Цифровой вычислитель функций

 

Цифровой вычислитель функций относится к вычислительной технике и предназначен для вычисления функций синуса и косинуса в модифицированном прямом или дополнительном кодах и вычисления кода арктангенса или дополнительного арктангенса (арккотангенса) с учетом значений знаковых разрядов кодов прямоугольных координат при их преобразовании в коды полярных координат на основе операции деления. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет вычисления арктангенса. Вычислитель содержит входы (2+п)-разрядного кода аргумента,первый блок элементов ИСКЛЮ ШОГ1ЕЕ ИЛИ , блок памяти, множительный блок, сумматор и три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И. Новым в вычислителе является то, что он содержит три инверторА, три элемента И, второй и третий блоки элементов ИСКЛЮЧАЮРЩЕ ИЛИ, два элемента ИЛИ, вхОды двухразрядного кода onepaiuiH и управляющий вход. Данный вычислитель может быть использован в специализированных многофункциональных быстродействующих устройствах, например, для построения цифрового преобразователя координат устройства отображения информации метеорадиолокатора. 1 ил. с $ 00 SJ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СоааЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИК а 06 F 7/548

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4025530/24-24 (22) 24.02.86 (46) 23.11,87. Вюл. 1Ф 43 (72) Е.Ф.Киселев (53) 681,325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 723583, кл. 0 06 F 7/548, 1977.

Авторское свидетельство СССР по заявке М 4002158, 03.01.86. (54) ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ФУНКЦИЙ (57) Цифровой вычислитель функций относится к вычислительной технике и предназначен для вычисления функций синуса и косинуса в модифициро-ванном прямом или дополнительном кодах и вычисления кода арктангенса или дополнительного арктангенса (арккотангенса) с учетом значений знаковых разрядов кодов прямоугольных координат при их преобразовании в коды полярных координат на основе

„„Я0„„1354187 А1 операции деления. Цель изобретения— расширение класса решаемых задач за счет вычисления арктангенса. Вычислитель содержит входы (2+п)-разрядного кода аргумента, первый блок элементов ИСКЛЮЧАИЩЕЕ ИЛИ, блок памяти, множительный блок, сумматор и три элемента ИСКЛ1ОЧШЩЕЕ ИЛИ, два элемента И. Новым в вычислителе яв; ляется то, что он содержит три инверторй, три элемента И, второй и третий блоки элементов ИСКЛВЧАЭЖ1ЕЕ .ИЛИ, два элемента ИЛИ, входы двухразрядного кода операции и управляющий вход. Данный вычислитель может быть использован в специализированных многофункциональных быстродействующих устройствах, например, для построения цифрового преобразователя координат устройства отображения информации метеорадиолокатора. 1 ил.

}354}87

П23=-П21 м, ч У, ° П211

П24:=П21 g, ч Х, ° П2}, 25=II21 ж„,}} С ) II21, (3) од cos с(,и код у!х) при)х) )y);

)х у при/у)»)z), s n м., к л

tp;(}=

40 с,(1о g1111 где

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для вычисления по коду аргумента функций синуса и косинуса в модифициро5 ванном прямом или дополнительном коде и кодов функций арктангенса и дополнительного аргтангенса с учетом значений знаковых разрядов кодов прямоугольных координат при их преобразовании в полярные координаты íà основе операции деления.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет вычисления арктангенса. } 5.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого ны ислителя„

Вычислитель содержит первый блок

1 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ MIIM блок

2 памяти, множительный блок 3, сумма-тор 4, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5-7, инверторы 8-10, элементы И 11-15, блоки 16-17 элементов ИСКЛ}ИЧАНЩЕЕ ИЛИ, элементы ИЛИ 18-19, управляющий вход 20, входы 21 и 22 кода операции, вход 23 первого, вход 24 второго и входы 25 младших разрядов кода аргумента, выходы 26 старших и выходы 27 младших элементов блока 1 и кодовые выходы 28 и 29 блока 2, подключенные к первым входам элементов блока }6 и к входу первого сомножителя блока 3.

В предлагаемом вычислителе опел рандами являются код eL угла g код .А А 35 л л где х и у — коды прямоугольных координат Х и У операции преобразования их в коды полярных координат. ,л

Связь между кодом О(, (этот код является для вычислителя входным при

П21=0 и выходным при П21=1) и углом

1ч, характеризуется выраженияли

1 =(ч/2) < =(Т/2) ; 2

/2 ) (2 м, +x, + 4 n})1 (2) -1 с; 2

j -1

1-W, ), — код положительной единицы, т ° е. 1=01,0 ° ..0;

g; — разрядная цифра i-ro (i=

=-1,0,1,2, ° ...n) разряда л кода ; — код, образованный п младшими

А разрядами кода g и определяющий прямой приведеннь1й угол

g11P (" /2) 1 П}1

o(p,on — код, определяющий дополнительный до 11/2 приведеннглй уголь(доп «T ° e.oL,< +с доп "/2 °

При выполнении над кодами углов операции алгебраического суммирования каждый из них представляет дополнительный код, у которогос -1 является разрядной цифрой знакового разА ряда, Например, код М =0,0,0...01

-n л отображает число ?, а zopo(=11,1...

