SU1246091A1 - Устройство дл извлечени квадратного корн - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  вычислени  квадратных корней из двоичных чисел и может быть ислользовано дл  построени  цифровых вычислительных машин. Целью изобретени   вл етс  сокращение оборудовани . Устройство содержит регистр, подкоренного выражени , регистр частных сумм, комбинационный сумматор, коммутатор, элемент ИЛИ, счетчик циклов, дешифратор, генератор тактовых импульсов, блок управлени , преобразователь кода унитарного в двоичный, группу элементов И, счетчик, регистр последовательного приближени , причем выходы счетчика соединены с первыми входами группы элементов И, выходы регистра последовательного приближени  соединены с вторыми входами группы элементов И, выходы которых соединены с входами преобразовател  кода унитарного в двоичный, выходы которого соединены с первыми входами коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входами комбинационного сумматора, выходы которого соединены с входами регистра частных сумм, выходы генератора .тактовых импульсов соединены с входами блока управлени , выходы которого соединены с управл ющими входами счетчика, регистра последовательного приближени , коммутатора, регистра частных сумм, регистра подкоренного вьгражени , счетчика циклов, выходы счетчика циклов соединены с входами дешифратора, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов , выход младшего разр да комбинационного сумматора соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого  вл етс  входом устройства, и выход которого .соединен с входом младшего разр да регистра частных сумм, выходы комбинационного суммат о- ра соединены с входом блока управде- ни , выходы регистра частных сумм соединены с первыми входами комбинационного сумматора, старший разр д регистра подкоренного выражени  соединен по схеме сдвига влево с входом регистра частных суйм. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. (О (Л ND 4 О) О ;о

Description

1 1

Изобретение относитс  к области цифровой вычислительной техники.

Цель изобретени  - сокращение оборудовани  .

На фиг. 1 показана схема з строй- ства; на фиг. 2 - схема блока управлени  и диаграмма работы генератора тактовых импульсов; на фиг. 3 - схем блока последовательного приближени .

Устройство дл  извлечени  квадратного корн  содержит регистр 1 частных сумм, регистр 2 подкоренного выражени , комбинационный сумматор 3, коммутатор 4, блок 5 посто нной пам ти (БПП), группу 6 элементов И, счетчик 7, блок 8 последовательного приближени , блок 9 управлени , генератор 10 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 11 счетчик 12 циклов, дешифратор 13 нул  и входную шину 14 сброса счетчика циклов.

Блок 9 управлени  содержит триг-« геры 15-18, элементы ИЛИ 19-21, элементы И 22-30.

Блок 8 последовательного приближени  содержит элемент НЕ 31, элементы И 32-34, триггер 35 управлени , триггеры 36.1-38.1, элемент 2И-ИЛИ 39.1, элемент ЗИ-ИЛИ 40.1.

Устройство работает следующим

образом.,

I

Блок 8 последовательного приближени  записывает в каждый разр д единицу , начина  со старшего, последовательно . В зависимости от управл ющих сигналов данна  единица сбрасываетс  или оставл етс  в данном разр де. Возможно вычитание единицы из последних трех записанных разр дов. По входу сброса все элементы устанавливаютс  в исходное состо ние. По входу сдвига определ етс  очередной разр д в который записываетс  единица. По входам сброса очередного записанного разр да и вычитани  из последних трех записанных разр дов сбрасьгеаетс  очередной разр д или вычитаетс  единица из последних трех записанных разр дов . По входу записи устанавливаетс  в единицу очередной разр д блока 8 последовательного приближени .

По входной шине 14 счетчик 12 циклов сбрасываетс  и через дешифра- гор. 13 нул  разрешает работу генератора 10 тактовых импульсов. По импульсу СИ 1 сбрасываетс  счетчик 7 и блок 8 последовательного приближени , регистр 1 частных сумм, триггер

913

15 блока 9 управлени , записываетс  подкоренное число в регистр 2 подкоренного выражени  , -через элемент ИЛИ 21 сбрасываютс - триггеры 17 и 18

блока 9 управлени , устанавливаетс  через элементы И 22 и ИЛИ 19 в единицу триггер 16 в блоке управлени . По импульсу СИ 2 в младший разр д регистра 1 частных сумм через элемент

ИЛИ 11 записываетс  старший разр д подкоренного числа.

