Устройство для извлечения корня

(19) (11) С 06 Р 7/552 ЕТЕНИ М:. ы ТЫА м выхо од кото трет торо шест того УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРделАм изоБРетений и ОткРытий ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Украинский заочный политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 797949, кл. С 06 Р 7/552, 1978,2. Авторское свидетельствб СССРпо заявке У 337602.3/24,кл. С 06 Р 7/552, 1982.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯКОРНЯ, содержащее два триггера, пятьэлементов И, первый элемент ИЛИ,управляемый делитель частоты, счетчик импульсов, прямой и инверсныйвыходы первого триггера соединенысоответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторьГевходы которых соединены с информационным входом устройства и входом первого триггера, выход первого элемен-та И соединен с первыми входамивторого триггера и третьего элемента И, второй вход которого соединенс инверсным выходом второго триггера,второй вход которого соединен сосчетным входом счетчика импульсови выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходомвторого элемента И, вход заданиярежима работы устройства соединенс управляющим входом управляемого делителя частоты, первым входом четвертого элемента И и инверсным входомпятого элемента И, выход которогосоединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с информационным входом управляемого делителя частоты,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью сокращения аппаратурных затрат, оно содержит первый и второйвычитающие счетчики, элемент задержки, два формирователя импульсов,второй элемент ИЛИ, шестой элемент И, третий триггер, инверсныйвыход которого соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого вычитающего счетчика, выход пенения которого соединен с вхоервого формирователя импульсов,которого соединен с третьим м первого элемента ИЛИ, выход ого соединен с первым входом его триггера, второй вход коо соединен с вторым входом го элемента И, выходом четвер- элемента И и через элемент задержки подключен к первому входувторого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи второговычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с входомвторого Формирователя импульсов,выход которого соединен с вторымивходами четвертого и пятого элементов И, вход записи первого вычитающего счетчика соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и прямымвыходом второго триггера, разрядныевходы параллельной записи информациипервого и второго вычитающих счетчиковсоединены с разрядными выходами счетчика импульсов, выход управляемогоделителя частоты соединен со счетнымвходом первого вычитающего счетчика,3227 Ф 110Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в различных специализированных вычислителях.Известно устройство, содержащее распределитель импульсов, вход которого соединен с входом устройства, блок вычитания, на первый вход которого подключен первый выход распределителя импульсов, делитель частоты 10 на три, вход которого соединен с выходом блока вычитания, два управляемых делителя частоты, включенных последовательно, на вход первого управляемого делителя подключен вы ход делителя частоты на три, а выход второго управляемого делителя частоты соединен с первым входом элемента ИЛИ, на второй вход которого подключен второй выход распределителя рО импульсов, два счетчика импульсов, суммирующие входы которых соединены между собой, с вторвв входом блока вычитания и с выходом элемента ИЛИ, выходы первого счетчика импульсов 25 подключены к управляющим входам первого управляемого делителя частоты, а выходы второго счетчика импульсов подключены к управляющим входам второго управляемого делителя частоты 11.Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные воэможности (может только извлекать корень третьей степени) и сложность (содержит такие сложные элементы, как35 управляемые делители частоты) .Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для извлечения корня, содержащее первый триггер, первый и второй элементы И, на вторые входы которых подключены соответственно единичный и нулевой выходы первого триггера, вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с информационным входом устройства, второй триггер, третий элемент И, на первый вход которо. го подключен нулевой выход второго триггера, вход сброса которого соединен с вторым входом третьего элемента И и с выходом первого элемента И, первый управляемый делитель, частоты, на информационный вход кото рого подключен выход третьего элемен. 