Устройство для вычисления полярных координат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для определения угловых координат объекта. Целью изобретения является повышение быстродействия . Устройство для вычисления полярных координат содержит регистры 1,2 кодов прямоугольных координат (регистр 1 для хранения кода координат X, регистр 2 для хранения кода координат Y), первый мультиплексор 3, второй мультиплексор 4, группу элементов ШТП-НЕ 5, шифратор 6, блок памяти 7, первый элемент ИЛИ-НЕ 8- второй элемент 1-ШИ-НЕ 9, элемент И.10, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11,первый элемент ИЛИ 12, второй элемент ИЛИ 13, третий элемент ИЛИ 14, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 1ШИ 15. Цель достигается за счет изменения схемы формирования младших разрядов кода угла полярных координат. Пошаговый выбор значений угла из блока памяти заменен на однократный выбор значений младших разрядов из блока памяти. 3 ил., 2 табл. i (Л СА:) 05 СП « 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5И 4 G 06 F 7/548

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4084834/24-24 (22) 04.07.86 (46) 23.12.87. Бюл . ¹ 47 (72) И.И. Банников,В.А.Камаев, M.Ä.Ìèõàéëåâ и В.Г.Розенталь (53) 681 325(088.8) (56) Патент США № 3952187, кл. 235-186, 1978.

Авторское свидетельство СССР

1183961, кл, G 06 Г 7/548, 1983 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛЯРHbiX КООРДИНАТ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для определения угловых координат объекта. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство для вычисления полярных координат содержит регист„„SU„„1361548 А 1 ры 1, 2 кодов прямоугольных координат (регистр 1 для хранения кода координат Х, регистр 2 для хранения кода координат Y), первый мультиплексор 3, второй мультиплексор 4, группу элементов ИЛИ-HE 5, шифратор 6, блок памяти 7, первый элемент ИЛИ-НЕ 8 второй элемент 112-НЕ 9, элемент

И 10, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11,первый элемент ИЛИ 12, второй элемент

ИЛИ 13, третий элемент ИЛИ 14, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15. Цель достигается за счет изменения схемы формирования младших разрядов кода угла полярных координат, Пошаговый выбор значений угла из блока памяти а

Ж заменен на однократный выбор значений младших разрядов из блока памяти.

3 ил., 2 табл °

136 I 548

30

50

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для определения угловых координат объекта.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

kia фиг.! представлена структурная схизма предлагаемого устройства; на фиг.2 — первый квадрант декартовых координат; на фиг.3 — функциональная схема шифратора для количества старших разрядов n = 4.

Устройство содержит регистры !и 2 кодов прямоугольных координат (регистр 1 для хранения кода коодинаты Х, регистр 2 для хранения кода координаты -Y) первый мультиплексор 3, второй мультиплексор 4, группу элементов

ИЛИ-НЕ 5, шифратор 6, блок 7 памяти, первый элемент ИЛИ-НЕ 8, второй элемент ИЛИ-НЕ 9, элемент И 10, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, первый элемент

ИЛИ 12, второй элемент ИЛИ !3, третий элемент ИЛИ 14, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15. Шифратор 6 содержит элемент ИЛИ-НЕ !6 и элементы И-НЕ 7 .

Устройство работает следующим образом.

Двоичные коды прямоугольных координат Х и Y записанные соответствен. но в регистрах 1 и 2, содержат N дво. ичных разрядов„ причем старшие разряды кодов прямоугольных координат являются знаковыми: логическая "1" в старшем разряде кодов соответствует знаку "минус", логический "0" — знаку "плюс .

Старший разряд кода угла полярных координат соответствует старшему разряду координаты Y во всех случаях, за исключением точек, лежащих на оси абсцисс и имеющих отрицательные значения. Поэтому при значении координаты Y равном нулю, с выхода второго элемента ИЛИ-НЕ 9 на второй вход элемента И !0 поступает логическая "1", а на первый вход — старший разряд кода координаты X соответствующий значению логической "1". В результате старший разряд кода угла полярных координат станет равным логической 1

It

Второй элемент ИЛИ 13 объединяет выход элемента И 10 со старшим разрядом координаты Y. Второй разряд кодй угла полярных координат формируется элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, на входы которого подаются старший раз5

20 ряд кода координаты Х и старший разряд кода угла полярных координат.

