SU1569827A1 - Устройство дл извлечени квадратного корн - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении быстродействующих специализированных вычислительных устройств и информационно-вычислительных систем. Целью изобретени   вл етс  увеличение быстродействи . Устройство дл  извлечени  квадратного корн  содержит три группы элементов И, группу элементов ИЛИ, два сумматора-вычитател , два регистра сдвига, блок управлени , накапливающий сумматор с соответствующими св з ми. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении быстродействующих специализированных вычислительных устройств и информационно-измерительных систем.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  .

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг/ 2 - блок управлени .

Устройство содержит накапливающий сумматор 1, блок 2 управлени , первый сумматор-вычитатель 3, первый и второй регистры 4 и 5 сдвига, второй сумматор-вычитатель 6, первую группу 7 элементов И, группу 8 элементов ИЛИ, вторую 9 и третью 10 группы элементов И. Блок 2 управлени  (фиг. 2) содержит формирователь 11 импульсов, элементы 12 и 13 задержки, генератор 14 импульсов, элементы ИЛИ 15 - 22, элементы И 23 - 31, триггеры 32 и 33, регистр 34 сдвига.

Алгоритм вычислени  в предлагаемом устройстве основан на использовании зависимости

(х+0,25)2 (х-0,25)2 + (лЈ)2; в зывающей стороны пр моугольного треугольника. Он может быть получен путем поворота некоторого вектора с составл ющими (х+0,25); 0 вокруг центра декартовых координат до тех пор, пока одна из его проекций не станет равной х-0,25э тогда друга  проекци  будет равна .

Устройство работает следующим образом .

Сигнал, определ ющий начало цикла вычислений, по входу Пуск поступает на формирователь 11 импульсов блока 2 управлени . Формирователь 11 импульСП

00

ГС

сов вырабатывает стандартный импульс,, который поступает на седьмой выход блока 2 управлени  и обеспечивает обнуление накапливающих сумматора 15 сумматоров-вычитателей 3 и 6, Сигнал с выхода формировател  11 импульсов задерживаетс  первым элементом 12 задержки на интервал времени, несколько превышающий длительность импульса, формируемого формирователем 11 импульсов . Таким образом, импульс,, по вл ющийс  на выходе первого элемента 12 задержкиэ обеспечивает взведение первого триггера 32 в единичное состо - ние, а также занесение исходной информации . Величина x+0s 25 заноситс  в накапливающий сумматор-вычитатель 3, величина - во второй регистр 5 сдвига5 а в первый регистр 4 сдвига заноситс  значение )|) где п - раз- р дность регистров0. Кроме того5 импульс с выхода первого элемента 12 задержки поступает через первый элемент ИЛИ 15 на синхровход регистра 34 сдви ras обеспечива  запись единицы в его младший разр д. Импульсы с выхода генератора 14 импульсов начинают поступать через открытый первый элемент И 23 на управл ющий вход регистра 34 Сдвигаз обеспечива  продвижение единицы по всем его разр дам. Первый из сигналов9 формируемый на первом входе регистра 34 сдвига;: поступает на управл ющий вход второго регистра 5 Сдвига и обеспечивает сдвиг величины х-0S25 на разр д влево с целью анализа ее очередного разр да.

На втором сумматоре-вычитателе 6 будет формироватьс  так называема  оценочна  функци  Fp знак которой определ ет ПОРЯДОК вычислений. При этом устройство работает следующим образом Если старший разр д величины х-0,25 равен единице то импульс с второго выхода регистра 34 сдвига через открытый второй элемент И 24 и третий элемент ИЛИ 17 поступает на дес тый выход и через четвертый элемент ИЛИ 18 - на одиннадцатый выход блока 2 управлени . Указанные сигналы обеспе- ччвают подсуммирование к содержимому второго накапливающего сумматора- вычитател  б величины Нэ поступающей через открытую первую группу элементов И 7, Импульс с третьего выхода регистра 34 сдвига через открытый третий элемент И 25 поступает на восьмой выход и через четвертый элемент

Q 5 Q 5

п ., 5

ИЛИ 18 - на одиннадцатый выход блока 2 управлени . Эти сигналы обеспе- чгвагат подсуммирование к содержимому сумматора-вычитател  6 удвоенной величины в накапливающем сумматоре 1, поступающей со сдвигом на разр д влево через третью группу элементов И 10 и группу элементов ИЛИ 8, Импульс с четвертого выхода регистра 34 сдвига через открытый четвертый элемент И 26 обеспечивает подсуммирование к содержимому накапливающего сумматора 1 величины Нэ поступающей с первого регистра 4 сдвига. Если старший разр д величины x-0s25 равен нулю, то второй, третий и четвертый элементы И 24, 25 и 26 закрыты и указанные операции не производ тс .

Импульс с п того выхода регистра 34 сдвига через третий и четвертый элементы ИЛИ 17 и 18 поступает соответственно на дес тый и одиннадцатый выходы блока 2 управлени , обеспечива  подсуммирование к содержимому дополнительного накапливающего сумматора-вычитател  6 величины Н.