По ) мпульсу СИ 3 регистр 1 частных сумм и регистр 2 подкоренного выражени  сдвигаютс  на один разр д влево,

разрешаетс  сдвиг в блоке 8, увеличиваетс  на единицу значение счетчика . 12.

После начальной установки в устройстве повтор ютс  циклы, количество

которых равно разр дности результата.

Каждый цикл работы устройства состоит из следующих шагов. По СИ1 подтверждаетс  состо ние триггера 16 блока 9 через элементы И 23 и ИЛИ 19, записываетс  предполагаемый разр д корн , который всегда равен единице, в счетчик 7 по входу сдвига влево и в блок 8. Выходы счетчика 7 и блока 8 соедин ютс  с входами группы 6 элементов И

таким образом,. JJTO на первый элемент И приходит младший разр д счетчика 7 и старший разр д выхода 6j|OKa 8, на второй элемент И второй и п-1 разр ды соответственно и т.д. С выходов

группы 6 элементов И образный уни- тарньй код поступает на входы блока посто нной пам ти, преобразованный код через коммутатор 4 суммируетс  с кодом регистра 1 частных сумм на

комбинационном сумматоре 3. Если

отсутствует инверси  переноса из комбинационного сумматора 3, то по СИ 2 результат записываетс  в регистр 1 - частных сумм, а по СИ 3 сдвигаютс 

влево регистр 1 частных сумм, регистр 2 подкоренного выражени , разрешаетс  Сдвиг в блоке 8. I.

Если есть перенос р из комбинационного сумматора 3, то триггер 16

блока 9 управлени  сбрасываетс , по СИ 2 через И 30 триггер 18 устанавливаетс  в единицу, по СИ 3 изменений не происходит. По очередному СИ 1 через И 23 и ИЛИ 19 триггер 16. блока 9 устанавливаетс  в единицу и вьтитаетс  единица из счетчика 7, сбрасываетс  очередной разр д блока 8. Унитарный код с группы 6 эле5 .

ментов И поступает на блок 5, двоичный код с выхода блока 5 через ком- fyтaтop 4 суммируетс  с содержимым perHCTjpa 1 частных сумм на комбинационном сумматоре 3.

Если отсутствует инверси  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 сбрасываетс  триггер 18 в блоке 9 управле- и , сдвигаютс  регистр 1 частных сумм и регистр 2 подкоренного выражени  на один разр д влево, происходит сдвиг вправо дл  разрешени  записи в очередной разр д блока В последовательного приближени .

Если присутствует инверси  переноса , устанавливающа  триггер 16 блока 9 управлени  в О, то по СИ 2 триггер 17 устанавливаетс  в единицу, коммутатор 4 вьщает на свои выходы код, равный двойке в двоичной систем счислени , который суммируетс  с кодом регистра 1 частных сумм, по СИ 3

20

46091.4 у

сумма записываетс  в регистр 1 частных сумм. По очередному СИ 1 через элементы И 23, ИЛИ 19 блока управлени  устанавливаетс  триггер 16 в еди- 5 ницу, из счетчика 7 вьтитаетс  единица , из содержимого блока 8 вычитаетс  единица из трех последних записанных разр дов, через элементы И 24 и ИЛИ 21 сбрасываютс  триггеры 17 и 18 блока

10 управлени . Образованна  очередна  сумма с выходов комбинационного сумматора 3 по СИ 2 записываетс  в регистр 1 частных сумм и регистр 2 подкоренного выражени , происходит

15 сдвиг вправо разр да дл  разрешени  записи в очередной разр д содержимого блока 8 последовательного приближени .

Когда счетчик 12 циклов сосчитает п + 1 цикл то через дешифратор 13 нул  сбрасываетс  разрешение работы генератора 10 тактовых импульсов и устанавливаетс  в единицу триггер 15 блока 9 управлени .

В таблице приведен пример извле-

25 чени  квадратного корн  дл  аргумента

101001100101.

I

Полученный результат равен 110010.