Исключением являются точки, лежащие на оси ординат и имеющие положительные значения. Поэтому при значении координаты Х, равном нулю, на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 8 сформируется логическая "1", соответствующая второму разряду кода угла полярных координат. Первый элемент ИЛИ 12 объединяет выход первого элемента

ИЛИ-НЕ 8 с выходом элемента HCKJIIOЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1!.

Таким образом, два старших разряда кода угла полярных координат определяют номер квадранта, в котором находится точка.. Коду 00 соответствует первый квадрант, коду 01 — второй квадрант и .т.д, Вычисление младших разрядов кода .угла полярных коорди нат производится в пределах одного квадранта. Значения младших разрядов кода с выходов блока 7 памяти поступают на входы группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, предназначенных для инвертирования кода по сигналу ложной "1 с выхода третьего элемента ИЛИ 14. Уровень логической "1" на выходе третьего элемента ИЛИ !4 формируется в случаях, если определяемая точка находится во втором или. четвертом квадрантах (второй разряд кода угла полярных координат соответствует логической 1) или расположена на оси ординат (на выходе втор or o элемента ИЛИ-НЕ 9 присутствует логическая "1"). В случаях, когда точка находится на оси ординат или оси абсцисс (на выходе первorо элемента

1ЛИ-НЕ 8 присутствует логическая "1", на первый или второй входы разрешения считывания блока 7 памяти поступает !1огическая "1", при этом считывание из блока 7 памяти запрещается и на его выходах сформируются сигналы логической "1", В результате инверсии блоком элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 15 на его выходах во всех младших разрядах сформируются уровни логического "0". Уровень логического

"0" на выходе третьего элемента ИЛИ 14 формируется в случаях, если определяемая точка находится в первом или третьем квадрантах (второй разряд кода угла полярных координат соответств уе т логическому "0 "t ) .

Формирование кода на выходе блока 7 памяти производится по адресу, 13615 поступающему на входы А с выходов первого мультиплексора 3, а на входы В с выходов второго мультиплексо-" ра 4.

Вычисление. адреса производится следующим образом.

Для точки выделяются коды прямоугольных координат, состоящие из n старших значащих разрядов. 10

На фиг.2 изображен первый квадрант

Например, для точки (-1) значащими разрядами (при и = 4) являются X„., Хц.р, Х, Х„.„ и .Yq < = 0; Уу-1= 0;

Y -> = 0; Уу =0. При перемещении точки 15 к центру изменяются значащие разряды.

Например, для точки (N — 2) — X<, Ху-, Х . 1 Хю-ь- и Уюz =0; У„3= 0 Ур-4= 0 ,Yyg=0; а для точки (2) — X4=0; X3=.0;

Х2, Xl Т Y4=0; УЗ=0; Y2; YI °

Соотношения значащих разрядов Х и У в пределах, ограниченных координатами Х 1, Yq или Х4-21 У -г или Х4, Z4 остаются постоянными, Сигналы с выходов трех старших раз-25 рядов регистров 1 и 2 прямоугольных координат (Х < и Yv-(, Х и Удд, X„ > и Yy >) поступают на входы группы элементов ИЛИ-НЕ 5 и далее на входы шифратора 6. На выходах шифратора 6 30 формируются адреса значащих разрядов первого и второго мультиплексоров 3 и 4. Таблица истинности работы шифратора 6 представлена в табл,l.

В соответствии с фиг.l значащими разрядами для адреса АО = А1 = 0 являются Xg, Х q, °...,, Х2; Xl u Yg-, Ук-q,..... Y2 Yl а для адреса АО =

= Al .= 1 — Xy-i,Ху., ..... Х5; Х4 и YN-$, Ye-p,° .... . Y5, У4. 40

Таким образом, на выходах первого и второго мультиплексоров 3 и 4 сформируются значения кодов значащих разрядов прямоугольных координат Х и Y

Блок 7 памяти запрограммирован значениями кода угла полярных координат в объеме первого квадранта, т.е. значениями младших разрядов, начиная с третьего. Если точка находится в первом и третьем квадрантах, значение кода угла полярных координат с выходов блока 7 памяти проходят через группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 без изменения. Если точка находится во втором или четвертом квадрантах значение кода угла полярных координат изменяется на инверсное.