Далее анализируетс  знак оценочной функции. Сигнал с шестого выхода регистра 34 сдвига через шестой элемент ИЛИ 20 поступает на управл ющий вход второго триггера 33s на информационный вход которого поступает сигнал с выхода старшего разр да сумматора-вы- читател  6. При этом второй триггер 33 устанавливаетс  в единичное состо ние () или в нулевое состо ние

(F3sl)).

В случае s если F то сигнал высокого уровн  с инверсного выхода второго триггера 33 открывает седьмой и дев тый элементы И 29 и 31. Импульс с шестого выхода регистра 34 сдвига через открытый седьмой элемент И 29 поступает на двенадцатый выход и через п тый элемент ИЛИ 19 - на дев тый выход блока 2 управлени , что обеспечивает вычитание из содержимого сум- матора-вычитател  6 удвоенной величины в накапливающем сумматоре-вычитателе 3, поступающей со сдвигом на разр д влево через вторую группу 9 элементов И и группу 8 элементов ИЛИ. Импульс с седьмого выхода регистра 34 сдвигаэ поступа  через открытый восьмой элемент И 30, инициирует операцию вычитани  из содержимого первого сумматора-вычитател  3 величины Н.

поступающей с первого регистра 4 сдвига.

Если , то сигнал высокого уров н  с пр мого выхода второго триггера 33 открывает п тый, шестой и восьмой элементы И 27, 28 и 30. Импульс с шестого выхода регистра 34 сдвига через седьмой элемент ИЛИ 21, открытый шестой элемент И 28 и четвертый элемент ИЛИ 18 поступает на одиннадцатый выход и через п тый элемент ИЛИ 19 - на дев тый выход блока 2 управлени . Эти сигналы обеспечивают подсуммирование к содержимому сумматора-вычитател  6 удвоенной величины в накапливающем сумматоре-вычитателе 3, поступающей со сдвигом на разр д влево через вторую группу 9 элементов И и группу 8 элементов ИЛИ. Импульс с седьмого выхода регистра 34 сдвига, поступа  через восьмой элемент ИЛИ 22 и открытый дев тый элемент И 31, инициирует операцию суммировани  содержимого накапливающего сумматора-вычитател  3 и величины Н, поступающей с первого регистра 4 сдвига.

Если после выполнени  указанных операций знак оценочной функции F оказываетс  отрицательным, то второй триггер 33 с по влением импульса с восьмого выхода регистра 34 сдвига на его управл ющем входе устанавливаетс  в единичное состо ние. При этом открываютс  п тый, шестой и восьмой элементы И 27, 28 и 30. Импульс с восьмого выхода регистра 34 сдвига через открытый п тый элемент И 27, а также через третий и четвертый элементы ИЛИ 17 и 18 поступает соответственно на дев тый и одиннадцатый выходы блока 2 управлени , обеспечива  подсуммирование к содержимому накапливающего сумматора-вычитател  6 величины Н. Импульс с дев того выхода регистра 34 сдвига через седьмой элемент ИЛИ 21, открытый шестой элемент И 28 и четвертьй элемент ИЛИ 18 поступает на одиннадцатый выход и «через

10

20

лд 45 98276

дев тый элемент И 31, инициирует операцию суммировани  содержимого накапливающего сумматора-вычитател  3 и величины Н, поступающей с первого регистра 4 сдвига.

Импульс с дес того выхода регистра 34 сдвига осуществл ет сдвиг на разр д содержимого накапливающего сумматора-вычитател  6 влево и первого регистра 4 сдвига вправо, т.е. , Первый регистр 4 сдвига имеет один дополнительный младший разр д. Наличие единицы в этом разр де сви- 15 детельствует о равенстве , а следовательно , о завершении вычислений. При этом сигнал с младшего разр да первого регистра 4 сдвига поступает через второй элемент ИШ1 16 на R-иход первого триггера 32, устанавлива  его в нулевое состо ние. На этом вычислени  заканчиваютс , а результат вычислений снимаетс  с информационных выходов накапчивающего сумматора-вычитател  3.

В противном случае () импульс с дес того выхода регистра 34 сдвига через второй элемент 13 задержки и первый элемент ИЛИ 15 поступает на синхровход регистра 34 сдвига, обеспечива  запись единицы в его младший разр д. Далее весь основной цикл вычислений повтор етс  до получени  равенства . Очевидно, что число таких циклов определ етс  п-разр днос- тью регистров и сумматоров.