В качестве преобразовател  унитарного кода в дг оичный в устройстве вместо блока посто нной пам ти могут использоватьс  такие стандартные блоки , как счетчик, дешифратор, комбинационные схемы и их интеграци .

Claims (1)

1. Устройство дл  извлечени  квадратного корн , содержащее комбинационный сумматор, регистр подкоренного выражени , регистр частных сумм, при- чем выход комбинационного сумматора подключен к информационному входу регистра частных сумм, вход младшего разр да регистра частных сумм подключен к выходу старшего разр да ре

гистра подкоренного выражени , о т- личающеес  тем, что, с целью сокращени  оборудовани , оно содержит элемент ИЛИ, коммутатор, блок посто нной пам ти, группу эле- ментов И, счетчик, блок последовательного приближени , генератор тактовых импульсов, счетчик циклов дешифратор нул  и блок управлени , причем выход регистра частных сумм подключен к первому информационному входу комбинационного сумматора, выход коммутатора подключен к второму информационному входу комбинационног сумматора, выход блока посто нной пам ти подключен к первому информаци онному входу коммутатора, второй информационный вход коммутатора подключен к шине, двоичного кода числа 2 устройства, вход адреса блока посто  вной пам ти подключен к выходам эле ментов И группы, выход i-ro разр да счетчика (i 1, 2, ..., п; п - разр дность результата) подключен к первому входу i-ro элемента И группы, выход j-ro разр да блока последова- тельного приближени  (j п, (п-1), ..., 1) подключен к второму входу i-ro элемента И группы, выход счетчика циклов подключен к входу дешифра тора нул , выход дешифратора нул  подключен к входу запуска ге,нератора тактовых импульсов, выход младшего разр да комбинационного сумматора подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к входу младшего разр да регистра частных сумм, второй вход элемента ИЛИ  вл етс  входом старшего разр да

0

,

0

0

5 5

О

0 5

подкоренного числа устройства, вход сброса счетчика циклов  вл етс  входом запуска устройства, информацион- Hbrii вход регистра подкоренного выражени   вл етс  входом подкоренного числа устройства, первый выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу блока управлени , второй вход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу блока управлени , третий выход генератора тактовых импульсов подключен к третьему входу блока управлени , выход дешифратора нул  подключен к четвертому входу блока управлени , выход инверсии переноса комбинационного сумматора подключен к п тому входу блока управлени , первый выход блока управлени  подключен к входу сброса регистра частных сумм, счетчика , блока последовательного приближени  и к входу управлени  записью регистра подкоренного выражени , второй выход блока управлени  подключен . к счетному входу счетчика циклов, к входам управлени  сдвигом влево регистра частных сумм и регистра под- коренного выражени  и к входу управлени  сдвигом вправо блока последовательного приближени , третий выход блока управлени  подключен к входу управлени  записью регистра частных сумм, четвертый выход блока управлени  подключен к первому управл ющему входу кр,ммутатора и к входу вычитани  единицы блока последовательного приближени , п тый выход блока управ- , лени  подключен к второму управл ющему входу коммутатора, шестой выход блока управлени  подключен к входу декремента счетчика и к входу сброса последнего разр да блока последовательного приближени , седьмой выход блока управлени  подключен к входу управлени  сдвигом влево счетчика и к входу установки последнего разр да блока последовательного приближени , причем блок управлени  содержит первый , второй, третий и четвертый триггеры , первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый , п тый, шестой, седьмой, восьмой и дев тый элементы И, причем в блоке управлени  пр мой выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, инверсный выход первого триггера подключен к первому

