Устройство для извлечения квадратного корня

Союз Советских Социалистических Республик(51)м. кл. с присоединением заявки Мф -6 06 Е 7/38 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Автор изобрвтвния А. И. Стасюк Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации(54) УСТРОИСТБО,ЦЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КБАДРЛТНОРОКОРНЯ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащеегенератор импульсов, блоки элементовИ, блоки элементов ИЛИ, счетчик,сумматор, масштабный блок (11,Однако в устройстве последовательная организация вычислительного процесса определяет его относительно невысокое быстродействие.Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройствс цля извлеченияквадратного корня, содержащее сумматор группы элементов И, счетчик,генератор тактовых импульсов 2).Недостатком устройства являетсянизкое быстродействие, обусловленное организацией вычислений в видевременной последовательности шагов.Цель изобретения - повышениебыстродействия устройства для извлечения квадратного корня,Поставленная цель достигаетсятем, что а устройство для извлечения квадратного корня, содержащеесумматор, введены элементы НЕ,.(и) группы из 2(п)последовательно соединенных одноразрядных сум 2маторов в каждой группе, где 1-номер группы, а и - разрядность выходного кода, группа из и сумматоровпо модулю два, группа из и элементов ИЛИ, первая и вторая группыэлементов НЕ по и элементов в каждой, (и) дополнительных группиз (п-1), где 1=1, ,(п),сумматоров по модуля два в каждой 1 О группе, причем выход Е-го одноразрядного сумматора -ой группысоединен с первым входом -го одноразрядного сумматора .(1-1) группы,вторые входы Е-ых1, , п+1)одноразрядных сумматоров (1-1)группы соединены с выходом переносапервого одноразрядного сумматораЕ-ой группы и с первыми входами сумматоров по модулю два (1-1) дополнительной группы, выходы которых соединены со вторыми входами )-ых(Е=п+22(п-Е)-1) одноразрядных сумматоров (1-1)-ой группы, авторые входы )-ых ( 1, ,и) 25 сумматоров по модулю два (1-1)-ойдополнительной группы соединены спервыми входами первых одноразряд,ных сумматоров (иых групп, вход, элемента НЕ соединен са,вторым вхо- ЗО дом первого одноразрядного сумматора (и)-ой группы, а выход - со вторым входом второго одноразрядного сумматора (п.) группы, первый. вход 1-го сумматора по модулю два группы соединен с входом (21-1)-го разряда входного кода устройства и с первым входом 1-го элемента ИЛИ группы, выход которого соединен с входом переноса 2(п)-одноразрядного сумматора 1-ой группы, а второй вход соединен с входом 21-го разряда входного кода и со вторым входом 1-го элемента ИЛИ группы, а выход соединен со входом 1-го элемента НЕ первой группы, выход которого соединен с первым входом 2(п)+1 -го одноразрядного сумма- гора (1 - 1)-ой группы, вход 1-го элемента НЕ второй группы соединен со вторым входом 1-го сумматора по модулю два группы, а выход - с первым входом . 2(п)+2)-го одноразрядного агумматора (1-1) группы, выходы переноса первых одноразрядных сумматоров и выход п-го элемента ИЛЙ группы являются выходами устройства, выход и-го элемента ИЛИ группы оединен со входом элемента НЕ.На чертеже представлена схема устройства для извлечения квадратного корня для случая п=4. 773617 Схема содержит разрядные входыо1 устройства, одноразрядные сумматоры 2, сумматоры 3 и 4 по модулюдва, элементы 5, 6, 7 НЕ, элементы8 ИЛИ,выходы 9 устройства, элементы4, 6, 7, 8, представляющие собой логический блок 10,Работу предлагаемого устройстваможно пояснить на примере нахождения квадратного корня Х иэ выражения У = У, представленного в видех=хх=у, (1)где Х - разрядная матрица, представляющая собой разрядное иэображение неизвестного Х;Х,У - разрядные векторы, представляющие собой разрядное изображение Х и У,соответственно.чДля получения неизвестного Хпредставляем систему разрядных уравнений (1) в развернутом виде с учетом единиц переноса из младшихразрядов в старшие, при этом еслиточное значение квадратного корня25 х представлено идвоичными разрядами, то величийа 7"представленасоответственно в виде и разрядов,т.