Устройство для извлечения квадратного корня

СОВЕТСНИХСПУЬЛИН 7 552 ЕТЕН лГ м ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) В.П.Данчеев и Г.И.Кашалов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции . энергетический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 657434, кл. 6 06 Р 7/552, 1977.2, Авторское свидетельство СССР 9 949654, кл. С 06 Р 7/552, 1982 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ:, КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее первый и второй счетчики, первый, второй, третий и четвертый триггеры, элемент задержки, первый и второй элементы И и блок управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности вычисления квадратного: корня и расширения области применения устройства путем получения возможности извлечения квадратного корня из входной перменной, изменяю" щейся с дискретностьюЫ =2 и-е представленной число-имйульсным кодом ( =1 =0,1,2,),.в него введены первый и второй регистры сдвига, элемент ИЛИ, первая схема сравнения, регистр хранения, группа элементов И, причем блок управления содержит первый и второй сумматоры, схему сравнения, элемент задержки, триггер, генератор импульсов, причем счетный вход уст-. ройства подключен к первому входу первого элемента И, к первому входу первого элемента ИЛИ, к синхронизирующему, входу регистра хранения, к тактовому входу первого сумматора, разрядные входы которого соединены соответственно с выходами первогорегистра сдвига, с разрядными входами .первого счетчика и первой группой информационных входов первойсхемы сравнения, вторая группа информационных входов которой соединенас выходами первого счетчика и разрядными входами второго сумматораблока управления, инверсный выходпервого триггера соединен с вторымвходом. первого элемента ИЛИ, с вторымвходом первого элемента И, выходкоторого соединен со счетным входопервого триггера, прямой выход которого подключен к первому входувторого элемента И, к второму входукоторого подключен выход второготриггера, счетный вход которогосоединен с выходом первого элементаИЛИ, третий вход которого соединенс выходом триггера блока управления,выход генератора импульсов соединенс третьим входом второго элемента И,выход которого соединен со счетнымвходом третьего триггера, выход которого подключен к счетному входупервого счетчика, выход второгоэлемента И соединен с первыми входамиэлементов И группы, вторые входыкоторых соединены с информационнымивыходами второго регистра сдвига,выход первой схемы сравнения подключен к счетному входу четвертоготриггера и к входу элемента задержки, выход которого соединен с входомобнуления четвертого триггера, выходкоторого подключен к входу разрешенияприема информации первого счетчика,к входу обнуления третьего триггера,входам сброса первого и второго сумматоров блока управления, к входам1132289 управления сдвигом первого и второгорегистров сдвига, выходы элементовИ группы соединены с входами младшихразрядов второго счетчика, выходыкоторого соединены с информационнымивходами регистра, хранения, выходгенератора импульсов соединен с тактовым входом второго сумматораблока управления, разрядные выходыкоторого соединены с первой группой Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислительных устройств ифункциональных преобразователей информации,Известно устройство для извлечения квадратного корня, содержащеесхему сравнения, регистры, блокумножения, блок управления, генератор 10тактовых импульсов, ключ, триггер,распределитель тактов, блок подборацифр результата 1,Недостатками известного. устройст-,.ва являются большие аппаратурные затраты и невысокое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для извлечения квадратного корня, содержащее счетчики, триггеры, элемент задержки, делительчастоты, элементы И, причем счетныйвход устройства подключен к входуэлемента задержки и счетному входупервого счетчика, выход которого под ключен к входу первого триггера,первому входу первого элемента И ичерез делитель частоты - к счетномувходу второго счетчика, выходамиподключенного к разрядным входампервого счетчика, выход младшегоразряда второго счетчика соединен спервым входом второго элемента И,второй вход которого через последовательно соединенные второй и третийтриггеры подключен к выходу элемента 35задержки, соединенного с входомчетвертого триггера, выход которогоподключен к второму входу первогоэлемента И, выходом соединенногос входом пятого триггера, выход 40 информационных входов схемы сравне", ния блока управления, вторая группа информационных входов которой соединена с разрядными выходами первого сумматора блока управления, выход схемы сравнения блока управления соединен с первым входом пятого триггера и через элемент задержки Фблока управления с вторым входом пятого триггера. которого является выходом дробной части результата устройства, выход второго элемента И и инверсный выход первого триггера соединены соответственно с установочными. входами делителя частоты и счетным входом третьего счетчика, выходы которого являются выходами целой части результата устройства 21.