накапливающий сумматор, информационный входустройства соединен с первым входом второго элемента И и входомвторого формирователя импульсов,выход которого соединен с информационным входом первого управляемого делителя частотывыход которога соединен с информационным ходом второго управляемого делителячастоты, выход которого соединен спервым входом второго триггера, выход которого соединен вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и информационным входомделителя на четырнадцать, выход которого соединен с информационнымвходом третьего управляемого делителя частоты, выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с входами начальной установкиделителя на четырнадцать и третье -го управляемого делителя частоты,выходом первого формирователя импульсов, входом записи накапливающего сумматора и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен свторым входом второго триггера ивходами начальной установки первогои второго управляемых делителей частоты, управляющие входы которых соединены с управляющими входами третьего упр.авляемого делителя частотыи разрядными выходами накапливающего сумматора, разрядные входы которого соединены с разрядными выходамисчетчика и выходом результата в параллельномм коде устройства, выходпервого элемента И соединен с входомпервого формирователя импульсов иявляется выходом результата в последовательном коде устройства.На фиг, 1 показана функциональная схема предлагаемого устройстваизвлечения корня седьмой степени;Йа фиг. 2 - схема управляемого делигеля с коэффициентом деления 2 к+2.Устройство содержит формирователь1 импульсов, первый управляемый делитель 2 частоты, триггер 3, управляемый делитель 4, элемент И 5, элемент ИЛИ б, накапливающий сумматор 7, делитель 8 на четырнадцатьсчетчик 9, триггер О, третий управляемый делитель 11, элемент И 12,формирователь 13 импульсов, информационный вход 14, выход 15 в парал 40лельном коде и выход 16 в последовательном коде устройства.Нестандартный первый управляемый делитель 2 (фиг.21 с коэффициентом деления 21+2, где Е -числон а выходе суммат ор а 7, содержитуправляемый делитель 17, триггер 18,элемент И 19, формирователь 20 импульсов и элемент ИЛИ 21.Управляемый делитель работаетследующим образом,В исходном состоянии все разряды управляемого делителя 17 и триггер 13 установлены в нулевоесостояние. Первый импульс, поступающий на вход разрешения записи управляемого делителя 17, записываеткоэффициент деления равным 2 к+1,4так как управляющие входы (и+1)-х разрядов его соединены с и - ми раз - рядными выходами накапливающего сумматора 7 ( умножение на два ), а управляющий вход первого разряда имеет потенциал логической единицыприбавление единицы ), следовательно, он пропускает на свой выход (21+1) - й импульс, который поступает на вход установки в "1" триггера 17 и устанавливает его в единичное состояние. При этом элемент И 19 открывается и пропускает следующий импульс из входной последовательности первого управляемого делителя 2 - (2 с+1) -й. Этот импульс записывает прежний коэффициент деления управляемого делителя 17 и устанавливает триггер 18 в нулевое состояние. Таким образом, первый управляеюй делитеЛь 2 (фиг.2) имеет коэффициент деления 21+2.В основу алгоритма иаботы устройства положено итерационное выражение, полученное после соответствую. щих преобразованийи - (и- ) = 7 и (и- )и (и) п(и) + 2+ 1+ 1, (1) где ь = ,2,3Если учесть, что произведение и(и)/2 является суммой (и)-х члеов арифметической прогрессии вида а, = а + о. при а =О,ф=1,0 ъ От.е. ьв(ь.1) с -г. Ъ то можно записатьПусть и=ш, тогда итерационное выражение (21 может быть использо-, вано для построения устройства, осуществлякщего вычисление и=Кш , гдеД - целая часть числа.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии все разряды счетчика 9 первого 2, второго 4 и третьего 11 управляемых делителей и накапливающего сумматора 7 установлены в нулевое состояние, Триггер 3 установлен в нулевое состояние, а триггер 10 - в единичное.