е.773617 На основании выражений (2, 3) вычислительный процесс нахождения старшечго и-го разряда вектора Х может быть представленХ = тчпоследующего (и)-го разряда в виде где знакО+ обозначает сложение помодулю два, а каждый 1-й разряд соответствен а О- Ае 1,ае 1 ем 1 гиаЦ,1 Мчастности,-4 можно записа е 2 а фХ Хи м е р 1. Величин бласти иэображений или в 1110 Х еО,БВ 75, Х щ ГОГПЛ яется аналогично п ч Вектор Х опр выражению (7 чина У ер 2. В или соо м 0 тветственно в 01 й 101 0 0 3 орме 0 О О 10 10 1 Ю 14 ф 1 О О Оче.Х: 01101 О 0 К =0,812.5,П,ри 0 ю 66015аэрядной У=0,4726Е Вычислител40 разрядов в выражен ем иди йФ,ый процесс тора 1 в со 7) может бы ч 1= 1 хожденияетствии спредставленРабота устройства по иэвлечениЮквадратного корня начинается при подаче на его входы соответствующих значений разрядов вектора 9, После окончания переходного процесса в схеме на выходе прего элемента ИЛИ группы по выражению образуется значение старшего и разряда искомой величины, а на выходе-переноса каждого одноразрядного сумматора 2 первого разряда 1-ой ( 1, 2 и) группы образу)отся соответственно, разряды ), )ГФ искомой величины в соответствии с выражениями (5) и 6).В предложенном устройстве благодаря структурной организации существенно увеличивается быстродействие, которое характеризуется временем переходного процесса в схеме, т.е. результат решения получается . за один такт.ОФормула изобретенияУстройство для извлечения квадратного корня, содержащее сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что., с целью повышения быстродействия, в него введены элемент НЕ,(и) группы:из 2(п-) последовательно соединенных одноразрядных сумматоров в каждой группе (где 1- номергруппы, а й - разрядность выходногокода), группа из и сумматоров по модулю два, группа иэ и элементов ИЛИ,первая и вторая группы элементов НЕпо и элементов в каждой, (и) дополнительных,групп из (п-1),(где1 ,и) сумматоров по модулю два в каждой группе, причем выход )-го одноразрядного сумматора1-ой группы соединен с первым входом,1-го одноразрядного сумматора (1-1),группы, вторые входы 3-ых (д 1и-+1) одноразрядных сумматоров (,1-1)группы соединены с выходомпереносапервого одноразрядного сумматора 1-ой группы и с первыми входами "сумматоров по модулю два (1-1) дополнительной группы, выходы которых соеди-нены со вторыми входами -ых щи 2(п-)-1) одноразрядныхсумматоров (1-1)-ой группы, а вторыевходы )-ых (=1,;и-)сумматоровпо модулю два ("1)-ой дополнительной группы соединень. с первыми входами первых одноразрядных сумматоров(и-.)-ых групп, вход элемента НЕ соеф динен со вторым входом первого одноразрядного сумматора (и"1)-ой группы, а выход - со вторым входом второго одноразрядного сумматора(и)-ой группы, первый вход 1-го 15 сумматора по модулю два группы соединен с входом (2"1)-го разрядавходного кода устройства и с первымвходом 1-го элемента ИЛИ группы,выход которого соединен с входом 2 О переноса 2(п-)-го одноразрядногосумматора 1-ой группы, а второйвход соединен с входом 21-го разряда входного кода и со вторымвходом 1-го элемента ИЛИ группы,а выход соединен со входом 1-гоэлемента НЕ первой группы, выходкоторого соединен с первым входом2(п-)+1 -го одноразрядного сумматора ("1)-ой группы вход 1-гоэлемента НЕ второй груйпы соединен ЗО со вторым входом 1-го сумматора помодулю два группы, а выход - с первым входом 1.2(п-)+2)-го одноразрядного сумматора (1-1) группы, выходы переноса первых одноразрядных З 5 суматоров и выход и-го элемента ИЛИгруппы являются выходами- устройства,выход и-го элемента ИЛИ группысоединен со входом. элемента НЕ. 4 О ; .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 571807, кл. 6 06 Е 7/38, 1974.2. Авторское свидетельство, СССР4 Р 413479, кл. 6 06 Г 7/38, 1971,506 62 51 Подп ное ВНИИПИ Государст комитета СССР по делам иэобр и открытий 113035, Москва аушская наб. д. 4 5 лиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4Тираж 7 венного етений ЖР ис Составитель О. СвиридовРедактор Е. Лушникова Техред Н.Граб Ко ктор Г.РешеЗаказ 7