Устройство для извлечения квадратного корня

(51 ЗОБРЕ ЕЛЬСТВУ адиотехничесалмыкова го сдвиг рядов ше выходы разрядов торог дам соответствуюой группы и к соам первой группы ателя, разряды орои групп соответств х которого соединенразрядами входа группы входов су к выходам соотв четвертогохода которого под квадратора иматора и .поветствуюшихрегистра, р торо дключены раэрядо азряды вГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР Г 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Авторское свидетельство СССР У 684540, кл. С 06 Р 7/552, 1977.Авторское свидетельство СССР В 593210, кл. С 06 Г 7/552, 1976 (54)(57) УСТРО 11 СТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ, содержащее сумматор и первый сдвигающий регистр, вьг ходы которого подключены к первой группе входов .сумматора, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона изменения аргумента и увеличения быстродействия, в него введены второй, третий, четвертый, пятый и шестой сдвигающие регистры, элемент задержки, первый, второй, третий и четвертый регистры, первый и второй вычитатели, первая и вторая группы элементов ИЛИ, блок сравнения, квадратор, блок задания точности вычислений, первая и вторая группы элементов И и блок управления,причем выход элемента задержки подключен к входу старшего разряда второго сдвигающего регистра, выход младшего разряда третьего сдвигающего регистра подключен к входу элемента задержки и к управляющим входам сдвига и обнуления второго сдвигающего регистра, информационный вход третьего сдвигающего регистра соединен с 8074923 информационным входом первого сдвигающего регистра, выходы 2 1 -го и (2 ь - 1)-го разрядов второго сдвигаю- щего регистра подключены соответственно к первому и второму входам -го элемента первой группы элеменГтов ИЛИ где 1 = 1, , и /2; П - разрядность второго сдвигающего регистра , выход 1 -го элемента первой группы элементов ИЛИ подключен к входу 1 -го разряда первого регистра и к входу (1+1)-го разряда второго регистра, выходы разрядов первого регистра подключены к первым входам соответствующих элементов И второй группы, выходы разрядов второго регистра подключены к входам соответствующих разрядов четвертого и пятощих регистров, входы раэого сдвигающего регистра подключены к выходам соответствующих разрядов квадратора, выходы разрядов шестого сдвигающего регистраподключень 1 к первой группе входов первого вычитателя,к второй группе входов которого подключены разряды вь 1 хода сумматора, разряды выхода первого вычитателя подключены к соответствующим разрядам входа третьего регист ключены к первым вх щих элементов И пер ответствующим раэря входов второго вычиткюрочены к выходам соответствующих элементов ИЛИ второй группы, первые входы элементов ИЛИ второй группы подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, вторыевходы элементов ИЛИ второй группы подключены к выходам соответствующихэл ментов И первой группы, разряды выхода второго вычитателя подключены к первым входам соответствующих разрядов блокя сравнения, разряды выхода блока задания точности вычислений подключены к вторым входам соответствующих разрядов блока сравнения, выход которого подключен к вторым входам элементов И первой группы, причем блок управления содержит. генератор импульсов, девять триггеров, формирователь импульсов, четыре элемента задержки, девять элементов И, сдвигающий регистр, пять распределителей импульсов,и шифратор, причемвыход первого тригг-ра подключен квходу запуска генератора импульсов,выход генератора импульсов подключен к первым входам пятого, шестого. седьмого, восьмого и девятого элементов Кблока управления, выходы которых подключены к входам первого, второго, третьего, четвертого и пятого распределителей импульсов, первый выходпервого распределителя импульсов подключен к установочному входу третьего триг гера через первый элемент задержки и к первому входу шифратора, второй выход первого распределителя импульсов подключен к второму г входу шифратора, третий выход первогораспределителя