Устройство для извлечения квадратного корня и возведения в квадрат

Устройство для извлечения квадратного корня и возведения в квадрат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(61) Дополнительное, к авт. евид-ву (22) Заявлеио 24.01.74(23) 1990179/24 е присоединением заявки № (23) Бриоритет(43) Опубликоваио 05.09.773юллетеиь № 33 (46) Дата опубликовании опиеаиия 28.10.77 (53) М. Кл.

С 06 Г 7/38

ГаеудерстееаемФ еаатет

Веэзтв Мвеетрев МР в делам езебретеаей а етерытнй (53) Де(681.327 (088.8) В, H. Боюн, Л. Г. Козлов и В. М. Михайлов (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО

КОРНЯ И ВОЗВЕДЕНИЙ В КВАДРАТ мяти f3).

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для построения. специализированных устройств и функциональных преобразователей информации.

Известно устройство для извлечения квадратного корня из последовательности импульсов, содержащее два счетчика с разрядностью ез и (0 + 1) разрядов, группу элементов

И, линию задержки и устройство управления (1).

Время, необходимое для извлечения квадратного корни в этом устройстве, равно 3 тактов, где Ф -,число импульсов, поступивших на вход устройства.

Недостатками этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как устройство не позволяет возводить в квадрат входную, величину, и низкое быстро действие при извлечении квадратного корня не изменяющейся во времени входной величины,так как при этом требуется 3}4 тактов для обработки каждого значения входной величины.

Известно также устройство для вычислэ». иия квадратного корня, содержашее два 2ет 25 и тт -разрядных сумматора, два л -разрядных регистра сдвига, схемы формировании при ращения, схемы управления и группы элементов И (2J, Такое устройство имеет ограниченные функциональные воэможности, так как не может возводить в квадрат, обладает низким быстродействием при извлечении квадратного корня нз изменяющейся во времени входной величины, так как требуется .А тактов для обработки каждого значения входной величины u, - имеет большой объем оборудования:

2 и - и и -разрядные сумматоры, два регистра сдвига, схему управления, схему фор мирования прирашения и группы элементов И для передачи кодов между блоками.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для извлечения корня, содержашее триггер, первый элемент И, первый элемент задержки, реверсивный счетчик, единичные выходы которого соединены с информационными входами первого блока элементов И, выход ко торого соединен с первым входом блока пе

571

807

Время, необходимое для извлечения квадратного корня в атом устройстве, равно в 2

I где о п - число разрядов подкоренного выражения;, Ф

- число импульсов, равное величине корня квадратного иэ заданного числа.

Это устройство также имеет ограниченные функциональные возможности, так как не может производить возведение в квадрат и извлечения квадратного корня в следящем режиме из изменяющейся во времени входной величины, обладает низким быстродейс вием, в связи с тем, что при извлечении квадратного корня для каждого значения входной величины (Х ) производится установка счетчика в нуль и выдача серии импульсов, число которых равно величине

QX, т. е. требуются 2 K тактов, где

К-2 fog

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства.

Эта цель достигается тем, что в предложенное устройство введены второй элемент задержки, второй элемент И, блок элемен тов ИЛИ, второй, третий и четвертый блоки элементов И и блок сравнения. Первый и второй выходы последнего соединены с пер- О вымя входами-первого и второго элементов

И, а третий выход — со вторыми входами первого и второго элементов И и вторым входом блока памяти. Третий вход блока памяти соединен с выходом второго блока элементов И, информационные входы которого1 соединены с нулевыми выходами реверсивного счетчика, первый вход которого соеди

- нен с выходом второго элемента И и входом первого элемента задержки, выход которого щ соединен с четвертым входом блока памяти и управляющим входом второго блока элементов И, Второй вход реверсивного счетчика соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с выхо- CG дом первого алемента И и управляющим вхо дом первого блока элементов И. Единичные выходы реверсивного счетчика соединенй с информационными входами третьего блока элементов И, управляющий вход которого сое- Q динен с единичным выходом триггера, нулевой выход которого соединен с управляющим входом четвертого блока элементов И. Ин» формационный вход последнего соединен с выходом блока ц. Выходы третьего и 55 четвертого блоков элементов И через блок элементов ИЛИ соединены с первым входом блока сравнения. Второй вход блока сравнения соединен с первой входной шиной. Единичный и нулевой входы триггера соединены соот- ® ветственно с второй и третьей входными шинанами.

Схема устройства представлена на чертеже.

Устройство состоит из блока памяти 1

I первого 2, второго 3, третьего 4 и четвертого 5 блоков элементов И, реверсивного счетчика 6, блока сравнения 7, первого 8 и второго 9 элементов И, первого 10 и второго 11 алементов задержки, блока элементов ИЛИ 12, триггера 13 и первой 14, вто рой 15 и третьей 16 входных шин.

Единичные выходы счетчика 6 соединены с информационными входами первого блока элементов И 2, выход которого соединен с первым входом блока памяти 1 со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов.

Первый 17 и второй 18 выходы блока сравнения 7 соединены с первыми входами элементов И 8 и 9, а третий выход 19 - со вторыми ходами элементов И 8 и 9 и с младшим разрядом блока памяти 1, Выход второго блока 3 элементов И соединен с третьим входом блока памяти 1 со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов.

