Цифровой функциональный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистическитт

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.09.75 (21) 2174175/18-24 (51) М. Кл.

Q 08 F 15/20 с присоединением заявки №

Гец)аарвтваанмй «ом«твт

Вовата М«н«втрое ВВВР ао долам а«обрат«ней

« отаркт«й (23) Приоритет (43) Опубликовано 150578. Бюллетень № 18 (45) Дата опубликования описания 280478 (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.Л.Рейхенберг и P. Я.Шевченко (71) Заявитель

{54) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники. Преобразователь может быть использован для аппаратного вычисления обратного . гиперболического косинуса в специализированных управляющих или вычислительных цифровых машинах.

Известно арифметическое устройство

11J, содержащее сумматоры-вычитатели, сдвигающие регистры, коммутирующие блоки и блок управления. Это арифметическое устройство предназначено для вычисления функции поворота системы координат и функции обратного тригонометрического синуса и не предназначено для вычисления обратного гиперболического косинуса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту .является устройство $2), содержащее блок памяти, шесть сдвигающих регистров и четыре сумматора-вычитателя, первые входы которых соединены с выходами первых четырех сдвигающих регистров соответственно. Выходы трех первых сумматоров-вычитателей соединены с первыми входами первых трех сдвигающих регистров соответственно, вторые входы первых трех и первые входы последних- Tîåx сдвигающих регистров, а также вход блока памяти подсоединены к блоку управления.

Выход блока памяти соединен с вторым входом первого сумматора-вычитателя, вторые выходы второго и третьего сдвигающих регистров соединены с вторыми входами четвертого и пятого сдвигающих регистров соответственно, выход шестого сдвигающего регистра соединен с вторым входом четвертого сумматоравычитателя. Это устройство для формирования гиперболических функций не предназначено для вычисления обратного гиперболического косинуса.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, а именно обеспечение возможности вычисления обратного гиперболического косинуса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен пятый сумматор-вычитатель,.первый вход которого подсоединен к выходу второго сумматора-вычитателя, второй вход — к выходу пятого сдвигающего регистра. При этом вторые входы второго и третьего сумматоров-вычитателей соединены с выходами четвертого и пятого сумматоров-вычитателей соответственно, а вторые выходы второго и третьего сдвигающих

607223 регистров подключены к второму входу шестого сдвигающего регистра и к блохч управления соответственна.

Цифровой Функциональный преобразователь„ представленный на чертеже, содержит сумматоры-нычитатели 1-5, сдвигающие регистры 6 -li, блок памяти 12 и блок управления 13.

Работа цифрового функционального )0 преобразователя описывается разнастно-итерационным алгоритмом, основанным на принципе псевдоделения и псевдоумножения. Алгоритм может быть представлен в виде системы рекуррентных соотношений, например, дпя двоичной системы счисления с фиксираванной за пятой

Х+ *Х + Х2 — Е ° — f Е ° — Е 2

-6-i) -g

+1 при ЗХ;! (1

1; =

-1 прИ /X) (y >

-J

25 ;„= <-(1 «) где N — число разрядов аргумента g.

Особенностью вычисления обратного гиперболического косинуса является необходимость повторения по два раза 30 каждой итерации, так как последовательность констант 2П (1+ . 2 ) не

3 удовлетворяет условию сходимости и(1-а ) k. и(Ьа ")I

Цифровой функциональный преобразователь работает следующим образам.

Первоначально сднигающие регистры

6 и 8-11 устанавливаются в нулевое состояние, а s сдвигающий регистр 7 заносится единица. Б сдвигающий pe"" гистр 8 в параллельном коде заносится

Заданный аргумент X (гиперболический косинус), при этом структурно произ-водится сдвиг на один разряд влево.