импульсов подключен к установочному входу пятого триггера через второй элемент задержки и к третьему входу шифратора, четвертый выход первого распределителя импульсов подключен к установочному входу седьмого триггера через третий элемент задержки и к четвертому входу шифратора, пятый выход первого распределителя импульсов подключен к входу Формирователя импульсов и к пятому входу шифратора, первый выход второго распределителя импульсов подключен к шестому входу шифратора, а второй выход - к второму входу первого элемента И блока управления, первый выход третьего распределителя импульсов подключен к седьмому входу шифратора, второй выход - к второму входу второго элемента И, первый выход четвертого распределителя импульсов подключен к восьмому входу шифратора; второй вы-" ход - к установочному входу девятого триггера через четвертый элемент задержки и к девятому входу шифратора третий выход четвертого распределителя импульсов подключен к десятому входу шифратора, а четвертый и пятый выходы - к одиннадцатому и двенадцатому входам шифратора соответственно, шестой выход четвертого распределителя импульсов подключен к второму входу третьего элемента И блока управления и к тринадцатому входу шифратора, первый выход пятого распределителя импульсов подключен к четырнадцатому входу шифратора, а второй выход - к второму входу четвертого элемента И блока управления, к первому входу первого, второго, третьего и четвертого элементов И блока управления подключен прямой выход второго., четвер того, шестого и восьмого триггеров соответственно, входы сброса первого, второго, четвертого, шестого и восьмого триггеров подключены к выходу формирователя импульсов, выходы первого, второго, третьего ичетвертого элементов И блока управления подключены к входам сбросасоответственно третьего, пятого, седьмого и девятого триггеров, прямые выходы которых подключены к. вторым входам шестого, седьмого восьмого и девятого элементов И блока управления соответственно, инверсные выходы третьего, пятого и седьмого триггеров подключены соответственнок второму, третьему и четвертомувходу пятого элемента И блока уп- .равления, инверсный выход девятоготриггера подключен к третьему входувосьмого элемента И блока управления, первый выход шифратора подключен к входу управления сдвигом сдвигающего регистра блока управления,выход мпадшего разряда которого соединен с установочным входом четвертого триггера, с входом управления сдвигом третьего сдвигающего регистра и с входом синхронизации второго сдвигающего регистра, второй выход шифратора подключен к входам синхронизации второго и первого регистров, третий выход шифратора подключен к входам управления записьюпервого и четвертого сдвигающих регист 1174923 4Устройство извлечения квадратногокорня работает в соответствии с микропрограммой (фиг.3), Последовательность операций обеспечиваетсяблоком управления. Генератор 30обеспечивает серию служебных импульсов, с помощью которых осуществ".яется продвижение распределителей Эб, 41, 47, 52 и 59. Распределители через триггеры 39 45, 50 и 1 О7 и элементы И 31-35 передают управ.ление друг другу в соответствии смикропрограммой и вырабатывают насвоих выходах последовательностьсигналов,.которые поступают на шифратор 37. Последний выдает управляю"щие сигналы на соответствующие блокиустройства для выполнения команд микропрограммы, Осведомительные сигналы, Х - Х, поступающие от блоков устройства, обеспечивают с помощью. триг.герон 42, 48, 54 и 55 переход содного цикла микропрограммы на другой. Часть микропрограммы с осведомительным сигналом Х 1 реализуется 25н устройстве на регистрах 2 и 4 и на,элементе 5 задержки,Входная шина 1 служит для ввода вустройство п-разрядного числа У . Регистр 4 служит для определения перво- З 0го приближения числа, которое является основой для определения начальных коэффициентов 0(.