Информационные входы второго блока 3 элементов И соединены с нулевыми выходами счетчика 6, первый вход которого соединен с выходом второго алемента И 9 и входом первого алемента задержки 10, Выход элемента задержки 10 соединен с четвертым входом блока памяти 1 и управляющим входом второго блока алементов И 3. Второй вход счетчика 6 соединен с выходом второго элемента задержки 11, вход которого соединен с выходом первого элемента И 8 и управляющим входом первого блока алемен тов И 2 Единичные выходы счетчика 6 соединены с информационными входами третьего блока элементов И 4, Управляющий вход

:блока 4 алементов И соединен с единичным выходом триггера 13, нулевой выход которого соединен с управляющим входом четвер того блока 5 алементов И, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти 1. Выходы третьего 4 и четвертого

5 блоков алементов И через блок 12 алементов ИЛИ соединены с первым входом блока сравнения 7, второй вход которого соединен с шиной 14. Единичный и нулевой входы трнг гера 13 соединены соответственно с шинами 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

Для обеспечения режима возведении в квадрат йли извлечения квадратного корня необходимо на нулевой 16 или единичный 15 вход тоиггера 1 3 соответственно подать управляющий сигнал, который открывает третий 4 или четвертый 5 блок элементов

571807

И и тем самым соединяет единичные выходы счетчика 6 или блока памяти 1 соответственно со входом блока сравнения 7, В режиме возведения в квадрат по шине

14 на блок сравнения 7 поступает входная величина, которую необходимо возвести в квадрат. При рассогласовании значения величины на входах 14 и 20 на выходе 19 блока сравнения 7 появляется импульс рассогласования, который поступает на вход младшего разряда блока памяти 1 и в зависимос ти от знака рассогласования проходит через первый 8 или второй 9 элемент И, управляемые выходами положительного 17 или отрицательного 18 рассогласования блока сравнения 7, на входы сложения или вычитания счетчика 6. Кроме того, в зависимости от знака рассогласования содержимое блока памяти 1 (предыдущее значение квадрата входной величины) суммируется с содержимым или вычитается из содержимого счетчика 6, поступающего на входы блока памяти 1 через первый 2 или второй 3 блок элементов И.

В режиме извлечения. квадратного корня входная величина, поступающая по шине 14, сравнивается в блоке сравнения 7 с содержимым блока памяти 1, которое поступает через четвертый блок элементов И 5 и блок элементов ИЛИ 12 на вход 20 блока срав кения 7. Процесс извлечения квадратного корня из непрерывной величинм и процесс вычисления квадрата осуществляются анало»гично, Технико экономический-эффект; который достигнут за счет введения блоков элементов И, блока сравнения, элемента И, элемента задержки, блока элементов ИЛИ, а также новых связей между элементами, состоит в том, что расширяются функциональные воз» можности, так .как устройство позволяет производить возведение в квадрат и извлечение квадратного-корня. Кроме того, пзвышается быстродействие при обработке изме няющейся во времени входной величины, так как число тактов необходимое для извлечения корня из числа . п, равно величине К =

Ео,п

=2 2 -+†), но при извлечении корня из следующего числа 6z предлагаемое устройст во начинает работу не с нуля> а продолжает от последнего числа р, т. е К = К К =

1„

= Z + — - Z P ) . Таким образом, быстродействие предложенного устройства выше быстродействия известных устройств в к е

Я = — - = g раз.

= к, = еоа— тц

Формула изобретения

Устройство для извлечения квадратного корня и возведения в квадрат, содержащее

Источники информации, принятые во вня» мание при экспертизе:

1. Воронов А, A. Цифровые аналоги для систем автоматического управления, М., изд. АН УССР, 1960, стр. 146 148.

2. Король В. Я. Оранский: А. М., Рейхвн»берг A. Л., Быстродействующие интерациовные методы вычисления квадратного корня

Теория и применение математических ма шин . Минск, 1969, 50

3. Бутаев Г. М., Ромашкин В, С. Цифровые устройства извлечения квадратного корня, Автоматика и приборостроенив, 1963, ¹ 3. триггер, первый элемент И, первый элемент задержки и реверсивный счетчик, единичные выходы которого соединены с информацион» ными входами первого блока элементов И, выход которого соединен с первыми входом блокапамяти, отличающееся гем, что, с целью повышения быстродейстЬия, оно содержит второй элемент задержки, второй элемент И, блок элементов ИЛИ, второй, третий и четвертый блоки элементов

И и блок сравнения, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И, а третий выход - co вторыми входами первого и вто»

lS рого элементов И и вторым входом блока памяти, третий вход которого соединен с выхо дом второго блока элементов И, информа»ционные входы которого соединены с нулевыми выходами реверсивного счетчика, первый 0 вход которого соединен с выходами второго элемента И и входом первого элемента задержки, выход которого соединен с четвер» тым входом блока памяти и управляющим входом второго блока элементов И, второй

Ж вход реверсивного счетчика соединен с выходом второго элемента задержки, вход ко» торого соединен с выходом первого элемен»та И и управляющим входом первого блока элементов И; единичные выходы реверсивного счетчика соединены с информационными входами третьего блока элементов И, управляю» щий вход которого соединен с единичным выходом триггера, нулевой выход которого соединен с управляющим входом четвертого блока элементов И, информационный вход ко» торого соединен с выходом блока памаги; выходы третьего и четвертого блоков элементов И через блок элементов ИЛИ соедине» ны с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с первой входной шиной, а единичный и нулевой входы триг» гера соединены соответственно с второй и третьей входными шинами.

571807

Составитель В. Михайлов

Редактор Л. Утехина Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева

Эаказ 3034/34 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4