55 та И, второй управляемый делитель частоты, информационный вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, четвертый и пятый элементы И, первые входы которых соединены между собой и с выходом второго управляемого делителя частоты, третий управляемый делитель частоты, на информационный вход которого подключен выход четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, с управляющим входом первого управляемого делителя частоты и с управляющим входом устройства, элемент ИЛИ, на входы которого подключены выход третьего управляемого делителя частоты, выход пятого элемента И и выход второго элемента И, первый и второй счетчики импульсов, суммирующие входы которых соединены между собой, с единичным входом второго триггера и с выходом элемента ИЛИ, выходы первого счетчика импульсов подключены к управляющим входам второго управляемого делителя частоты, выходы второго счетчика импульсов соединены с управляющими входами третьего управляемого делителя частоты 121.Недостатком данного устройства являются сложность: используются элементы высокой сложности, особенно это относится ко второму и третьему делителям частоты, которые должны иметь счетную схему и схему сравнения и поэтому при реализации требуют использования большого количества элементов и, кроме того, при увеличении диапазона значений карня количество элементов резко возрастает; невысокая надежность функционирования ввиду сложности устройства.Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержащее два триггера, пять элементов И, первый элемент ИЛИ, управляемый делитель частоты, счетчик импульсов, прямой и инверсный выходы первого триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с ин" формационным входом устройства и входом первого триггера, выход первого элемента И соединен с первыми входами второго триггера и третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, второй вход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов3 11032и выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходомвторого элемента И, вход заданиярежима работы устройства соединенс управляющим входом управляемогоделителя частоты, первым входом четвертого элемента И и инверсным входомпятого элемента И, выход которогосоединен с вторым входом первого эле- .мента ИЛИ, выход третьего элемента И 10соединен с информационным входомуправляемого делителя частоты, содержит первый и второй вычитающиесчетчики, элемент задержки, два Формирователя импульсов, второй элемент ИЛИ, шестой элемент И, третийтриггер, инверсный выход которогосоединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен сосчетным входом первого вычитающегосчетчика, выход переполнения которогосоединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен спервым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с, вторымвходом шестого элемента И, выходомчетвертого элемента И и через элемент задержки подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с входом записивторого вычитающего счетчика, выходпереполнения которого соединен с входом второго формирователя импульсов,выход которого соединен с вторымивходами, четвертого и пятого элементов И,вход записи первого вычитающегосчетчика соединен с вторым входомвторого элемента ИЛИ и прямым выходомвторого триггера, разрядные входы параллельной записи информации первогои второго вычитающих счетчиков соединены с разрядными выходами счетчикаимпульсов, выход управляемого делителя частоты соединен со счетным вхо 45дом первого вычитающего счетчика.На чертеже показана схема устройства.Устройство для извлечения корнясодержит первый триггер 1, первыйэлемент И 2, второй элемент И 3,второй триггер 4, третий элемент И 5,элемент задержки б, второй элемент ИЛИ 7, управляемый делитель частоты 8, второй вычитающий счетчик 9второй формирователь импульсов 10,четвертый элемент И 11, пятый элемент И 12, третий триггер 13, шес 27 4той элемент И 14, первый вычитающийсчетчик 15, первый формировательимпульсов 16, первый элемент ИЛИ 17,счетчик импульсов 18, информационныйвход устройства 19, управляющийвход устрсйства 20.Величина времени задержки элемента 6 ь д устанавливается равнойлудвоенной длительности Сп, т.е. ,=2 сп.Устройство для извлечения корняработает следующим образом.В исходном положении (цепи установки устройства в исходное положение на чертеже не показаны) триггеры 1,4 и 13, управляемый делительчастоты 8, счетчик 9, 15 и 18 находятся в нулевом состоянии. Предусмотрено два режима работы: извлечение квадратного корня; извлечение кубического корня,Первый импульс, поступивший наинформационный вход 19 устройствапроходит через элементы И 3 и ИЛИ 17на счетный вход счетчика 18, в который по переднему Фронту этого импульса записывается число "1",.и наединичные входы триггеров 4 и 13.По заданному Фронту первого импульса триггеры 1, 4 и 13 устанавливаются в единичное состояние, закрываются элементы И 3, И 5 и И 14 и открывается элемент И 2, Сигнал с единичного выхода триггера 4 переписывает содержимое счетчика 18 в счетчики 9 и 15, поступая на вход записисчетчика 15 непосредственно, а навход записи счетчика 9 через элемент ИЛИ 7. Таким образом, в счетчике 18 записано значение корня из числа "1", равное "1" и, кроме того,в счетчиках 9 и 15 также записаночисло "1".