Устройство для извлечения квадратного корня

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 801246 51) 4 7/552 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иберн во СССР 1974. цифровых 537,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯРАТНОГО КОРНЯ(57) Изобретение превычисления квадратныхичньгх чисел и можетдля построения цифроных машин. Целью изся сокращение оборудво содержит регистрражения, регистр часнационный сумматор,ЗВЛЕЧЕНИЯ КВ значено для двоовано корнеи и ть испол ых вычислител ения являетования. Устроист подкоренного вытных сумм, комм тато ом у р, элеиклов, дешифратор, импульсов, блок ователь кода унигруппу элементов последовательного четч н генератор тактовыхуправления, преобра тарного в двоичн И, счетчик, регистр приближения, причем соединены с первыми элементов И, выходы довательного приближ ды счетчикаами группы стра послевхоре ен соединень ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Ордена Ленина инститтики им.В.М.Глушкова(56) Авторское свидетельсФ 571807, кл. С 06 Р 7/55Карцев Н.А. Арифметикамашин. М.: Наука, 1969, срис. 5-6. вторыми входами группы элементов И,выходы которых соединены с входамипреобразователя кода унитарного вдвоичный, выходы которого соединеныс первыми входами коммутатора, выходыкоторого соединены с вторыми входамикомбинационного сумматора, выходы которого соединены с входами регистрачастных сумм, выходы генератора .тактовых импульсов соединены с входамиблока управления, выходы которогосоединены с управляющими входамисчетчика, регистра последовательногоприближения, коммутатора, регистрачастных сумм, регистра подкоренноговыражения, счетчика циклов, выходысчетчика циклов соединены с входамидешифратора, выход которого соединенс входом генератора тактовых импульсов, выход младшего разряда комбина -ционного сумматора соединен с первымвходом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом устройства,и выход которого .соединен с входоммладшего разряда регистра частныхсумм, выходы комбинационного сумматора соединены с входом блока управхения, выходы регистра частных суммсоединены с первыми входами комбинационного сумматора, старший разрядрегистра подкоренного выражениясоединен по схеме сдвига влево сдом регистра частных сам. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.50 Изобретение относится к областицифровой вычислительной техники.Цель изобретения - сокращение обоРудования,На фиг1 показана схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управления и диаграмма работы генераторатактовых импульсов; на фиг. 3 - схемаблока последовательного приближения,Устройство для извлечения квадрат-. 10ного корня содержит регистр 1 частныхсумм, регистр 2 подкоренного выражения, комбинационный сумматор 3, коммутатор 4, блок 5 постоянной памяти(БПП), группу 6 элементов И, счетчик 157, блок 8 последовательного приближения, блок 9 управления, генератор10 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 11,счетчик 12 циклов, дешифратор 13 нуля и входную шину 14 сброса счетчика 20циклов.Блок 9 управления содержит триг-.геры 15-18, элементы ИЛИ 19-21, элементы И 22-30.Блок 8 последовательного приближения содержит элемент НЕ 31, элементы И 32-34, триггер 35 управления,триггеры 36.х,д, элемент 2 И-ИЛИ39., элемент ЗИ-ИЛИ 40;1.Устройство работает следующим 30образом.1Блок 8 последовательного приближения записывает в каждый разряд единицу, начиная со старшего, последовательно. В зависимости от управляющих. З 5сигналов данная .единица сбрасываетсяили оставляется в данном разряде.Возможно вычитание единицы из последних трех записанных разрядов. По входу сброса все элементы устанавливаются в исходное состояние, По входусдвига определяется очередной разряд,в который записывается единица, Повходам сброса очередного записанногоразряда и вычитания из послецних трех 45записанных разрядов сбрасывается очередной разряд или вычитается единицаиз последних трех записанных разрядов. По входу записи устанавливаетсяв единицу очередной разряд блока 8последовательного приближения.По входной шине 14 счетчик 12циклов сбрасывается и через дешифратор. 