Недостатками известного устройства являются низкая точность вычисления квадратного корня и ограниченнаяобласть применения - устройство извлекает квадратный корень толькоиз входной переменной, изменяющейсяс дискретностью Йрц =2, и представленной число-импульсным кодом.Цель изобретения - повышениеточности вычисления квадратногокорня и расширение области применения устройства путем получения возможности извлечения квадратного корняиз входной переменной, изменяющейсяс дискретностью Ьеа 2, и пред-Рставленной число-импульсным кодомР =О, 1,2,3,),Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для извлечения квадратного корня, содержащеепервый и второй счетчики, первый,второй, третий и четвертый триггеры,элемент задержки, первый и второйэлементы И и блок управления,введены первый и второй регистрысдвига, элемент ИЛИ, первая схемасравнения, регистр хранения, группаэлементов И, причем блок управлениясодержит первый и второй .сумматоры,схему сравнения, .элемент задежки,триггер, генератор импульсов, причемсчетный вход устройства подключен35 55 7 -11322 по заднему фронту сигнала с инверсного выхода триггера 7. Счетные импульсы поступают также в блок управления на тактирующий вход накапливающего сумматора 8 и разрешают сложение в нем его содержимого с кодом, поступающим из регистра 2. Счетные импульсы подаются также на синхронизирующий вход регистра 16 и разрешают прием в него кода из счетчика 15. Таким О образом,в регистре 16 оказывается код, соответствующий квадратному корню из числа поступивших на вход 17 устройства импульсов.1После окончания первого импульса 5 элемент И 9 оказывается открытым. для прохождения тактовых импульсов с генератора 21 тактовых импульсов на первые входы элементов И группы 14, на вторые входы которых подан 20 код с регистра 3, содержащий единственную единицу в разряде с весом Ф 2-2 1, Код с регистра 13 открывает соответствующий элемент И в группе элементов И 14, и тактовые импульсы 25 с выхода генератора 21 импульсов поступают на вход разряда счетчика 15, вес которого 2. Тактовые импульсы поступают также на счетный вход триггера 10, сигналы с выхода которого поступают на счетный. вход счетчика 3, увеличивая его содержимое на "1". В схеме 4 сравнения выполняется сравнение кода со счетчика 3 с кодом, записанным в регистре .2. Если код с выхода счетчика 3 равен коду с выхода регистра 2, то сигнал "1" с выхода схемы 4 сравнения поступает на счетный вход триггера 12 и переключает его в "1". Единич 40 ный сигнал с выхода триггера 12 по- дается на входы управления сдвигом регистров 2 и 13 и осуществляет сдвиг в регистре 2 в сторону старших разрядов на два разряда, в регистре 13 - в сторону младших разрядов на один разряд. Сигнал "1" с выхода триггера 12 также подается на вход разрешения записи информации счетчика 3 и разрешает запись кода с регистра 2 в счетчик 3, которая за счет жесткой .связи реализуется со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов. Сигнал. "1" с выхода триггера 12 также поступает на входы сброса накапливающих сумматоров 18 и 19, триггера 1 О и обнуляет их. Триггер 12 переключается в "О" сигналом 1 с выхода элемен 89 .8та 11 задержки, на вход которогоон поступает с выхода схемы 4 сравнения.Код с выходов счетчика 3 такжеподается на разрядные входы накапливающего сумматора 19, на тактирующийвход которого поступает импульс сгенератора 21 импульсов. В сумматоре19 происходит сложение и формируетсятекущее значение суммы 5 Мцо . Кодыс выходов сумматоров 18 и 19 подаются на схему 20 сравненияЕсли кодс выхода сумматора 18 меньше илиравен коду с выхода сумматора 19,,то схема сравнения вырабатываетсигнал "1", который переключаетв "1" триггер 23, а пройдя элемент22 задержки, сбрасывает триггер23 в "0". Импульс с выхода триггера.23 переключает триггер 8 в "0",элемент И 9 закрывается, в счетчике15 находится код, соответствующийквадратному корню из числа поступивших на вход 17 устройства счетныхимпульсов плюс единица. При поступлении очередного счетного импульсакод из счетчика 15 переписывается врегистр 16. По заднему фронтусчетного импульса триггер 8 переключается в "0", элемент И 9 открывает"ся, устройство готово для вычисленияквадратного корня из назначениясуммы, соответствующей следующемусчетному импульсу.Если же крд с выхода сумматора 18больше кода с выхода сумматора 19,то состояние триггера 23 не изменяется, соответственно на выходетриггера 8 остается сигнал "1", эле"мент И 9 остается открытым, вычисление квадратного корня из числапоступивших счетных импульсов плюсединица продолжается,Сравнение предлагаемого устройства с известным 2 показывает, чтооно обладает более высокой точностьюизвлечения квадратного корня и расширенной областью применения засчет получения возможности извлечения квадратного корня нз входнойпеременной, изменяющейся с дискретностью Йрец 4 =2 , где 0 =0,1,2,3,-04.в том числе и вблизи нуля. Нафиг. 3 приведен график погрешности132289 2 Редактор Л.Алексее ака Подписнокомитета СССР и открыти ушская на 4/ илиал 075 0,20 0 0-025 3/41 ВНИИПИ Гос по дела 113035, Мо