и уц, К входумладшего разряда регистра 7 подключена пинаот блокаупранления,с помощью 35которой в младший разряд регистра 7заносится "О" перед каждым вычислением корня, Подключение выходов группы элементов ИЛИ 6 к входам регистон 7 и 8 обеспечивает получение40начальных коэффициентови у 1) впроцессе определения первого йриближения числа у; В регистре 7 хранится значение коэффициента М, а н регистре 8 - у, Блок 23 установки точ ности вычислений представляет собойрегистр с помощью которого устанавливается требуемое значение погрешности вычислений,По команде "Пуск" нсе регистры 50устройства устанавливаются в исходное состояние (фиг.Э)и по сигналус первого выхода блока 25 управления начинается определение К и у.Содержимое регистра 27 продвигается в соответствии с серией импульсон с первого зыхода шифратора 37,а содержимое регистра 2 заносится н регистр 4 в соответствии с той жесерией. импульсов. Запись в регистр 4происходит следующим образом. Припоступлении на вход регистра 4 сигнала с нулевым уровнем содержимоерегистра 4 сдвигается на один разрядпри появлении сигнала с единичнымуровнем содержимое регистра 4 обнуляется, а через элемент 5 задержки встарший разряд регистра 4 записывается единица. Таким образом послеокончания занесения информации из ре" гистра 2 в регистр 4, а это произойдет после выявления на выходе регистра 27 сигнала с единичным уровнем,н регистре 4 сформируется первоеприближение числа Х, которое представляет собой число Х округленноедо старшего значащего разряда, Послепоявления на выходе регистра 27единичного сигнала блок 25 управления выдает команду на занесение содержимого регистра 4 в регистры 7и 8.Коэффициент Ы поступает на входы, сднигающих регистров 9 и 10, С помощью регистров 3 и 9 осуществляет Хся получение компоненты -- (1). По(6сигналу с третьего выхода блока 25 управления в регистр Э записывается число К , а н регистр 9 - коэффици-,ент Ж , С четвертого выхода блока 25 подается серия импульсов, с помощью которых осуществляется сдвиг информации влево в регистрах Э и 9. Как только содержимое регистра 9 станетравным нулю,.сдвиг информации прекратится и в регистре 3 окажется сформированным слагаемое Х/6 выражения (1), Содержимое регистра 8 через группу элементов И 11 и группуэлементов ИЛИ 12, поступает на входы регистра 3 и по сигналу с шестого выхода блока 25 управления заносится в регистр 13. По сигналу с седьмо. го выхода н устройстве производятся параллельные. суммирование содержимого регистров 3 и 13 в сумматоре 17 и возведение в квадрат содержимого регистра 13 Ло сигналу с десятого выхода блока 25 заносится информация в регистры 10 и 19, которые служат длягполучения слагаемого -(1 . Полугчение слагаемого -- происходит ана 0хлогично пол:чению - . По сигналу сМвосьмого выхода блока 25 в вычитателе 18 происходит формирование раз 5 ности между содержимым сумматора 17 и регистра 19, которая с выхода вычитателя 18 подается на вход регистра 20 по сигналу с одиннадцатого выхода блока 25 управления. Блок управ О ления после занесения информации на .регистр 20, вырабатывает сигнап, инициирующий вычитание из содержимого регистра 13 содержимого регистра 20. Результат вычитания представляющий собой погрешность вычисления корня числа Х на первом цикле сравнивается с заданным значением погрешности при помощи блока 22 сравнения. Если погрешность полученного результата 20 меньше заданной, блок 22 сравнения) выдает сигнал об окончании вычислений и признак окончания операцииизвлечения корня выставляется нашине "4.Результат вычисления снимается с шины 21. Если погрешностьполученного результата больше илиравна заданной, то содержимое регистра 20 через группу элементов И 4заносится в регистр 13 по сигналу блока управления, Затем блоком управлениявыдается си. нал в сумматор 17 и квадратор 15 и далее цикл вычислений повторяется с той разницей, что длявычислений используется коэффициенту; вместо у Устройство может вести вычислениятребуемой точностью квадратногокорня числа Х при Х , изменяющемсядискретно в диапазоне (2 , 2"1 .1174923Составитель С,Силаевктор Л.Гратилло Техред М,Пароцай Корректор М,Пожо Заказ 5201/50 Тираж 710 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4