13 нуля разрешает работу генератора 10 тактовых импульсов. По импульсу СИ 1 сбрасывается счетчик 7и блок 8 последовательного приближения, регистр 1 частных сумм, триггер 15 блока 9 управления,записывается подкоренное число в регистр 2 падкоренного выражения, через элемент ИЛИ 21 сбрасываются триггеры 17 и 18 блока 9 управления, устанавливается через элементы И 22 и ИЛИ 19 в единицу триггер 16 в блоке управления. По импульсу СИ 2 в младший разряд регистра 1 частных сумм через элемент ИЛИ 11 записывается старше разряд подкоренного числа.По импульсу СИ 3 регистр 1 частных сумм и регистр 2 подкоренного выражения сдвигаются на один разряд влево, разрешается сдвиг в блоке 8, увеличивается на единицу значение счетчи" ка. 12.После начальной установки в устройстве повторяются циклы, количество которых равно разрядности результата. Каждый цикл работы устройства состоит из следующих шагов. По СИ 1 подтверждается состояние триггера 16 блока 9 через элементы И 23 и ИЛИ 19, записывается предполагаемый разряд корня, который всегда равен единице, в счетчик 7 по входу сдвига влево и в блок 8. Выходы счетчика 7 и блока 8 соединяются с входами группы 6 элементов И таким образом, что на первый элемент И приходит младший разряд счетчика 7 и старший разряд выхода блока 8, на второй элемент И второй и иразряды соответственно и т.д. С выходов группы 6 элементов И образный унитарный код поступает на входы блока постоянной, памяти, преобразованный код через коммутатор 4 суммируется скодом регистра 1 частных сумм на комбинационном сумматоре 3. Если отсутствует ийверсия переноса из комбинационного сумматора 3, то по СИ 2 результат записывается в регистр 1 частных сумм, а по СИ 3 сдвигяются влево регистр 1 частных сумм, регистр 2 подкоренного выражения, разрешается сдвиг в блоке 8.1Если есть перенос Р из комбинационного сумматора 3, то триггер 16 блока 9 управления сбрасывается, по СИ 2 через И 30 триггер 18 устанавливается в единицу, по СИ 3 изменений не происходит. По очередному СИ 1 через И 23 и ИЛИ 19 триггер 16. блока 9 устанавливается в единицу и вычитается единица из счетчика 7, сбрасывается очередной разряд блока 8Унитарный код с группы 6 эле46091 сумма записывается в регистр 1 частных сумм. По очередному СИ 1 черезэлементы И 23, ИЛИ 19 блока управления устанавливается триггер 16 в единицу, из счетчика 7 вычитается единица, из содержимого блока 8 вычитаетсяединица из трех последних записанныхразрядов, через элементы И 24 иИЛИ 21сбрасываются триггеры 17 и 18 блока 10 управления. Образованная очереднаясумма с выходов комбинационного сумматора 3 по СИ 2 записывается в регистр 1 частных сумм и регистр 2подкоренного выражения, происходит 1 сдвиг вправо разряда для разрешениязаписи в очередной разряд содержимогоблока 8 последовательного приближения.Когда счетчик 12 циклов сосчитаети + 1 цикл; то через дешифратор 13нуля сбрасывается разрешение работыгенератора 10 тактовых импульсов иустанавливается в единицу триггер 15блока 9 управления.В таблице приведен пример извле чения квадратного корня для аргумента101001100101,Группа 6 ВыходБлок 8 элемен- БПП 5 Ртов И Цикл Счетчик 7 Началь-:. наяустановка 000000 010 000 0 010 111 0 001 110 0 001 10 1 111 111 0 001 110 0 000 100 1 101 110 1 111 110 0 001 100 1 111 110 0 001 000000000000 100000 000001 011 1 100000 010 010 111000 000111 111000 001 011011 Корректировка011 110110 110110 001010 110100 010110 100110 110011 110010 010001 011 110011 10011 3 12 ментов И поступает на блок 5, двоичный код с выхода блока 5 через коммутатор 4 суммируется с содержимым регистра 1 частных сумм на комбинационном сумматоре 3.Если отсутствует инверсия переноса из комбинационного сумматора 3, то по СИ 2 происходит запись суммы в регистр 1 частных сумм, по СИ 3 через элементы И 28, ИЛИ 21 сбрасывается триггер 18 в блоке 9 управления, сдвигаются регистр 1 частных сумм и регистр 2 подкоренного выражения на один разряд влево, происхо - дит сдвиг вправо для разрешения записи в очередной разряд блока 8 последовательного приближения. Если присутствует инверсия переноса, устанавливающая триггер 16 блока 9 управления в "0", то по СИ 2 триггер 17 устанавливается в единицу, коммутатор 4 выдает на свои выходы код, равный двойке в двоичной системе счисления, который суммируется с кодом регистра 1 частных сумм, по СИ 3Получеццый результат равен 110010.