Линейный интерполятор

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в построителях графической информации, устройствах отображения графической информации на матричных экранах и электронно-лучевых трубках и в системах числового программного управления. Цель изобретения - повышение быстродействия интерполятора. Интерполятор содержит счетчики 1, 2, триггер 15, узел 18 анализа знака оценочной функции, накапливающий сумматор-вычитатель 19, узел 20 формирования координатных приращений и узел 21 пуска-останова интерполятора. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЮТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ,с с

I с ( (54) ЛИНЕЙНЫИ ИНТЕРПОЛЯТОР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4343533/24-24 (22) 14.12.87 (46) 15.06.90. бюл. Р 22 (71) Институт технической кибернетики

АН бССР и Минский радиотехнический институт (72) В.C.Äàâåéíèñ, И.В.Иодо, Е.И.Злотник и Ю.И.Тормышев (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1г 1383302, кл. С 05 В 19/415, G 06 F 15/353, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Ю 551610, кл. С 05 В 19/415, 1975.

ÄÄSUÄÄ 157155) А 1

С 05 В !9/415; G 06 F 15/353

2 (57) И зобрет ение относится к а втоматике и вычислительной технике и может быть использовано в построителях гра" фической информации, устройствах отображения графической информации на матричных экранах и электроннО" лучевых трубках и в системах числового программного управления. Цель изобретения - повышение быстродействия интерполятора. Интерполятор содержит счетчики 1, 2, триггер. 15, узел 18 анализа знака оценочной функции, накапливающий сумматор-вычитатель 19, узел 20 формирования координатных приращений и узел 21 пуска" останова интерполятора. 1 ил. 1 табл.

3 1571551

Изобретение относится к автоматике ходы 16 и 17 узла 18 анализа знака вычислительной технике и может быть оценочно" функции, узел 18 анализа спользовано в построителях графичес- знака оценочной функции, содержащий ой информации, устройствах отображе- генератор 4 и элементы И 5, 6, накапия графической информации на матрич- ливающий сумматор-вычитатель 19, соных экранах и электронно-лучевых держащий накапливающий сумматор 3 и трубках.и в системах. числового прог- мультиплексор 12. узел 20 Формировараммного.управления. ния координатных приращений, содерЦелью изобретения является повы- 1< жащий элементы И 7, 8 и элементы ение быстродействия. ИЛИ 10, 11, узел 21 пуска-останова

На чертеже приведена структурная интерполятора содержащий элемент хема и нтерполя тора . И 9, элемент ИЛИ 13 и триггер 14, информационные входы 22-24 интерполяИнтерполятор содержит счетчики 1, 15 тора, упРавляющие входы 25 и 26 иннакапливающий сумматор 3 генера- терполятора. ор 4 импульсов, .элементы И 5-9, эле- Вычисление оценочной функции в

ИЛИ 10 11 мульт иплексор 12, интерполЯтоРе осУцествлЯетсЯ соглас- . ле т ИЛИ 13 триггеры 14, 15, вы- но следУющемУ выРажению:

1 р „„„= р д „+ ) l x I — t Yll, если р а, d s р (< F д 4 min(IХ! !7 I) если Fg g 0 де ся соответственно следующими выражениями роо

min(l.Õ 1, I Y I) . (2) (3) (4) С 1 = I(x) — (Y)l — d

С < = min(l Х I, IY I) — k

Индексами d u k в выражении (1) помечены текущие значения перемещений

ыполненные вдоль длинной и короткой

ЗО

С учетом выражений (1), (3) (4) роекций: формируемого отрезка. алгоритм вычисления оценочной функции

Содержимое первого и второго счет- может быть описан следующим выраженичиков в этом случае будет определять1

Fg y < = Fd + С„если Fg g О, (5)

Fd+(p — — F g I, — С, если Fg I, i 0.