Второй импульс, поступивший наинформационный вход 19, проходит через элемент И 2 и в момент окончанияустанавливает триггер 4 в нулевоесостояние, подготавливая к срабатыванию элемент И 5, с входов записисчетчиков 9 и 15 снимается сигнал.Далее работу устройства рассмотрим применительно к каждому режиму.Режим извлечения квадратного,корня. На управляющий вход 20 устройства подан нулевой сигнал, которым закрыт элемент И 11, подготовлен коткрытию элемент И 12 и у управляемого делителя частоты 8 установленкоэффициент деления, равный двум.5 1103227 6Третий импульс, поступивший на образом, в счетчике 18 записано чисвход 19, проходит через элементы И 2 ло "3", являющееся корнем квадратными И 5 на вход делителя частоты 8, из 9, кроме того, в счетчик 9 запино на его выходе не появляется. Чет- сано число "3",вертый импульс с входа 19 проходит 5 Далее работа устройства протекаетчерез элементы И 2 и И 5 на вход де- аналогично.лителя частоты 8, на выходе которого Режим извлечения кубического корпоявляется импульс, поступающий ня. На управляющий вход 20 устройст-.на вычитающий вход счетчика 9. ва подан единичный сигнал которым)В счетчике 9 оказывается записанным 10 закрыт элемент И 12 подготовленлчисло 0 , на его выходе в момент к открытию элемент И 11 и у управляеокончания импульса на вычитающем мого делителя частоты 8 установленвходе появляется сигнал, по передне- коэффициент деления, равный трем.му Фронту которого Формирователь 10 Третий, четвертый и пятый импульвыдает импульс. Импульс с выхода 15 сы с входа 19 проходят через элеменформирователя 10 проходит через эле- ты И 2 и И 5 на вход управляемогоменты И 12 и ИЛИ 17 на единичные делителя частоты 8, на выходе которовходы триггеров 4 и 13 и на сумми- го появляется импульс в момент дейструющий вход счетчика 18, в котором вия пятого входного импульса, Импульспо своему переднему фронту записыва с выхода делителя 8 устанавливаетется число "2". По заднему фронту в счетчике 9 число "0".импульса с выхода Формирователя 10 В момент окончания импульса натриггер 4 устанавливается в единич- вычитающем входе счетчика 9 появляетное состояние. Сигнал с единичного ся сигнал на его выходе, формировавыхода триггера 4 через элемент ИЛИ 7 25 тель 10 выдает импульс который чепереписывает в счетчик 9 содержимое рез элемент И 11 поступает на входсчетчика 18, т.е. число "2". Таким элемента задержки 6, на вход элеменобразом, в счетчике 18 записано чис- та И 14 и на вход сброса триггера 13.,Ъло 2 , равное корню квадратному Через элемент И 14 импульс не прохоIиз ,кроме того, в счетчик 9 записа- о дит, так как он закрыт (триггер 131но число 2 находится в единичном состоянии), ПоПятый импульс с входа 19 проходит заднему фронту импульса с выходатолько через элемент И 2 и по своему формирователя 10 триггер 13 устанавзаднему Фронту устанавливает триг- ливается в нулевое состояние. Черезгер 4 в нулевое состояние. Снимается время сд импульс с выхода элемен 35сигнал с входа разрешения параллель- та 6 разрешает запись информацииной записи информации счетчика 9. в параллельном виде в счетчик 9 иШестой, седьмой восьмой и е в него записывается содержимое счетимпульсы проходят на вход делителя чика 18, т.е. число "1".частоты 8, на выходе которого появляШестой, седьмой и восьмой импульется только два импульса, которые, сы с входа 19 проходят через элеменпоступая на вычитающий вход счетчи- ты И 2 и И 5 на вход управляемогока 9, записывают в последнем число делителя частоты 8, на выходе которо"0". Фо ми ователь 10р рователь 10 в момент окон- го появляется импульс в момент дейчания импульса на вычитающем входествия восьмого входного импульса.счетчика 9 вь ает имп льс кд мпульс, который Импульс с выхода делителя 8 устанавчерез элементы И 12 и ИЛИ 17 прохо- ливает в счетчике 9 число "0". В модит на единичные входы триггеров 4 . мент окончания импульса на вычитаюи 13 и на с укчй хуммиру чй вход счетчи- щем входе счетчика 9 появляется сигка 18, в котором по переднему Фрон- нал на его выходе, формирователь 10503выдает импульс, который через элеПо заднему Фронту импульса с фор- мент И 11 поступает на вход элеменмирователя 10 триггер 4 устанавлива- та задержки 6, проходит через элеется в единичное состояние, а у триг- мент И 14 на вычитающий вход счетчигера 13 подтверждается единичное сос- ка 15 и по своему заднему фронту подал с единичного выхода тверждает нулевое состояние тригге 55триггера 4 через элемент ИЛИ 7 пере ра 13. В счетчике 15 устанавливаетсяписывает . в счетчик 9 содержимое число "0". В момент окончания импульсчетчика 18 т.е. чит.е. число 3, Таким са на вычитающем входе счетчика 151103227. 8и.