В качестве преобразователя унитарного кода в двоичный в устройстве вместо блока постоянной памяти могут использоваться такие стандартные блоки, как счетчик, дешифратор, комбинационные схемы и их интеграция.Формула из об ре те ния1. Устройство цля извлечения квадратного корня, содержащее комбинационный сумматор, регистр подкоренноговыражения, регистр частных сумм, при чем выход комбинационного сумматораподключен к инФормационному входу регистра частных сумм, вход младшего разряда регистра частных сумм подключен к выходу старщего разряда регистра подкоренцого выражения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения оборудования, оно содержит элемент ИЛИ, коммутатор,блок постоянной памяти, группу элементов И, счетчик, блок последовательного приближения, генератортактовых импульсов, счетчикциклов 1 дешифратор нуля и блок управления, причем выход регистра частных сумм .подключен к первому информационному30 входу комбинационного сумматора, выход коммутатора подключен к второмуинформационному входу комбинационного сумматора, выход блока постоянной памяти подключен к первомуинформаци- З 5 онному входу коммутатора, второй информационный вход коммутатора подключен к шине двоичного кода числа "2" устройства, вход адреса блока постоянной памяти подключен к выходам элементов И группы, выход 1-го разрядасчетчика ( = 1, 2, , и; п - разрядность результата) подключен к первому входу -го элемента И группы,выход З-го разряда блока последовательного приближения Ц = и, (п),1) подключен к второму входу-го элемента И группы, выход счетчика циклов подключен к входу дешифратора нуля, выход дешифратора нуляподключен к входу запуска генератора тактовых импульсов, выход младшего разряда комбинационного сумматора подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к 55 входу младшего разряда регистра частных сумм, второй вход элемента ИЛИ является входом старшего разряда подкореццого числа устройства, вход сброса счетчика циклов является входом запуска устройства, информационцый вход регистра подкоренцого выражения является входом подкорецного числа устройства, первый выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу блока управления, второй вход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу блока управления, третий выход генератора тактовых импульсов подключен к третьему входу блока управления, выход дешифратора нуля подключен к четвертому входу блока управления, выход инверсии переноса комбинационного сумматора подключен к пятому входу блока управления, первый выход блока управления подключен к входу сброса регистра частных сумм, счетчика, блока последовательного приближения и к входу управления записьюрегистра подкоренного выражения, второй выход блока управления подключен, к счетному входу счетчика циклов, к входам управления сдвигом влево регистра частных сумм и регистра подкоренного выражения и к входу управления сдвигом вправо блока последовательного приближения, третий выход блока управления подключен к входу управления записью регистра частных сумм, четвертый выход блока управления подключен к первому управляющемувходу коМмутатора и к входу вычитания единицы блока последовательногоприближения, пятый выход блока управ-.ления подключен к второму управляющему входу коммутатора, шестой выход блока управления подключен к входу декремента счетчика и к входу сброса последнего разряда блока последова- тельного приближения, седьмой выход блока управления подключен к входу управления сдвигом влево счетчика и к входу установки последнего разряда блока последовательного приближения, причем блок управления содержит первый, второй, третий и четвертый триггеры, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, причем в блоке управления прямой выход первого триггера. подключен к первому входу первого элемента И, инверсный выход первого триггера подключен к первомувходу второго элемента И, выход первого элемента И подключен к первымвходам первого и второго элементовИЛИ, выход второго элемента И подключен к второму