В выражении (5) индексами d u k координат. Комбинированные перемеомечены приращения, выполненные щения следует выполнять одновременно трого вдоль длинной и короткой про- с выполнением перемецений вдоль ко кций отрезка без учета одновремен- роткой проекции. В этом случае продых перемещений вдоль обеих осей цесс формирования приращений будет описываться следующим выражением: (, ) — Г с1 + 1, k + 1„ если рд < (О., (d + 1, если Fg 7 О.

Определение принадлежности форми" 45 осуществляется в соответствии со следуемых приращений к осям координат дующим выражением

1 Х = й, Y = k; еслИ IXI зlYI, (Х = kÄ Y = d, если I XI <1YI .

Погрешность интерполяции рассмат- Интерполятор работает следующим риваемого алгоритма определяется ве-,, 0 образом. личиной Р < 0,5cosot, что для крайних В исходном состоянии счетчики 1, значений угла наклона отрезка дает 2, триггеры 14, 15 и сумматор 3 обследующие максимальные значения пог- нулены, а ганератор 4 находится во решностей: Ф/,(g=0,5 д / = 0,35 . включенном состоянии. (о

Перед началом работы в счетчик 1 /, .= О. (о вводится значение константы (I X I

Принцип работы интерполятора основ — IY I), в счетчик 2 — значение консван на вычислении оценочной функции танты min(IX I, IY I), в сумматор 3 . в соответствии с выражением (5). значение константы 0,5тпах(!Х(, IYI ) 1571551

55 — min(l XI, IY /), а триггер 15 включается в единичное состояние, если

1Х! > Y I. Затем по сигналу, поступающему с входа интерполятора (нНачало кадра") на вход. элемента ИЛИ -13 в начале каждого кадра, из содержимого счетчика 2 вычитается единица, в результате чего на его инверсных выходах находится дополнительный код отрицательного числа min(I Х I, I Y I) .

Одновременно с этим триггер 14 включается в единичное состояние и разрешающий потенциал с его выхода поступает на входы элементов И 5 и 6. В зависимости от состояния знакового разряда сумматора 3, определяемого содержимым сумматора, на одном из входов элемента И, соединенном с выходом знакового разряда присутствует разрешающий потенциал. Так, если содержимое сумматора положитель" но, разрешающий потенциал присутствует на выходе элемента И 5, если отрицательно — на входе элемента И 6.

Импульсы генератора 4 проходят на выход того из элементов И 5 и 6, на остальных входах которого присутствуют разрешающие потенциалы. Если содержимое сумматора положительно, импульсы генератора импульсов проходят на выход логического элемента

И 5 и поступают на управляющий вход мультиплексора 12, в результате чего в сумматор 3 переносится дополнительный код числа, находящегося в счетчике 2. При каждом таком переносе из содержимого сумматора вычитается содержимое счетчика 2. Этот процесс продолжается до тех пор, пока содержимое сумматора не станет отрицательным и триггер знакового разряда сумматора не переключится в инверсное состояние. При этом разрешающие потенциалы присутствуют на всех входах элемента И 6, поэтому импульсы генератора ч импульсов проходят через этот элемент и поступают на другой управляющий вход мультиплексора 12.

С приходом каждого импульса на управляющий вход мультиплексора содержимое счетчика 1 переносится s сумматор и суммируется с его содержимым. Этот процесс продолжается до тех пор, пока содержимое сумматора не изменит свой знак на противоположный. При этом элемент И 6 закроется, а элемент

И 5 откроется, и описанный процесс повтооится снова.

Для обеспечения комбинированного ..-. приращения, т.е. приращение по обеим осям одновременно, приращение переменной вдоль короткой проекции отрезка на элементах ИЛИ 10 и 11 добавляются к приоащениям вдоль длинной проекции отрезка.

На элементах И 7 и 8 происходит перераспределение поступающих íà его входы импульсов по координатным осям

Х и Y в зависимости от состояния триггера 15. Так, если Х I 3 1YI, разрешающий потенциал присутствует на единичном выходе триггера, импульсы, соответствующие элементарным перемещениям вдоль длинной проекции отрезка коммутируются через элементы

7 и 10 на выход, обеспечивающий перемещение вдоль координатной оси X.

