Устройство для вычисления функций

 

ОП ИС-"АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

00660059

Сова боввтскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 11.04.77 (21) 2475412/18-24 с присоединением заявки ¹ (51) Я Кл

G 06F 15/34 (43) Опубликовано 30.04,79. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (53) УДК 681.14 (088.8) ро делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. В. Гусев и В. Н. Ахметов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах цифровых разверток, в устройствах цифрового автоматического управления, в тригонометрических вычислителях, в устройствах аппаратурной реализации средств математического обеспечения ЦВМ и других, для преобразования декартовых координат в полярные, а также для определения параметров прямоугольного треугольника по двум линейным параметрам.

Известны устройства преобразования цифровых электрических сигналов, использующие операционные методы (1), однако указанные устройства имеют большое время вычисления.

Все указанные устройства не дают высокой точности при вычислении функций

Y агс1 — (Х, У вЂ” декартовы координаты ь Х объекта), особенно при значениях Х и У одного порядка малости.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для вычисления функций, содержащее блок сдвига, подключенный входами к входным кодовым шинам Х и Y устройства, в котором входные переменные Х и У сдвигаются в сторону старшего разряда (2). В

1осударственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР его состав также входят преобразователь сигнала знака, схема обмена, блок сдвига, таблица преобразования, модификатор.

Прототип основан на использовании таб5 личного метода, т. е. имеются запоминающие блоки таблиц значений функции, достоинством которого является малое число арифметических операций при выработке требуемых функций, возможность решения

10 ряда задач без значительного изменения структуры устройства. Однако устройство характеризуется значительным объемом запоминающих блоков, кроме того, необходима схема обращения к этим запоминаю15 щпм блокам. Так, при табличном методе для вычисления только одной функции требуется п.2" бит, где п — число разрядов, что даже при n=16 составляет недопустимо большую величину порядка 10 ячеек

20 памяти.

Целью изобретения является упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит компаратор, сумматор, счетчик искомо25 го угла, блок умножителей, первая группа входов которого объединена со входами блока сдвига, цифровой функциональный генератор, выходы которого соединены с группой входов блока умножителей, вход

30 сравнения компаратора через элемент ИЛИ

o 60059 связан с первой парой выходов блок:-1 умножителей, установочные входы c) м,iaтора нодклю1ены ко входа vl Л устро11с.1ва, а другие входы сосдинсны со в1орои нарои выходов блока умножителей, вторая rpynI1a Входов ho Горого поди.110 1еlia к выхода \(Х и Y уcrpoiiciaa, нр11чем группа кодовых выходов У блока сдвига соединена с установочными входами компаратора, выход

1 0TopoI О св51зан со Входами ОстанОВа c) ìматора и счетчика искомого угла.

На чертеже представлена блок-с.,ема предлагаемого устройства.

11редлагаемое устройство содержит блок

1 сдвига, Осуществляющии операцию сдвига кодов переменных Х и 1, блок 2 умножителей, для ) >1нoжения кодов син) са и косинуса на коды входны переменных Л и У, цифровои функциональный генератор

3, для генерирования синусоидально меняющихся кодов, схему ИЛИ 4, компаратор

5, для сравнения вычисленных значений с заданными, сумматор 6, для образования суммы двух вычисленных значений, счетчик

7 искомого угла для формирования кода искомого угла, схему 8 управления, генератор 9 импульсов.

Ко входам Л и У блока 1 сдвига подключены кодовые шины входных переменных, а также группа входов Х и Y блока 2 умножителей. Выходы цифрового функционального генератора 3 соединены с другими входами блока 2 умножителей. Вход сравнения компаратора 5 соединен через схем) И„>111 4 с одной IIaport 13hixo jIoB 6;Ioка 2 ) множителеи, а установочные входы указанного компаратора подключены к группе кодовых выходов У,, блока 1 сдвига.

Ъстановочные входы сумматора 6 подключены ко входам Л переменной блока 1 сдвига; другис входы указанного сумматора соединены с другой парой выходов блока 2 умножителей.

Группы входов Х, и У, блока 2 умножителей подключены к кодовым выходам

Л, и У, блока 1 сдвига. Выход компаратора 5 соединен со входами остановки сумматора 6 и счетчика 7 искомого угла, счетный вход которого через схему tI управления соединен с генератором 9 импульсов.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства для случая определения гипогенузы А и одного из углов 0 iio двум известным катетам Х и Y.

Входные перемсГшые Х и У в виде нараллельногo двоичногo кода поступают на вход блока 1 сдвига, где происходит сдвиг переменных Л и Y влево до появления старшей значащей единицы наибольшей нз входных переменных Х и У в старшем разряде, при этом число сдвигов входных переменных одинаково. Так, например, если

Х=00001010, У=00100110, то на вь.:ходе блока 1 сдвига получим сдвинутые коды входных переменных Х,,=00101000, 5

15 0 э

5:з

У = 10011000, т. е. Х,, = Х 2, Y Y 2т, где К=2.