входу первого элементаИЛИ и к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, выходпервого элемента ИЛИ подключен квходу асинхронной установки второготриггера, выход третьего элемента Иподключен к второму входу второгоэлемента ИЛИ, выход второго элементаИЛИ,подключен к входам асинхронногосброса третьего и четвертого триггеров, прямой выход четвертого триггера подключен к счетному входу третьего триггера, прямой выход второго триггера подключен к первым входам пятого, шестого и седьмого элементов И, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу четвертого и к первому входу девятого элементов И, выход шестого элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И подключене к третьему входу второго элемента ИЛИ, выход восьмого элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, выход девятого элемента И подключен к счетному входу четвертого триггера, прямой выход третьего триггера подключен к второму входу третьего и к первому входу восьмого элементов И, причем вход сброса первого триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и является первым входом блока.управления, вторые входы шестого и девятого элементов И соединены между собой и являются вторым входом блока управления, вторые входы седьмого и восьмого элементов И соединены между собой и являются третьим входом блока управления, вход установки первого триггера является четвертым входом блока управления, вход синхронной установки в 0 и вход синхронизации второго триггера соединены между собой и являются пятым входом блока управления, выход первого элемента И является первым выходом блока управления, выход седьмого элемента И является вторым выходом блока управления,. выход третьего элемента ИЛИ является третьим выходом блока управления, прямой выход третьего триггера является четвертым выходом блокауправления, инверсный выход третьего триггера является пятым выходом блока управления, выход четвертого элемента И является шестым выходом блока управления, выход пятого элемента И является седьмым выходом блока управления.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок последовательного приближения содержит эле -мент НЕ, три элемента И, триггер управления, 3 и триггеров, п элементов2 И-ИЛИ и элементов ЗИ-ИЛИ, причемвыход элемента НЕ подключен к первомувходу первого элемента И, вход элемента НЕ соединен с первым входомвторого элемента И и является входомвычитания единицы блока последовательного приближения, вторые входыпервого и второго элементов И соеди-.нены и являются входом сброса последнего разряда блока последовательногоприближения, выход триггера управления подключен к первому входу третье го элемента И, второй вход третьего элемента И соединен с входом установкитриггера управления и является входомуправления сдвигом вправо блока последовательного приближения, входсброса триггера управления соединенс входами асинхронной установки(З)-го и (3-1)-го триггеров и спервым входом -го элемента ЗИ-ИЛИ иявляется входом сброса блока последовательного приближения, первые входывсех элементов 2 И-ИЛИ объединены иявляются входом установки последнегоразряда блока последовательного приближения, выход третьего элемента Иподключен к входу синхронизации-х элементов 2 И-ИЛИ и ЗИ-ИЛИ и квходу синхронной установки (3+1) готриггера, выход второго элемента,Иподключен к третьим входам всех элементов ЗИ-ИЛИ, выход 31-го триггераподключен к четвертому входу д-гоэлемента ЗИ-ИЛИ, выход первого элемента И подключен к третьим входамвсех элементов 2 И-ИЛИ и к пятым входам всех элементов ЗИ-ИЛИ, выход9 1 элемента ЗИ-ИЛИ объединены между собой и подключены к инверсному выходу (3 х+3)-го триггера, вход сброса (Зх)-го триггера подключен к выходу (31+7)-го триггера, вход синхрон 246091 1 О ной установки первого триггера подключен к шине логического нуля устройства, выход 3-го триггера явля- ется -м разрядом выхода блока последовательного приближения.124 б 091 илае Тупиц едак Подписное аказ 4002/ Т едприятие СоставительТехред Н,Вон ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий113035, Моск:ва, Ж, Раушская наб. Производственно-полиграфическо ректор Е. Сирохма Ужгород, ул. Проектн