входу второго элемента И, выход первого элемента И подключен к первым входам первого и второго элементов Ш1И, выход второго элемента И подктш- чен к второму входу первого элемента 5 ШЖ и к первым входам третьего, четвертого и п того элементов И, выход первого элемента РШИ подключен к входу асинхронной установки второго триггера, выход третьего элемента И 10 подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ .подключен к входам асинхронного сброса третьего и четвертого триггеров , пр мой выход четвертого тригге- 15 ра подключен к счетному входу третьего триггера, пр мой выход второго триггера подключен к nepBjjiH входам п того, шестого и седьмого элементов И, инверсный выход второго триггера 20 подключен к второму входу четвертого и к первому входу дев того элементов И, выход шестого элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И подключен 25 к третьему входу второго элемента ИЛИ,-выход восьмого элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, выход дев того элемента И подключен к счетному входу четвертого 30 триггера, пр мой выход третьего триггера подключен к второму входу третьего и к первому входу восьмого элементов И, причем вход сброса первого триггера соединен с вторыми входами 35 первого и второго элементов И и  вл етс  первым входой блока.управлени , вторые входы шестого и дев того элементов И соединены между собой и  вл ютс  вторым входом блока управ- 40 лени , вторые входы седьмого и восьмого элементов И соединены между собой и  вл ютс  третьим входом блока управлени , вход установки первого триггера  вл етс  четвертым входом 45 блока управлени , вход синхронной установки в О и вход синхронизации второго триггера соединены между собой и  вл ютс  п тым входом блока правлени , выход первого элемента И 50 вл етс  первым выходом блока управлени  , выход седьмого элемента И вл етс  вторым выходом блока управени ,, выход третьего элемента ИЛИ вл етс  третьим выходом блока управ- 55 ени , пр мой выход третьего триггеа  вл етс  четвертым выходом блока правлени , инверсный выход третьего

триггера  вл етс  п тым выходом блок управлени , выход четвертого элемента И  вл етс  шестым выходом блока управлени , выход п того элемента И  вл етс  седьмым выходом блока управлени  .

- 2, Устройство по п, 1, о т л и- чающ§ес  тем, что блок после- доватё льно о приближени  содержит элемент НЕ, три элемента И, триггер управлени , 3 п триггеров, п элементов 2И-ИЛИ и элементов ЗИ-ИЛИ, причем выход элемента НЕ подключен к первом входу первого элемента И, вход элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И и  вл етс  входом вычитани  единицы блока последовательного приближени , вторые входы первого и второго элементов И соедит нены и  вл ютс  входом сброса последнего разр да блока последовательного приближени , выход триггера управлени  подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход третьего элемента И соединен с входом установки триггера управлени  и  вл етс  входо управлени  сдвигом вправо блока последовательного приближени , вход сброса триггера управлени  соединен с входами асинхронной установки (3i-2)-ro и (3i-1)-ro триггеров и с первым входом i-ro элемента ЗИ-ИЛИ и  вл етс  входом сброса блока последовательного приближени , первые входы всех элементов 2И-ИЛИ объединены и  вл ютс  входом установки последнего разр да блока последовательного приближени , выход третьего элемента И подключен к входу синхронизации (3i-2)-ro триггера, выход (31-2)-го триггера подключен к вторым входам i-x элементов 2И-ИЛИ и ЗИ-ИЛИ и к входу синхронной установки (31+1)-то триггера, выход второго элементами подключен к третьим входам всех элементов ЗИ-ШШ, выход 3i-ro триггера подключен к четвертому входу i-ro элемента ЗИ-ИЛИ, выход первого элемента И подключен к третьим входам всех элементов 2И-ИЛИ н к п тым входам всех элементов ЗИ-ШШ, выход (3i-1)-ro триггера подключен к чет- вертому входу i-ro Элемента 2И-И1Ш и к шестому входу i-ro элемента ЗИ-ИЛИ, инверсный выход 3i-ro триггера подключен к п тому входу i-ro элемента 2И-Ш1И, шестой вход i-ro элемента 2И-Ш1И и седьмой вход i-ro

элемента ЗИ-ИЛИ объединены между собой и подключены к инверсному выходу (3i+3)-ro триггера, вход сброса (3i-1)-ro триггера подключен к выходу (3i+7)-ro триггера, вход синхронной установки первого триггера подключен к шине логического нул  уст- ррйства, выход 3i-ro триггера етс  i-M разр дом выхода блока пос- ледовательного приближени .

х1ж

Н

Фиг.1

r&Vn

ш

17

СИ1 П

СИ2 СНд

Я

л

Фиг.2

Составитель С. Силаев Редактор Н. Тупица Техред Н.Бонкало

Заказ 40027А2

Тираж 671

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие,, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Корректор Е. Сирохман

Подписное