И, соответственно, импульсы, соответствующие элементарным перемещениям вдоль короткой проекции, коммутируются через элемент 11 на выход,обеспечивающий перемещение вдоль координатной оси Y. И, наоборот, если разрешающий потенциал присутствует. на инверсном выходе триггера, что соответствует отношению проекций отрезка, определяемому соотношением I Х I (IY (, то импульсы с выхода 16 коммутируются на вход элемента ИЛИ 11, а импульсы с шины 17 - на вход элемента

ИЛИ 10. !

В процессе работы интерполятора импульсы, появившиеся на выходах логических элементов И 5 и 6, поступают соответственно на входы счетчика 1 и через логический элемент

ИЛИ 13 на вход счетчика 2, каждый раэ вычитая из его содержимого значение единицы. Это продолжается до тех пор пока содержимое счетчика 1 не обнулится, а в счетчике 2 не установится значение числа, равное минус единице. Такому состоянию счетчиков будет соответствовать отработка заданных элементарных приращений по осям

X и У, установленных ранее в счетчики, и наличие единичных потенциалов на всех инверсных выходах счетчика

1, и прямых выходах счетчика 2 и, соответственно, наличие всех разрешающих потенциалов на входах элемента

И 9. В результате этого элемент И 9 вырабатывает на своем выходе сигнал, переключающий триггер 14 в инверсное состояние. При этом разрешающий по1571551 тенциал на прямом выходе триггера ис-, л .чезает, элементы И 5 1 б закрываются и интерполятор прекращает свою рабо" ту. Одновременно сигналом с выхода, логического элемента И 9 счетчики 1

5 и 2. сумматор 3 и триггер 15 обнуляются и схема готова к приему и отработке очередного кадра информации. и

Пример вычисления траектории для I X! =(7(,17 = 3 приведен в таблице. формула изобретения с

Г"Т ° с, 1 с, -1 =3

= -2,5

0,5

=-1,5

0;5

-0 5

0,5

0,5

О, 5-3, -2, 5+3, 0,5-2, -1, 5+2, 0;. 5-1д

"0 5+1, О, 5-0, 3-1 = 2

3-1 = 2

2-1 =1

2-1 =1

1-1 = 0

1-1 = 0

Составитель Л.Логачева

Техред М.Дидык Корректор С.Черни

Редактор Т.Лазаренко

Заказ 1511 Тираж б83 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ G(;(;p

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Линейный интерполятор, содержа" щий триггер, накапливающий сумматорвычитатель, выход знаковых разрядов которого соединен с первым входом уз-. ла анализа знака оценочной функции, а! первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым управляющими 0 ! входами накапливающего сумматора-вычитателя и первым и вторым входами !

1 ,зла формирования координатных прираи1ений, первый и второй выходы которого являются первым и вторым выходами 25 координатных приращений интерполятора, отличающийся тем, что, целью повышения быстродействия ин1ерполятора, в него введены первый второй счетчики и узел пуска-оста- 30 ова интерполятора, причем первый и торой информационные входы интерпоятора подключены соответственно к нформационным входам первого и втоого счетчиков, входы установки в

0" которых соединены с первым выхоом узла пуска-останова и с входами становки в "0" триггера и накапливающего сумматора-вычитателя, первый второй информационные входы котороо подключены к прямому и инверсному

ыходам первого и второго счетчиков оответственно, вход узла анализа знака оценочной фчнкции соединен с вторым выходом узла пуска-останова, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом узла анализа знака оценочной функции и с входом "Начало кадра" интерполятора, вычитающие входы второго и первого счетчиков соединены соответственно с третьим выходом узла пуска-останова и с первым выходом узла анализа знака оценочной функции, третий и четвертый входы узла формирования координатных приращений соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггеоа, вход установки в

"1" которого соединен с управляющим входом интерполятора, третий информационный вход интерполятора является входом начальной установки накапливающего сумматора-вычитателя.