На выходе триггера 10 и на первомвходе элемента И 12 - единичный уро,вень. Первый входной импульс положительной полярности проходит на выход16 через элемент И 12 и посТупает на 5счетный вход счетчика 9, записываяв него "1 , и на вход формирователя13 импульсов. Импульс, сформированныйпо спаду входного, поступает на входразрешения приема информации в накап- Оливающий сумматор 7, в котором записывается "1" (0+1=1), на вход разре-,шения записи третьего управляемогоделителя 11, коэффициент деления которого становится равным единице, ичерез элемент ИЛИ 6 на входы разрешения записи первого 2 и второго 4 управляемых делителей, коэффициенты деления которых становятся равными четырем и двум соответственно, на вход 20установки нулевого состояния второготриггера 1 О и делителя 8 на четырнадцать,формирователь 13 импульсов по спаду входного импульса служит в качест 25 ве временной задержки, равной длительности входного импульса, необходимой для работы счетчика 9 и накаппиваю - щего сумматора 7,ЗОНа входах триггеров 3 и 10 - нулевые уровни, элементы И 5 и 12 закрыты. Импульсы, сформированные по спаду входных импульсов устройства формирователем , поступают насчетный вход первого управляемого делителя 2 с коэффициентом деления 2 к+2 ( к - число на выходе накапли 1вающего сумматора 7), в данном случае равным четырем, следовательно, первый управляемый делитель пропускает на свой выход каждый четвертый из своих входных импульсов, которые поступают на счетный вход второго управляемого делителя 4 с коэффициентом деления два, который пропускает на на свой выход только второй из своих входных импульсов или девятый из входной импульсной последовательности, поступающей на тактовый вход устройства. Этот импульс поступает50 на вход установки в "1 триггера 3 и устанавливает его в единичное состояние. При этом элемент И 5 открывается и пропускает следующий импульс,55 десятый из входной импульсной последовательности, который поступает на . вход делителя 8 на четырнадцать, считающий его по спаду своим первым входным, и через элемент ИЛИ 6 на входы разрешения записи первого 2 ивторого 4 управляемых делителей, записывая в них прежние ( четыре и два соответственно ) коэффициенты деления, и устанавливает триггер 3 в нулевое состояние, При этом цикл счета (вход устройства 4 - выход первого элемента И 5) продолжается четырнадцать раз и, следовательно, делитель 8 на четырнадцать пропускает на свой выход четырнадцатый входной импульс или сто двадцать седьмой из входной импульсной последовательности (1+9 4 = 127 ), Этот импульс проходит через третий управляемый делитель 11 с коэфециентом деления один и поступает на вход установки в "1" триггера 10, устанавливая его в единичное состояние. При этом элемент И 12 открывается и пропускает на выход 16 устройства следующий импульс из входной импульсной последовательности, порядковый номер кото-. рого сто двадцать восьмой.Формирователь 1 импульсов по спаду входных импульсов служит в качестве временной задержки на длительность входного импульса для того, чтобы на выход элемента И 5 не проходили две последовательности импульсов (например, девятый и десятый или восемнадцатый и девятнадцатьш и т,д.).Таким образом, в соответствии со структурой выражения ( 2 ) счетчик 9 совместно с накапливающим сумматором 7 осуществляет вычисления члеЬ нов Е 1, третий управляемый дели=1тель 1 совместно с делителем 8 на четырнадцать осуществляет вычисления 14 1, первый 2 и второй 41=т ,управляемые делители триггером 3 и элементов И 5 осуществляют вычисИ 1 б ления 2.Е. т. 2.Е д + 2 +)1 1:1а триггер 10 совместно с элементом И 12 пропускают только те импульсывходной последовательности, номера которых представляют значения седьмой степени целого числа. Результаты вычисления снимаются в виде число-импульсного кода с выхода 16 устройства, в виде параллельного двоичного кода - с выхода 15 устройства.1120321 В предлагаемом устройстве выход - ные импульсы равны по длительнос ти входным и для обеспечения работы устройства без сбоев необходимо, чтобы период следования импульсов входной последовательности удовлетворял равенству где Т - максимальное время задерж-,вки распространения используемых логических элемейтовИ (5-121; Фиг,Ти аж 698 Подписи агород, ул.Проектная ПатентТ:тах 127 +Г ++вх"О н сч уяР 4 цщИПИ Заказ 7743(3 время задержки накапливающего сумматора;, дд - суммарное время задержкираспространения первого и5 второго управляемых делителеи 2 и 4,.Сч время задержки счетчика 9Таким образом, введение делителяна четырнаддать, триггера, элемента И, Формирователя импульсов и накапливающего сумматора позволяетсократить аппаратурные затраты начетыре управляемых делителя частоты, схему. сравнения, счетчик игруппу элементов И,