Цифровое устройство для извлечения квадратного корня

Цифровое устройство для извлечения квадратного корня

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) 3» «о 24. 07. 81 (21) 3318222/18-24 (53)М. Кл.

G 06 F 7/552 с присоединением заявки №

focQA3pcTBNllbllI коинтет

СССР (23) Приоритет (53) УД К681 ° 325 (088.8) Опубликовано 30. 12. 82. Бюллетень №48

Дата опубликования описания 06.0I.83 ао делом изобретений н открытий

»

P.Ë. Григорьян, Ю.В. Решетников и С.Д. Васильев "..Г . ;-;";".,- : -.-;

Ч

) (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых измерителях характеристик случайных процессов.

Известно устройство для извлечения квадратного корня, принцип дейст- s вия которого основан на формировании линейной и квадратичной цифровых разверток, квадратичная цифровая развертка сравнивается с обрабатываемым числом йк, а отсчет результата производится по линейной развертке (.1).

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие,,определяемое скоростью формирования линейной развертки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст" ройство для извлечения квадратного корня содержащее генератор импульФ

zo сов, элемент И, триггер, делитель частоты, первый, второй, третий интеграторы, первую и вторую схемы срав-: нения, блок считывания, элемент за2 держки, первый и второй элементы ИЛИ, причем выход делителя частоты соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входом первой схемы сравнения, а вход

"Сброс" подключен к выходу первой схемы сравнения, выход первого ин" тегратора подключен к второму входу первой схемы сравнения и к первому входу блока считывания, выход которого является выходом устройства, а второй вход блока считывания соединен с выходом второй схемы сравнения, первый вход которой соединен с входом устройства, а второй вход со» единен с выходом третьего интеграто" ра, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу делителя частоты и входу третьего интегратора, вход запуска устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, а вторые входы соединены с выходом элемента

785

«50

3 985 задержки, вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения и еди« ничным входом триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с нулевым входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, а выход второго элемента ИЛИ соединен с входом первого интегратора )2J

Недостатком этого устройства является значительное время вычислений при извлечении квадратного корня из многоразрядных кодов йх.

Цель изобретения - повышение быст" родействия устройства при обработке многоразрядных кодов.

Поставленная цель достигается тем, что цифровое устройство для извлечения квадратного корня, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, первый, второй„ третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения, блок считывайия, элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ, причем вход запуска устройства подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу элемента задержки, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу первого интегратора и первому выходу устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с R-вхо дом триггера, 5 -вход которого соединен с входом элемента задержки, входом "Сброс" второго интегратора и выходом первой схемы сравнения, выход триггера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу третьего интегратора, выход пер вого интегратора соединен с первыми входами блока считывания и первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго интегратора, второй вход блока считывания.соединен с выходом второй схемы сравнения, выход блока считывания подключен к второму выходу устройства, выход третьего интегратора подключен к первому входу второй схемы сравне" ния, содержит блок деления кодов, при чем выход элемента И подключен к входу второго интегратора, а второй вход второй схемы сравнения соединен с выходом блока деления кодов; вход которого соединен с входом устройства.

Структурная схема устройства для извлечения квадратного корня представлена на чертеже, 4

Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, триггер 3, блок 4 деления кодов, первый, второй, третий интеграторы.5-7, первую и вто рую схемы сравнения 8 и 9, блок 10 считывания, элемент 11 задержки„ первый и второй элементы ИЛИ 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

Все интеграторы устройства устанавливаются в нулевое состояние.

Обрабатываемый код М„ поступает через блок 4 деления кодов, коэффициент передачи которого равен 2К, на схему 9 сравнения. С приходом импульса "Запуск" в интегратор 5 записывается единица, триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, элемент И 2 открывается и на интеграторы 6 и 7 проходят импульсы частотой F„. При равенстве импульсов в интеграторах 5 и 6 срабатывает схема 8 сравнения, выходной импульс которой триггер 3 устанавливает в единичное состояние

9 а интегратор 6 " в нулевое. Прохождение импульсов через элемент И 2 прекращается. Импульс от схемы 8 сравнения, пройдя через элемент 11 за» держки, через время ь возвратит триггер 3 в нулевое состояние и запишет в интегратор 5 единицу. С этого мо" мента рассмотренный цикл работы устройства повторяется. В момент достижения равенства количества импульсов на интеграторе 7 с кодом -9-„-, сни9Чх маемым с блока 4 деления кодов, срабатывает схема 9 сравнения. При этом приводится в действие блок 10 считывания, фиксирующий результат извлече" ния квадратного корня в параллельном коде по состоянию интегратора 5. С выхода второго элемента ИЛИ 13 результат извлечения квадратного корня выдается в последовательном коде.

Из принципа действия устройства видно, что время каждого цикла извлечения квадратного корня переменно и равно т. = 1 (=1,2 3,4,...,ф„).

F< ° ° х

Время извлечения квадратного корня равно x+> )

2К F 2К F„

85 6 задержки, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу первого интегратора и первому выходу устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с R --входом триггера, S --вход которого соединен с входом элемента задержки, входом

"Сброс" второго интегратора и выходом первой схемы сравнения, выход триггера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу третьего интегратора, выход первого интегратора соединен с первыми входами блока считывания и первой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго интегратора, второй вход блока считывания соединен с выходом второй схемы сравнения, выход блока считывания подключен к второму выходу устройства, выход третьего интегратора подключен к первому,входу второй схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен блок деления кодов, при" чем выход элемента И подключен к входу второго интегратора, а второй вход . второй схемы сравнения соединен с выходом блока деления кодов, вход которого соединен с входом устройства. ю

Мх х F (2) 5

Из сравнения (1) и (2) видно, что. предлагаемое устройство позволяет со кратить время вычисления в 2К рвз. Результат извлечения квадратного корня при этом равен х ()Г (3) где -- - коэффициент передачи уст"

Гк и ройства.

При минимальном значении К = 1 время вычисления сокращается в два раза, при этом коэффициент передачи устройства равен 1

"Ььх= Их ° (4)

Таким образом, технико-эконрмичес" кие преимущества предлагаемого уст" ройства заключаются в повышении быстродействия операции извлечения квадратного корня. формула изобретения зе

Цифровое устройство для извлече" ния квадратного корня, содержащее генератор импульсов, элемент И, триггер, первый, второй, третий интеграторы, первую и вторую схемы сравнения, блок считывания, элемент задерж-З ки, первый р второй элементы ИЛИ, причем вход запуска устройства подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу элемента о

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Темников Ф.Е., Славинский В.Л.

Математические развертывающие систе" мы. И., "Энергия, 1970, с. 111, рис. 6"7.

2. Авторское свидетельство СССР

0 763893, кл. G 06 F 7/552, 1979 (прототип).

9857

Для сравнения отметим, что в прототипе время извлечения квадратного корня

985785

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10166/69

Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель В. Земенков

Редактор Н. Стащишича Техред Я.Пекарь Корректор О. Билак