SU439805A1 - Устройство дл извлечени квадратного корн - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Изобретение относитс  к области вычислительных устройств и может быть иснользовано в бортовых и наземных вычислител х, работающих в реальном масштабе времени, дл  нифровой обработки радиолокационной информации , а также других вычислительных устройствах, к которым не нредъ вл ютс  повышенные требовани  но точности.

Известны устройства дл  извлечени  квадратного корн , содержаш,ие вычитатель, регистр сдвига, регистры хранени  промежуточных результатов н схему управлени .

Известные устройства обладают следуюшими недостатками: достаточно сложную программу вычислений, небольшим быстродействием , так как процесс извлечени  квадратного корн  содержит много операций, сравнительной сложностью технической реализации .

В бортовых ц наземных вычислител х, ведущих цифровую обработку радиолокационной информании в реальном масштабе времени , указаишле недостатки не нозвол ют использоватьтакиесложные устройства 1есмотр  на то, что они обеспечивают высокую точность.

Дл  устранени  указанных недостатков с целью значительного упрош ени  извлечени  квадратного корн , повышени  быстродействи  и доведени  точностей при вычислении

до величин, пригодных дл  практического использовани , предлагаетс  устройство дл  извлечени  квадратного корп .

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из регистра 1 подкоренного выражени , выходы которого соединены соответственно с входами группы вентилей 2, а такж.е со входами групп вептплей 3-5.

При этом другой вход каждого из вентилей 2 (кроме вентил  старшего разр да) соедипеп через элемент задержки 6 с выходом соседнего слева вентпл , а другой вход вентил  старшего разр да группы вентилей 2 соединен со входом 7 импульса опроса и через элемент задержки 8 - с управл ющим входом ден1нфратора чисел -9, информационные входы которгоо соединены с соответствующими выходами двоичного счетчика 10, на вход которого ноступает в1)1ход схемы «ИЛИ 11. входы которой соединены с выходамн грунп) вентилей 2.

Выходы деншфратора чнсел 9 неносредственно или через схемы «ИЛИ 12 н 13 заведены на соответствующие разр ды регистра 1, а также через схему «РШИ 14- и элементы задержки 15-17 - па входы групп вентиле 3-5, выходы вентилей этих групп через гругпу схем «ИЛИ 18 соединены со входами накапливающего сумматора 19.

3

Операци  извлечени  корн  с  по следуюш,им формулам.

Если количество разр дов выражени  есть число четггое , 1, 2, ..., то

К5Г 1/Х, (l+-J-)-2 ( 1+- .||;) ,

где А-,22/- и о 1

Если количество разр дов подкоренного выражени  есть число нечетное (т 2р -}+ 1), то

-LL

. 22 р 1

. 1

Работа устройства происходит следующим образом.

После записи подкоренного 1выражени  в регистр 1 на вход первой группы вентилей поступает опорный импульс со входа 7 дл  онределени  разр дности записанного числа.

Анализ разр дности в подкоренном выражении производитс  следующим образом: если в старшем разр де регистра записан «О, то на выходе вентил  старшего разр да группы вентилей 2 вырабатываетс  сигнал, который через схему «ИЛИ 11 поступает на вычитающий вход двоичного счетчика 10 и через элемент задержки 6 - на вход соседнего справа вентил  группы вентилей 2, подключенного к выходу соседнего разр да регистра 1. Эта процедура продолжаетс  до вы влени  старшей единицы в очередном из опращиваемых разр дов регистра, при этом на выходе схемы вентил  из группы вентилей 2, подключенной к данному разр ду, наход щемус  в состо нии «1, импульса не будет, и процесс последовательного опроса на этом прекращаетс . Двоичный счетчик 10 предварительно устанавливаетс  в состо ние, соответствующее количеству разр дов регистра, и число, оставшеес  в нем после вычитани  k импульсов , соответствует количеству разр дов подкоренного выражени .

После определени  разр дности импульс с выхода элемента задержки 8 (величина задержки выбираетс  несколько большей времени , необходимого дл  последовательного опроса всех вентилей группы вентилей 2) поступает на управл ющие входы дешифратора члсел 9, подключенного к соответствующим выходам двоичного счетчика 10. При этом импульс по вл етс  только на одном выходе дешифратора, который декодирует число, оставшеес  в счетчике. Импульсы с четных выходов дешифраторов чисел через схемы «ИЛИ 12 и 13 поступают на одноименные четные разр ды регистра 1 дл  установки в «1, при этом реализуетс  выражение (1).