Далее, сдвинутыс коды входных переменных поступаю г на гру1шы входов Х,, У, блока 2 умножитслеii, где первой парой дВОичных гмножи Гс.l(li, входящих В сосТаВ блока 2, производится умножение указанных кодов на синусоидальный и косинусоидальный числоимпульсный код, подаваемый с цифрового функционального генератора 3 на входы синуса и косинуса блока 2 .множителей.

Причем цифровой функциональный генератор вырабатывает коды синуса и косинуса, сдвинутые друг относительно друга па один такт. На выходах указанных двоичных умножителей получаем числоимпульсные коды Х, В1Г10 и У,, сокО, которые через схему ИЛИ 4 поступают на вход сравнения компаратора 5, функцию которого выполняет вычитающий счетчик, который в начальный момент устанавливается в положение, равное величине У,.

Через некоторое время Т после начала счета, при выполнении условия X„„SIIIO=

= Y,cos0 компаратор 5 устанавливается в нулевое положение и на его выходе вырабатывается сигнал, поступающий на входы остановки сумматора 6 и счетчика 7 искомого угла. Таким образом, время 7 про1 порционально углу 0=>arctg—

Х

На группы входов Х и У блока 2 умножитслей подаlотся кОды Входных Гlеременных Х и У. Вторая пара двоичных умножителей вырабатывает числоимпульсные последовательности 11poнзвсдсннй Х. cos0 и

У siit0, поступающие на входы сумматора

6, фукцию которо1о выполняет рсверсивный двоичный счетчик, код произведения

Х cos0 подается на счетный и:од вычитания, а код У.В1пО на счетный вход сложения. Причем сумматор 6 в iiачальный момент устанавливается в положение, равное величине Х. 11ри поступлении сигнала с выхода компаратора 5 на вход остановки сумматора 6, с выходов последнего получаем величину Х созО+ Y sirIO=Q х +у, т. е. величину. Искомой стороны прямоугольHoãо треугольника. Счетчик 7 искомого угла производи r подсчет I o;III Iecтва импульсов генсратopа 9 за интерва;I врсмсни ?, соот1 встств,ющий измеренному угл 0= — aictg--, .

Схема 8 управления коммутируст импульсы генератора 9 па вход сложения нри вычислении О или на вход вычитания при вычислении угла 90 — -О.

При решении прямоугольного треугольника по гипотенузе и катету код гипотенузы подается на кодовые шины входной переменной Л, а код катета — — на кодовые шины переменной У. IIpii этом на блок 2 умножителей подается команда, запрещаю660059

Составитель В. Субботин

Техред Н. Строганова

Редактор Б. Герцен

Корректоры: Л. Брахнина и А. Галахова

Заказ 568/15 Изд. ¹ 265 Тира>к 779 Подписное

НПО Государственного конптста СССР по де.:г» изобретен.!é !! откпы..п1

113035, Л1оскB !. К-3 >, Раушскпя паб.. д. 4, 5

Т;п1ография, пр. Сапунова, 2 щая выработку произведений вида Уа cos0 и Y sin0. Работа схемы происходит в дальнейшем аналогично работе схемы, описанной выше.

Введение в устройство, содержащее блок сдвига, блока умножителей, компаратора, схемы ИЛИ, сумматора, счетчика искомого угла и наличие указанных выше связей между блоками, позволяет по сравнению с известной схемой прототипа исключить сложные и громоздкие запоминающие блоки, включающие таблицы значений для выY числения функции О=агс1д — и A=(х +у, Х для реализации которых необходимо, как было указано выше, 10 ячеек памяти при длине слова в 16 разрядов. Представляется возможным также исключить схему обмена и модификатор, представляющий собой сдвиговый контур, управляемый сигналами решающего контура блока сдвига.

Кроме того, по сравнению с прототипом решение задачи определения параметров прямоугольного треугольника по катету и гипотенузе производится без замены какихлибо блоков устройства.

Формула изобретения

Устройство для вычисления функций, содержащее блок сдвига, подключенный входами к входам Х и т устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит компаратор, сумматор, с1стчик искомого угла, блок умножителей, первая группа входов которого объединена со входами блока сдвига, цифровой функциональный генератор, выходы которого соединены со второй группой входов б л о к а м множителей, B x o /I, c p B B H E H I I H I< o . iI I i IIратора через элемент ИЛИ связан с гервой парой выходов блока умножителей, установочные входы сумматора подключены ко входам Х устройства, а другие входы соединены со второй парой выходов блока ум15 ножителей, вторая группа входов которого подключена к выходам Х и Y устройства, причем группа кодовых выходов Y блока сдвига соединена с установочными входами компаратора, выход которого связан со

20 входами останова сумматора и счетчика искомого угла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1331410, кл. G 4 Л, 1973.

2. Патент Великобритании № 1328567, 30 кл. G 4 А, 1973.