На приведенной функциональной схеме шифратора 6 (фиг.3 1 изображены

48

4 элемент ИЛИ-НЕ 16 и четыре элемента И-НЕ 17, соединенные функционально.

Пример программирования блока 7 памяти, используемого в опытном образце, приведен в табл,2.

Таким образом, по сравнению с известным устройством быстродействие увеличено в (2 ) раза, где m — разрядность кода угла полярных координат, Формулаизобретения

Устройств о для вычисл ения полярных координат, содержащее два N-разрядных регистра кодов прямоугольных координат, где N — разрядность кодов координат, два элемента HJIH-HE, элемент И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента ИЛИ, блок памяти, причем первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJill первый вход которого соединен.с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом N-го разряда первого регистра кодов прямоугольных координат и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход N-ro разряда второго регистра кодов прямоугольных координат соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с вторьии входами соответственно первого элемента ИЛИ и элемента И, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с выходом старших разрядов устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два мультиплексора, группа элементов ИЛИ-НЕ, шифратор, третий элемент ИЛИ и группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выходы разрядов с i-го по (N-n(i-1)-й первого и второго регистров кодов прямоугольных координат, где i = 1, 2, ...,(N — и), и — количество старших разрядов кода прямоугольных координат, соединены с первого по и-й разрядами i группы информационных входов соответственно первого и второго мультиплексоров, выходы с первого по и-й которых соединены с соответствующими разрядами соответственно первого и второго адресных входов блока памяти, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, выходы и вторые

Вход 2 Вход l Вход 0 А 1 А 0

0 0

0 0

1 0

1 1 — любое состояние уровня.

Таблица 2

А52 5 7 10 12 )5 17 19 21 23- 25 26 28 29 31 32

2 5 8 1) 13 16 18 20 22 24 26 27 29 31 32 33

2 б 9 11 14 17 19 21 23 25 27 29 31 32 33 35

3 6 9 12 15 )8 20 22 25 27 29 31. 32 33 35 36

3 7 10 13 16 19 21 24 26 28 30 32 33 35 37 38

3 7 11 14 17 20 23 26 28 30 32 34 35 37 38 39

36 37 39 40 41

38 39 4) 42 43

4 8 )2 16 )9 22 25 28 30 32 34

4 9 13 17 21 24 27 30 32 34 Зб

А4 5 )0 „ 15 19 23 26 29 32 34 Зб 38 40 42 43 44 45

6 11 17 21 25 29 32 35 37 39 41 43 .44 45 46 47.

7 13 19 24 28 32 35 38 40 42 . 44 45 46 47 48 49

А3 8 15 22 27 32 Зб 39 41 43 45 47 . 48 49 50 5 1 52

53 53 54

10 19 26 32 37 40 43 45 47 48 50 51 52

А2 13 24 32 38 42 45 47 49 51 52 53 54 55

А1 1 9 32 40 45 49 51 53 54 55 56 57 57 58

55 56,57

58 59 59,32 45 51 54 56 57 58 59 60 60 61 61 61 62 62 62

В5

В4

ВЗ

Â1 В2

5 136) 548 6 входы элементов которой соединены со- дами с первого по (п-1)-й элеменответственно с выходом младших раэ- тов ИЛИ-НЕ группы, выходы которых подрядов кода угла устройства и выходом ключены к входу шифратора, выход котретьего элемента ИЛИ, первый и вто- торого соединен с адресными входами рой входй которого соединены с выхо- 5 первого и второго мультиплексоров,выдами соответственно первого элемен- ходы которых соединены с входами соот, та ИЛИ и второго элемента ИЛИ-<)E,âû- ветственно первого и второго злеходы разрядов с (F. — n + 1) по N-1 ментов ИЛИ-НЕ,выходы которых соепервого и второго регистров кодов динены с соответствующими вхопрямоугольных координат соединены со- 10 дами разрешения считывания блока ответственно с первыми и вторыми вхо- памяти.

Таблица ) 1361 548

Х хХ2

Фиг. 2 е

М

ФигЗ

Составитель А.Зорин

Техред А.Кравчук Корректор М. Максимишинец

Редактор Б. Бугренкова

Заказ 6291/48

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

С:1 с

Ю с ю

Ф

О

Ъ Î

Тираж 67) Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

М т ф

Ю

Ф к