Тактовые сднигающие импульсы с выходов блока 13 управления, подаваемые в каждой;:итерации в виде последовательности (серии), продвигают содержимое сдвигающих регистрон 6-11 на нхаг-.:: соотнетствующих суьз етаран-нычитателей 1-5 и подают раЗряды очередной константы п(1+г g ) на нторой вход сумматора-нычитателя 1. C выхода сум" маторав-вычитателей 1,2 и 3 результаты операций записываются млаг аими разрядами вперед в освобождающиеся при сдвиге старшие разряды сдвигающих регистров 6-8 и продвигаются в сторону младших разрядов. После:выполнения каждой итерации производится сравнение содержимого сдвигающего регистра

8 с лагической единицей в блоке 13 управления. Когда содержимое сдвигающего регистра 8 меньше единицы, блок управления выдает на первый выход 65 сигнал, определяющий сложение н сумматорах-вычитателях 4 и 5 и подачу константы г. И(1»2 )) . Когда содержимое сднигающего регистра 8 больше единицы, блок управления выдает на первый выход сигнал, определяющий нычитание в сумматорах-вычитателях 4 и 5 и подачу константы 1 ((1- 2 } . Когда содержимое сднигающего регистра 8 равно единице, блок управления прекращает работу, так как процесс вычисления закончен.

8 каждой итерации содержимое сдвигающего регистра 9осдвигается на 2 j раарядов, содержимое сдвигающего регистра 10 — на ) и содержимое сдвигающега регистра 11 — на (- 1 разряд вправо ат запятой.

Для расширения интервала изменения аргумента X необходимо повторять первую итерацию до тех пор, пока значение в сднигающем регистре 8 не станет меньше единицы. После выполнения днайных,)(+ 1 итераций или при равенстве единицы содержимого сдвигающего регистра 8 в сдвигающем регистре 6 находится искомое значение обратнога гиперболического косинуса. Асинхронный режим работы (прерывания процесса вычисления при равенстве единице содержимого сдвигающего регистра 8) позволяет сократить время вычисления. Предложенное устройство мажет быть использовано для аппаратной реализации операции вычисления абратнога гиперболического косинуса для вычисления в реальном масштабе времени или при большой частоте обращения к этой операции.

Формула изобретения

Цифровой функциональный преобразователь, содержащий блок памяти, шесть сднигающих регистров и четыре сумматора-нычитателя, первые входы которых соединены с выходами первых четырех сдвигаюших регистров соответственно, причем выходы трех первых сумматоровнычитателей соединены с первыми входами первых трех сднигающих регистров соответственно, вторые входы первых трех и первые входы последних трех сдвигающих регистров, а также вход блока памяти подсоединены к блоку управления, выход блока памяти соединен с вторым входом первого сумматора-вычитателя, вторые выходы второго и третьего сдвигающих регистров соеди= нены с вторыми входами четвертого и пятого сдвигающих регистров соответственно, выход шестого сднигающего .регистра соединен с нтарым входом четвертого сумматора-вычитателя, о т л и ч а ю шийсятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен пятый сумматор-ны607223

Составитель И.Грибков

Техред И, Клнмко Корректор С.Гарасиняк

Редан:ор T ..Юрчикова

Закан 2585/37 Тираж 826 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч:.-.-тефтель, первый вход которого подсоединен к выходу второго сумматора-вы,= íòàòåëí, второй вход — к выходу пят-ого сдвигающего регистра, при этом вторые входы второго и третьего сумм.-..".оров-вычитателей соединены с выхо;пами четвертого и пятого, сумматоров,-,.:ч: -,а-.елей соответственйо, а вторые я ;1толь= второго и третьего сдвигающих регистров подключены к второму входу шестого сдвигающего регистра и к блоку управления соответственно.

Источники информации, принятые во

5 внимание при экспертиэе:

1. Авторское свидетельство СССР

O 445042, кл. Q 06, V 7/38, 1973.

2. Авторское свндетельство СССР

9 484522, кл ° Q 06 Р 15/20, 1973,