25

30

35

Claims (1)

1. Устройство дл  извлечени  каад- ратного корн , содержащее накапливающий сумматор, управл ющий вход которого подключен к первому выходу блока управлени , второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управл ющий входами первого сумматора-вычитател , информационные входы первой и второй групп которого подключены к первому инфор-1

п тый элемент ИЛИ 19 на дев тый выход 50 мационному входу устройства п инфор- блока 2 управлени . Эти сигналы обеспечивают подсуммирование к содержимому накапливающего сумматора-вычитател  3 удвоенной величины, поступающей

55

со сдвигом на разр д влево через вторую группу 9 элементов И и группу 8 элементов ИЛИ. Импульс с дес того выхода регистра 34 сдвига, поступа  через восьмой элемент ИЛИ 22 и открытый

мационному входу первого регистра сдвига соответственно, вход управлени  сдвига которого соединен с четвертым выходом блока управлени , п тый выход которого соединен с входом управлени  сдвига второго регистра сдвига, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  в него введены группа элементов ПЛИ,

мационному входу устройства п инфор-

мационному входу первого регистра сдвига соответственно, вход управлени  сдвига которого соединен с четвертым выходом блока управлени , п тый выход которого соединен с входом управлени  сдвига второго регистра сдвига, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  в него введены группа элементов ПЛИ,

три группы элементов И и второй сум- атор-вычитатель, информационные вхоы первой и второй групп которого соединены с выходами соответственно эле- ентов И первой группы и элементов ЛИ группы, первые и вторые входы элементов ИЛИ группы подключены к выодам элементов И соответственно втоой и третьей групп, первые входы JQ элементов И которых соединены с выхо ами соответственно первого суммато- а-вычитател  и накапливающего сумматора; информационные входы которого объединены с первыми входами элемен- J5 тов И первой группы и подключены к выходам первого регистра сдвига, информационный вход которого соединен с вторым информационным входом устройства , а выход младшего разр да под- 20 Ключей к первому входу блока управлени ,, шестой выход которого соединен с входами синхронизации первого сумма™ тора-вычитател , первого и второго регистров сдвига, информационный вход 25 которого соединен с третьим информационным входом устройства, а выход старшего разр да подключен к второму входу блока управлени 3 седьмой выход которого соединен с объединенными 30 входами установки в О накашшвающе™ го сумматора, первого и второго сумматоров-вычитателей , выход старшего (знакового) разр да последнего из которых подключен к третьему входу ,- блока управлени , восьмой, дев тый и дес тый в ходы которого соединены с вторыми входами элементов И соответственно третьей,, второй к первой групп 9 а одиннадцатый s двенадцатый: 40   четвертый выходы соединены с первыми входами второго сумматора-вычи™ тател , выход первого сумматора-вычи- тател  соединен с выходом устройства

2, Устройство по п, 1, о т л и - 45 чающеес  тем,, что блок управлени  содержит формирователь импульсов f первый и второй элементы задерж- хи9 генератор импульсов, с первого по восьмой элементы ИЛИ, первый и gg второй триггеры с первого по дев тый элементы И и регистр сдвига, вход синхронизации которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ первый «ход которого объединен с S-входом

55

первого триггера, подключен к выходу первого элемента задержки и  вл етс  шестым выходом блока, седьмой выход которого  вл етс  выходом формирова -

5 g

5

тел  импульсов и соединен с входом первого элемента задержки и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого  вл етс  первым входом блока., а выход подключен к R-входу первого триггера9 выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора сдвига, первьй выход которого  вл етс  п тым выходом блока, а второй подключен к первому входу второго элемента И, второй вход котб- рого соединен с вторым входом блока   первыми входами третьего и четвертого элементов Hs вторые входы которых подключены соответственно к одноименным выходам регистра сдвига, п тый выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И9 третий вход подключен к объединенным первому входу четвертого элемента ИЛИ и выходу п того элемента И, а выход  вл етс  дес тым выходом блока и подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИЭ третий вход которого подключен к объединенным восьмому выходу блока и выходу третьего элемента И5 четвертый вход подключен к объединенным выходу шестого элемента И и первому ду п того элемента ИЛИ, а выход  вл етс  одиннадцатым выходом блока, первый выход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а двенадцатый выход блока подключен к объединенным второму входу п того элемента ИЛИ и выходу седьмого элемента И первый вход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов ИЛИ и шестым выходом регистра сдвига, седьмой выход которого подключен к первым входам восьмых элементов ИЛИ и И} второй вход последнего из которых соединен с вторым входом седьмого элемента И и инверсным выходом второго триггера, пр мой выход которого соединен с первыми входами шестого, дев того и п того элементов И, второй вход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ и восьмым выходом регистра сдвига, дев тый выход которого подключен к второму входу седьмого элемента ЮШ5 выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, дес тый выход регистра сдвига соединен с входом второго элемента задержки , с вторым входом восьмого элемента ИЛИ и  вл етс  четвертым выходом блока, выход второго элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, информационный вход второго триггера  вл етс  третьим входом блока, а управл ющий вход подключен к выходу шестого элемента

ИЛИ, выход восьмого элемента ИЛИ соединен с вторым входом дев того элемента И, выход которого, а также выходы восьмого элемента И и п того элемента ИЛИ  вл ютс  соответственно третьим , вторым и дев тым выходами блока, вход формировател  импульсов  вл етс  входом Пуск блока.

Фиг.1