-11 ...1 — число -2

С учетом принятых обозначений и (1) и (?) работу вычислителя можно описать следующим образом.

На вычислитель поступают управляющий сигнал П20, сигналы П21 и П22 первого и второго разрядов кода операции соответственно, сигналы П23 и

П24 старших разрядов кода аргумента и код Ф25, определенный значениями п младших разрядов кода аргумента.

Причем в зависимости от значения сигнала П21, сигналы П 23 и П24 и код Ф25 определяются выражениями где х, и у — разрядные цифры знаковых разрядов кодов л л хиу.

По сигналам П20, П21, П22 управления и коду (3j аргумента вычислитель функционирует комбинационно так, что в установившемся режиме вырабатывает (2+и)-разрядный код Ф4 результата операции согласно таблице истинности и выражению:

Ф4=П21 (П22 } П20 1, SinO(.)n„V П20 «

ЫМ)1 II?2 (I I2 (coso!) V П20" ()

«(cosg) «g)VII2} I II?2 (g„ +a.rct8p)> ч П22(м„ +(1-arctic (З )Я где (...) или (...) — обозначает модифициДк рованный прямой (ПК) или дополнительный (ДК) код операнда, заключенного в круглые скобки;

1354187

0" 2 ЧП15 ° 6 2; (6) i=<

8; 2 ЧП15,5 e,"2; (7) i: тт)+!

Ф26=П!5

Ф27=П15 где Sо=о-,и С,= М, + Мо — разрядные цифры знаковых разрядов 25 модифицированных прямых или дополнительных кодов синуса и косинуса соответственно.

По сигналам (5) и кодам (6) и (7) вычисление функции (4) осуществляется методом КЛА так, что аппроксимация производится при П21=0 по синусной функции н угле от О до ())/2) (1-2 ") радиан, а при П21=1 по функции

35 аргтангенса в области изменения аргумента от О до 1. Причем в каждом случае число участков аппроксимации равно 2, узловая точка выбрана в конце участка аппроксимации, а вели- 40 чина каждого участка равна

1=П21 (о/2 ) 2 Ч П21 ° 2 (8) Цифровой вычислитель функций, содержащий первый блок элементон

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок памяти, множительный блок, сумматор, три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента

И, вход первого знакового разряда аргумента вычислителя соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вход второго знакового разряда аргумента вычислителя соединен с первым нходом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом, первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ .ИЛИ, первый и второй входы нторого элемента ИСКЛОЧАМЩЕЕ ИЛИ соединены

50

Ы )ц), — код квадранта, у которого Ы 1 1=У,, g, =Х +

+ У,, а ор =0...0.

В процессе формирования функции (4) элементы 5, 6, 15 и 19 формируют сигналы (см. таблицу истинности) в соответствии с выражениями:

П5=П21 (П22 S,VII22 С,)ЧП21 о, Пб=П21. (П22 Sî,ЧП22 Cî,)ÓÏ21)) -»; (5)

П15=П21 ° (П22.<,v П22к,);

П19=П21 (Пб П20) V П21 П22; л а блок 1 по коду Ф25=6 =П21 Ы„рЧП21)

x tp p и сигналам П15 и П9=П15 формируют коды

В этой связи блок 2 по сигналу П21 и коду Ф26 вырабатывает код

Ф28=й21 sir ((x /2) (О1б+2 )1чп21

x arctg (1+) (9) модуля функции в узле аппроксимации и код Ф29 модуля приращения функции на участке аппроксимации

Ф29=П21 I san((T) /2) ° (Ф26+2 )-sin((1 /2) Ф26!1Ч П21 (arctgj1.„-arctg (3Д, (10) л л 7П, где tg(j =@26> à tg(j«Ф26+2

По кодам Ф27 и Ф29 и сигналу

П9=П15 (при П9=1 код Ф27 представлен с погрешностью 2 ) блок 3 формирует положительный код произведения:

ФЗ=Р,„ (Ф29 2 (Ф27+П9 2 )), (11) где F — оператор операции округокр ления числа, заключенного в квадратные скобки;

Wl

2 — нормирующий мною тель кода (Ф27+П9 2 "! до конца Ъ=

= Ъь2 +П9 2

По кодам Ф28 и ФЗ и сигналам П19 и П10=П19 блоки 16 и 17 формируют коды

Ф16=П19 Ф28 Ч П19 Ф28; (12)

Ф17=П19 ° ФЗ Ч П19 ФЗ, с помощью которых и сигналов П5, Пб, П19 и П10=П19 (формула (5) и таблица истинности) сумматор 4 вырабатывает код

Ф4=П21 ((-1) Ф28+(-1) :ФЗ)Ч (14)

УП21(+ +(П19 ° Ф28ЧП19 (1-Ф28)+

+, !)МФ31 где -Ф28 или ФЗ вЂ” обозначает дополнительный код кода

-Ф28 с О или кода

-ФЗ (О соответственно.