в последйий заносится. содержимоесчетчика 18, т.е число "2", Импуль" ый сы делителя частоты 8, выдаваемые и- в момент действия восемнадцатого и.двадцать первого входных импульсов, о-: снова устанавливают в счетчике 9число "0",:На выходе счетчика 9в момент окончания. импульса на вычитающем входе появляется. сигнал, фор 10 мирователь 10 выдает импульс, который поступает на вход сброса триггера 13, подтверждая его нулевое состояние (по своему заднему фронту),на вычитающий вход счетчика. 15 через элемент И 14, записывая в .немчисло "1", и на вход элемента задерж-: л . ки б, импульс с выхода которого 3 аналогично записывает в счетчик 9 Р- . число "2". Импульсы делителя часто-.20 . ты 8, выдаваемые в момент действия а- двадцать четвертого и двадцать седь- мого входных импульсов, снова записывают в счетчике 9 число "0" На я выходесчетчика 9 в момент окончания25 импульса на вычитающем входе появ-,.ляется сигнал, формирователь 10выдает импульс, который поступаетна вход элемента задержки б, на. вход сброса триггера 13, подтверждая а-о его нулевое состояние,. и через элемент И 14 на вычитающий вход счетчи-ка 15, в последнем записывается число "0". В момент окончания импульсана вычитающем входе появляется35сигнал на выходе счетчика 15,Формирователь 16. вьщает импульс, который -8; через элемент ИЛИ 17 проходит на единичные входы триггеров 4 и 13 и на.суммирующий вход счетчика 18, в кото 40 Ром по пеРеднему фронту записывается число "3". По заднему фронту импульса с выхода Формирователя 16 е- триггеры 4 и 13 устанавливаются. в единйчное положение. Сигнал с единичного -выхода триггера 4. разрешаетзапись информации впараллельном видев счетчик 15 и в последний переписывается содержимое счетчика 18, те.число "3".7.появляется сйгнал на его выходе и; Формирователь 16:по заднему Фронту этого сигнала вьщает импульс, котор через элемент ИЛИ 17 проходит на ед ничные входы триггера 4 и. 13 и на . суммирующий: вход счетчика 18, в кот ром записывает число "2", по своему переднему фронту, По заднему фронту импульса с выхода формирователя 16 триггеры 4 и 13 устанавливаются в единичное положение. Сигнал с еди ничного выхода триггера 4 разрешает запись информации в параллельном виде-в счетчик 15 и в последний пер писывается содержимое счетчика 18, т.е. число "2". Через время эо импульс с выхода элемента 6 и. сигна с единичного выхода .триггера 4.чере элементИЛИ 7,разрешают запись .инфо мации в параллельном виде в счет: - чик 9 и в йоследний также переписыв ется содержимое счетчика. 18, т.е число "2". Таким образом, в счетчике 18 записано число "2", являющеес корнем кубическим из 8, кроме того в счетчики 9 и 15 записано число "2Девятый импульс с входа 19 прохо дйт только через элемент И 2 и по своему заднему фронту устанавливает триггер 4 в нулевое состояние, сним ется сигнал с.входа разрешения запи 1си информации в параллельном видеу счетчиков 9 и 15, элемент И 5.подготавливается к работе. Импульсыс десятого по двадцать седьмой проходят через элементы И 2 и И 5 навход управляемого делителя. частотыкоторый вьщает импульсы в моментдействия двенадцатого, пятнадцатоговосемнадцатого, двадцатьпервого,двадцать четвертого и двадцать седьмого входных импульсов. Импульсы .с выхода делителя частоты 8, выдава .,мые в момент. действия двенадцатогои пятнадцатого входных импульсов,записывают в счетчике 9 число "0",На выходе счетчика 9 в момент окончания импульсана вычитающем входе.появляется сигйал,. формирователь 10выдает импульс; поступающий.на вход,.элемента задержки 6., на вход сброса . : триггера: 13 и на вход элемента: И;14,которыйзакрыт (триггер. 1:3 находит.ся в единйчном состоянии) . По задне-му фронту импульса. триггер 13 уста- . : " навливает в нулевое состояние. Через. 55 , время з импульс с.выхода элемента 6 разрешает запись информациив параллельном виде в счетчик 9 Через время сэ импульс с выхода элемента 6 и сигнал с единичного выхода триггера: 4 через элемент ИЛИ,7. разрешает запись информациив.параллельном виде в счетчик 9 и в послед- ний также переписывается содержимое . счетчика 18, .т.е. число "3". Таким образом, в счетчике 18 .записано чис: - . ло 3", являющееся корнем кубическим11 О 3227 9иэ 27, кроме того, в счетчики 9 и записано число "3".Далее работа устройства происходит аналогично.Введение элементов задержки И, ИЛИ, двух формирователей, триггера,оставитель А.Казанский ехред М,Тепер Корр едактор О.Колеснико ор И.Иуск ПодписиСССР Госу о дел крытии , д. 4 сква лиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 аказ 4981/37ВНИИПИ113035,Тиражрственном изобре-35, Рауш вычитающих счетчиков позволяет существенно упростить устройство по сравнению с прототипом и повысить надежность его функционирования, так 5 как исключается счетчик импульсови два управляемых делителя частоты. 9 комитет ний и от кая наб,