Квадратор

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислительных систем, функциональных преобразователей , информационно-измерительных систем и устройств для обработки сигналов . Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат. В данном квадратичном преобразователе сокращение аппаратурных затрат достигается за счет использования линейного приближения исходной функции с последующей многоразовой коррекцией разности между исходной функцией и ее приближением путем аппроксимации корректирующих функций хордами. В состав квадратичного преобразователя входят регистр 1, первый 2 и второй 3 сумматоры , блок памяти 4, -п коммутаторов 5.1-5.П, группа элементов НЕ 6 с соответствующими связями. 2 -ил. Q в (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06. F 7/552

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ к

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4140771/24-24 (22) 27. 10. 86 (46) 23. 06. 88. Бюл. Ф 23 . (72) А,М.Литвин, Ю.В.Хохлов, В. Д. Циделко, А.В. Крюков и С. Г. Богословский (53) 681. 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1198516, кл. G 06 F 7/552, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1325469, кл. G 06 F 7/552,24.03.86. (54) КВАДРАТОР (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислительных систем, функциональных преобразова„„Я0„„1405053 А 1 телей, информационно-измерительных систем и устройств для обработки сигналов. Цель изобретения — сокращение аппаратурных затрат. В данном квадратичном преобразователе сокращение аппаратурных затрат достигается за счет использования линейного приближения исходной функции с последующей многоразовой коррекцией разности между исходной функцией и ее приближением путем аппроксимации корректирующих функций хордами. В состав квадратичного преобразователя входят регистр 1, первый 2 и второй 3 сумматоры, блок памяти 4, и коммутаторов

5.1-5.п, группа элементов НЕ 6 с со- а

Ю ответствующими связями. 2 ил.

1405053

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть ! использовано при построении функцио| нальных преобразователей, специализированных вычислителей, информационно-измерительных систем, устройств для обработки сигналов.

Цель изобретения — сокращение аппаратурных затрат. 10

На фиг.1 представлена структурная схема квадратора; «а фиг.2 — эпюры, поясняющие принцип работы.

Квадратор содержит регистр 1 аргумента, первый 2 и второй 3 сумматоры,15 блок 4 памяти, и коммутаторов 5,1—

5.п группу 6 элементов НЕ. В качестве регистра могут быть использованы, например, интегральные микросхемы

К589ИР12, К555ИР22, К531ИР22 и др., 20 в качестве сумматоров — K555HH6, К531ИПЗ, в качестве блока памяти—

556РТ4, 556РТ5 и др., в качестве коммутаторов — К531ЛП5, в качестве элемента HE — K531ЛНI. 25

Работа квадратора основана на принципе внутренней аппроксимации исходной функции Y = Х, Х E 0,1) с организацией многоразовой параллельной 30 коррекции разности между исходной функцией и ее линейным приближением хордами. На фиг,2а показана исход— ная функция 7 = Х и аппроксимирующaa ее ФУнкция = Х. Разность между 35 функциями и Y — функция коррекции

DY p — Y (фиг.2б) также является квадратичной функцией, к тому же симметричной относительно оси, проведенной через точку X=I(2, Это означает, 40

| что DY может быть аналогично Y an1 проксимирввана хордами — функция

1 (фиг.2б). В свою очередь, разность

dY = Л Y g, также выступает в роли корректирующей функции и может быть аппроксимирована хордами — функция б (фиг.2в).

После m-го шага коррекции (фиг.2г) получают корректирующую функцию тогда итоговое уравнение преобразования следует записать в виде

ln

Y = q — (,> .+- ). (1)

1=1 1

Значения корректирующей функции

55 хранятся в блоке 4 памяти и служат для получения точного результата преобразования. Анализ показывает, что периодическая функция, симметричная на периоде относительно периода и

1 2 2 "" (2) Это означает, что при разрядности входного кода Х, равной N объем блока памяти Я для хранения значений определяется выражением

Q(И-2(m+1)J 2 (3) Из анализа (3) следует, что количество шагов коррекции хордами необходимо выбирать на основании неравенства

И

m а ——

2 (4) Для определения значений, на ин 1 2 тервале (—. —.) можно воспользо 2 2 ваться выражением (5), заменив лХ на

LlX — дополнение 4Х до, ввиду симметрии функции (6) Из выражений (5) и (6) следует, что при определении ; необходимо выполнять операцию умножения части аргумента на коэффициент 2, где — цеd лое число. Это означает, что операция умножения может быть выполнена путем пространственного сдвига разрядов аргумента вправо или влево в зависимости от знака о(.

Таким образом, работа коммутаторов

5.1-5.п заключается в том, что в зависимости от участка аппроксимации они пропускают значения части Х без изменения или инвертируют, кроме

Как следует из эпюр (фиг.2), функция коррекции ; является в общем случае функцией периодической с периодом

Т; = — 2„, что означает: функция, может быть воспроизведена на первом пе— риоде, а на следующих использована за счет смещения по оси Х. Кроме это— го, так как у;является симметричной функцией на периоде Т„, то ее достаI точно задать на интервале (Π—.):

3 14050 того, на входах коммутаторов осуществляется пространственный сдвиг разрядов кода Х, т.е. выполняется операция умножения. Управление коммутаторами осуществляется старшими

5 разрядами Х. Количество коммутаторов и определяется через число шагов коррекции m как m+1, так как необходим еще один коммутатор для управления блоком 4 памяти, в котором хранятся значения функции, поэтоN му п < — — 2 если точность квадра2

1 тичного преобразования 1 6 — . Таким образом, на выходе второго сумматора 3 образуется значение суммы всех корректирующих функций

ln (Y;+ 5 )), котоРое poëæíî быть выч1 1 тено из ц = х согласно (1).

Выполнение операции вычитания организуется путем инвертирования зна.чения на выходе второго сумматора 3

25 .с помощью группы 6 элементов НЕ и суммирования проинвертированного значения суммы корректирующих функций с значением Х в первом сумматоре 2, при этом вход переноса сумматора 2 должен быть подключен к входу логической "1". Это означает что Х сумМ

У мируе тся с .С Q + (в до полнительном

) =1 коде, что эквивалентно операции вычи35 тания,г +,. + из Х. Следовательно, 1 1

53

4 на выходе первого сумматора 2 образуется значение Y = Х согласно уравнению преобразования (1) .

Формула изобретения

Квадратор, содержащий регистр аргумента, вход которого соединен с информационным входом квадратора, первый сумматор, выходы которого являются выходами квадратора, второй сумматор, блок памяти, и коммутаторов

N (где и < — — 2 N — разрядность аргу2 мента), управляющие входы которых подключены к выходам старших разрядов регистра аргумента, остальные разряды которого подключены к информационным входам и коммутаторов, выход п-го коммутатора соединен с адресным входом блока памяти, выходы которого подключены к п-й группе входов второго сумматора, о т л и ч а— ю щ и и c я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, первая группа входов первого сумматора подключена к выходам регистра аргумента, а группы входов с первой по (п-1)-ю второго сумматора подключены к выходам коммутаторов с первого по (п-1)-й, причем выходы второго сумматора через элементы HE группы соединены с второй группой входов первого сумматора, вход переноса которого подключен к входу логической единицы квадратора.

1405053

/ф 12 /ф г.g 2 дт д р

0 1 т+1

Составитель А.Литвин

Редактор В.Петраш Техред M.дидык Корректор Г.Решетннк

Заказ 3106/53

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

g 2m

Тираж 704 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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