Из (4) и (14) с учетом (1)-(3), (5),(9) и (11) следует, что по коду аргумента (3) функция синуса или косинуса вырабатывается н модифицированном коде (прямом при П20=0 и дополнительном при П20=1), а функция арктангенса или дополнительного арктангенса вырабатывается н виде л кода ос с учетом значений знаковых разрядов кодов прямоугольных координат при преобразовании их в коды полярных координат на основе операции деления.

Ф о р м у л а изобретения

1354187 с входами второго знаковога разряда аргумента и первого разряда кода опе. рации вычислителя соответственна, выход второго элемента И саединен с первым входом третьего элемента ИСКЛ1ОЧА10ЩЕЕ ИЛИ, вход п младших разрядов аргумента вычислителя соединен с первым входом первого блока элементов ИСКЛ1ОЧА1ОЩЕЕ KИ, группа выходов старших разрядов первого блока элементов ИСКЛОЧА1ОЩЕЕ ИЛИ соединена с адреснъпг входом блока памяти, группа вьгходов младших разрядов пегвого блока элементов 11СКЛ1ОЧЖЩЕЕ ИЛИ соеггинена с входом первого сомножителя множительного блока, вход второго сомножителя катсрога соединен с первым входом (>лака r.:амяти, выход сумматора является выходом функции нычггслителя, о т л и ч а ю ш и йс я тем, чта, с целью расширения класса решаемых задач за счет вычис— ления функции арктангенса, в него введень! два элемента ИЛИ, три элемента HE три элемента И„ второй и третий блоки элементов ИСКЛ1ОЧА10ЩЕЕ

ИЛИ, и вход управления, соединенный с IIppBbIM входом третьего элемента, вход первого зьгаковогс разряда аргумента вычислителя соединен с вторым входом третьего элеменr à ИС".

КЛОЧА1ОЩГЕ ИЛИ, выход кстсг.:orn соеди-нен с входом второго знакавсгс разряда первого слагаемого сумматора и с первым входом третье> с элемента

И, выход которого соединен(с первым входсм первого элei!eí".,à ИЛИ выход которого соединен с первым входам второго блока элементов ИСКПОЧА1ОЩЕГ

ИЛИ и -.ерез первый элемент НЕ с входами старших разрядов втог ага слагB." емсгс сумматора и с первым входам третьего блока элементов ИСКЛОЧА1О1!1ЕЕ

ИЛИ, второй вьгхсд блока память и вь.— ход множительного блока соединены с вторыми входами второго и третьего блоков элементов ИСКЛОЧА1ОЩЕЕ ИЛИ соответственно, выходы которых сое) ,цинены с входами г. младших разрядов первого слагаемого сумматора и,k+1)-ми ( входами младших разрядов второго спагаемс".о сумматора, вход логической единипы вычислителя соединен с входам переноса сумматора, вход первого старшего разряда первого слагаемого сумматора соединен с выходом первого элемента ИСКЛОЧА1ОЩЕЕ ИЛИ, вход второго знакового разряда аргумента вычислителя соединен. с первым входом второго элемента И, входы первогс и второго разрядов кода операции вычислителя соединены с перрО выми и втаpbIMI входами вTсрагс элe мента ИЛИ и четвертого элемента И соответственна, вход первсга разряда кода операции вычисггитепя соединен со таршим разрядом адресного входа блока памяти и через второй элемент HE с вторыми входами первого и третьего элементов И и первым входом пятого элемента И, вход второго разряда кода операпий вычислителя соединен с третьим входом первого элемента И, выход второго элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с вторым входам первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИСКЛ1ОЧАЮЩЕЕ

И.ПИ соединен с вторым входом пятого элеменга И, выход котарсгс соединен с старшими разрядами второго входа первого блока элементов ИСКЛ1ОЧА1ОЩЕЕ

ИЛИ и через третий элемент HE с млад40 шими раз1>ядами нтс1>сг о Входа первого блока эпеме: тсв ИСК5КЧА1ОЩЕЕ HJIH и с входом старшега разряда второго сомножителя множительного бло

1354187

Составитель З.Шершнева

Редактор Н,Бобкова Техред М.Ходанич,Корректор Н.КоРоль

Заказ 5694/43 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4