[发明专利]一种快速开方集成电路

说明书

本发明公开了一种快速开方集成电路，包括八位信号输入端、开方数据预处理电路、麦克劳林展开式运算电路、信号输出端、以及用于对麦克劳林展开式运算电路输出结果进行移位的结果输出电路；本发明无需迭代，运算速度快。

技术领域

本发明属于集成电路设计领域，涉及一种快速开方集成电路。

背景技术

随着大规模集成电路和数字通信的高速发展，越来越多的数字信号处理要求开平方等运算的硬件来实现。开方运算和加法、乘法、求余等运算一样，都是工业工程中必不可少的一部分。目前实现开平方的算法主要有牛顿迭代法、逐位循环算法等。这些算法的实现大都是依靠软件程序，运算速度远低于专用集成电路。即便是专门的求平方根的硬件电路，也基本是采用牛顿迭代法或逐位循环算法等。这样的电路均需要迭代运算，速度相对较慢。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种快速开方集成电路，该电路无需迭代，运算速度快。

为达到上述目的，本发明所述的快速开方集成电路包括八位信号输入端、开方数据预处理电路、麦克劳林展开式运算电路、信号输出端、以及用于对麦克劳林展开式运算电路输出结果进行移位的结果输出电路；

所述开方数据预处理电路包括八个第一触发器、八个第二触发器、四位输入或门电路、三输入或门电路、二输入或门电路、与门电路、三位输出计数器、时钟信号输入端及八位数据输出端，八位信号输入端分别与八个第一触发器中的第一输入端相连接，前一个第二触发器的输出端与后一个第一触发器中的第二输入端相连接，前四个第一触发器的输出端分别与四位输入或门电路的四个输入端相连接，第五个第一触发器的输出端、第六个第一触发器的输出端及第七个第一触发器的输出端分别与三输入或门电路的三个输入端相连接，四位输入或门电路的输出端及三输入或门电路的输出端分别与二输入或门电路的两个输入端相连接，与门电路的两个输入端分别与时钟信号输入端及二输入或门电路的输出端相连接，与门电路的输出端与八个第一触发器的时钟输入端、八个第二触发器的时钟输入端及三位输出计数器的输入端相连接；

第八个第一触发器的输出端与第一个第二触发器的输入端相连接，前一个第二触发器的输出端与后一个第二触发器的输入端相连接，八位数据输出端分别与八个第二触发器的输出端相连接，八位数据输出端与麦克劳林展开式运算电路的输入端相连接，三位输出计数器的输出端及麦克劳林展开式运算电路的输出端与结果输出电路的输入端相连接，结果输出电路的输出端与信号输出端相连接。

所述麦克劳林展开式运算电路包括平方器、立方器、第一移位电路、第二移位电路、第三移位电路及加法器，八位数据输出端与第一移位电路的输入端、平方器的输入端及立方器的输入端相连接，平方器的输出端与第二移位电路的输入端相连接，立方器的输出端与第三移位电路的输入端相连接，第一移位电路的输出端、第二移位电路的输出端及第三移位电路的输出端与加法器的输入端相连接，加法器的输出端与结果输出电路的输入端相连接。

所述结果输出电路包括非门电路、第三触发器、第四触发器、第五触发器、第四移位电路、第五移位电路、乘法器及选择器，三位输出计数器的三个输出端分别与第三触发器的输入端、第四触发器的输入端及第五触发器的输入端相连接，第三触发器的输出端与第四触发器的输出端及第五触发器的输出端相连接后与第四移位电路的使能信号输入端、非门电路的输入端及选择器的控制端相连接，非门电路的输出端与第五移位电路的使能信号输入端相连接，第四移位电路的输出端及第五移位电路的输出端与选择器的输入端相连接，选择器的输出端与信号输出端相连接。

还包括用于进行精度标志位输出的38译码器，38译码器的三路输入端分别与第一个第二触发器的输出端、第二个第二触发器的输出端及第三个第二触发器的输出端相连接。

麦克劳林展开式运算电路的工作过程为：设开方数据预处理电路的输出信号为x，x经第一移位电路变为x经平方器及第二移位电路后变为x经立方器及第三移位电路后变为加法器输出信息为k，其中，