Место зап той, отдел ющей целую часть

4

числа от дробной, в получеппом результате фиксируетс  автоматически при определении разр дности подкоренного выражени . Импульсы с нечетных выходов дентнфратора чисел 5 через схемы «ИЛИ 12 и 13 ноступают на одноименные четные разр ды регист-ра 1 дл  установки в «О и в последующие разр ды - дл  установки в «1, при этом реализуетс  выражение (1).

0 Место зап той, отдел ющей целую часть числа от дробной, в полученном результате фиксируетс  авоматически при определении разр дности подкоренного выражени . Импульсы с нечетных выходов дешифратора чисел 9, так же как и в первом случае поступают в регистр 1 и, кроме того, через «ИЛИ 14 и элементы задержки поступают на группы вентилей 3-5, через которые осуществл ют последовательное (в три такта)

0 считывание промежуточного результата извлечени  квадратного корп  из регистра 1 в сумматор 19, при этом происходит умножение на

посто нное число / и реализуетс  выражение (3). Пр.и определении места зап той в полученном результате учитываетс  также количество знаков после нул  в посто нном множителе. Элементы задержки 15-17 выбираютс , исход  из быстродействи  сумматора. Элемент задержки 15 обеспечивает необходимый временный сдвиг импульсов с нечетных выходов дешифратора чисел 9, поступающих на группу вентилей 3 и регистр подкоренного выражени . Считывание из регистра 1 допускаетс  только тогда, когда в нем получаетс  промежуточный результат. Величина задержки определ етс  длительностью переходных процессов, нротекающих в триггерах регистра 1 при изменении их состо ний. Импульсы одновременно поступают в два разр да (см. чертеж), следовательно величина задержки определ етс  длительностью переходного процесса в триггере с меньшим быстродействием . Значени  квадратного корн  из чисел О, 1, 2, и 3 снимаютс  непосредственно с выходов младших разр дов дешифратора чисел 9.

Пр е д м е т изобретени 

Устройство дл  извлечени  квадратного корн , содержащее наканливающий сумматор , регистр, счетчик, дешифратор, четыре группы вептилей, схемы «ИЛИ и элементы

задержки, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства и повышени  быстродействи , выходы разр дов регистра соединены с первыми входами вентилей всех четырех групп, второй вход вентил  п-го (старшего)

разр да первой группы соединен со входом первого элемента задержки, выход которого соединен со входом дешифратора, выходы вентилей первой группы соединены со входами первой схемы «ИЛИ и со входами элементов задержки, выходы которых соединены

со вторыми входами вентилеп соседиих младших разр дов первой группы, выход первой схемы «ИЛИ соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены со входами дешифратора; нулевой, первый, второй и третий выходы дешифратора соединены с выходами устройства, четвертый выход дешифратора соединен со входом установки «нул  четвертого разр да регистра и со входом установки «единицы п того разр да регистра; п тый и шестой, седьмой и восьмой, дев тый и дес тый и т. д. выходы дешифратора соединены попарно со входами двухвходовых схем «ИЛИ, выходы которых соединены соответственно со входами установки «нул  четных и установки «единицы нечетных разр дов регистра, начина  с шестого разр да , нечетные выходы дешифратора, начина  пм

с п того, соединены со входами второй схемы «ИЛИ, выход которой соединен со входом второго элемента задержки, выход этого элемента соединен со входом третьего элемента задерж:ки и со вторыми входами второй группы вентилей, а выходы этих вентилей соединены со входами накапливающего сумматора , начина  с пулевого (младшего) разр да , вывод третьего элемента задержки соединен со входом четвертого элемента задержки п со вторыми входами вентилей третьей группы, выходы этих вентилей соединены со входами накапливающего сумматора, начина  с первого разр да, выход четвертого элемента задержки соединен со вторыми входами четвертой группы вентилей, выходы этих вентилей соединены со входами наканливающего сумматора, начина  с третьего разр да. 4 J5 |Г Выводы чисел 0,1,2,3