Устройство для вычисления обратного гиперболического тангенса

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ" 465630 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ олнительное к авт, свид-ву -влено 03.07.73 (21) 1941193/18-2рисоединением заявки-1) М.Кл, 6 061 7/38 Государственныи комитетСовета Министров СССРпа делам изооретенийи аткрытий 32) П ритет -Бюллетень12 81.325..5 (088.8 публиковано 30.03,7 та опубликования описания 21.11 Авторы(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБРАТНОГ ГИПЕРБОЛИЧЕСКОГО ТАНГЕНСА- повышение быстро е устройства,ем, что в устройство вве х регистра, блок памят Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может найти применение при аппаратном вычислении элементарных функций, в частности, в специализированных двоичных цифровых вычислительных машинах с фиксированной запятой.Известно устройство для вычисления обратного гиперболического тангенса, содержащее три накопительных сдвигающих регистра, три сумматора-вычитателя, блок псевдо- частного и блок управления, Выходы младших триггеров первого, второго и третьего накопительных сдвигающих регистров соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей, а выходы сумматоров-вычитателей - со счетными входами старших триггеров соответствующих накопительных сдвигающих регистров. Выход старшего триггера первого накопительного сдвигающего регистра связан с входом блока псевдочастного, а выход послед- пего - с входами управления всех сумматоров-вычитателей. Первые три выхода блока управления подключены к сдвигающим входам соответствующих накопительных сдвигающих регистров,Цель изобретениядействия и упрощениЭто достигается тдены два сдвигающи и и блок сравнения. При этом информационные входы блока сравнения связаны с соответствующими выходами первого накопительного сдвигающего регистра, а его выход - с входом блока управления, Четвертый и пятый выходы блока управления подключены соответственно к сдвигающим входам первого и второго сдвигающих регистров, информационные входы этих регистров - к одноименным информационным выходам соответственно первого и второго накопительных сдвигающих регистров, а выходы младших триггеров - к вторым входам соответственно второго и первого сумматоров-вычитателей. Шестой выход блока управления соединен с входом блока памяти, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора-вычитателя.На чертеже представлена блок-схема устройства для вычисления обратного гиперболического тангенса, где 1, 2 и 3 - сумматорывычитатели; 4 - накопительный сдвигающий регистр; 5 и б - сдвигающие регистры; 7 - накопительный сдвигающий регистр; 8 - блок памяти; 9 - накопительный сдвигающий регистр; 10 - блок псевдочастного; 11 - блок сравнения; 12 - блок управления.Устройство состоит из трех рециркуляцпонных ячеек. В основу каждой из них входит накопительный сдвигающий регистр, соеди- ЗО ненный с входом одноразрядного сумма55 60 65 агй 2 г( " аг 2 2-г,г=г- тора-вычитателя, выход которого связан с входом этого регистра. Выходы накопительного сдвигающего регистра соединены с информационными входами сдвигающего регистра, а выход сдвигающего регистра - с управляемым входом сумматора-вычитателя другой ячейки. Выход сдвигающего регистра второй ячейки подключен к управляемому входу сумматора-вычитателя первой ячейки. На управляющий вход сумматора-вычитателя третьей ячейки подан выход блока памяти, Память, которая введена в устройство, является односторонней, Выход старшего триггера накопительного сдвигающего регистра 4 псевдоделителя соединен с блоком 10 псевдочастного, остальные разряды этого регистра поданы на блок 11 сравнения. Выход блока 11 соединен с блоком 12 управления.Выходы блока 12 управления, по которым поступают серии сдвигающих тактовых импульсов, соединены со сдвйгающими входами регистров и выборкой памяти, выход блока 10 - с входами управления сумматороввычитателей.В начальном состоянии в регистре 4 находится аргумент У, в регистре 7 - единица, которая представляется: всеми значащими разрядами справа от двоичной запятой, в накопительном сдвигающем регистре 9 - нулевое значение.Получение обратного гипероолического тацгецса основано ца следующих соотношениях: Ую = У, У; - ,г= У, - д,Х,2-, У,- О,хю=1, х, =х - д у 2 - ,х-а./=-1,2;3,4,4, ,Зй+ 1,3 г+ 1гг.Указанные разностные рекуррентцые соотношения реализуются в параллельно-последовательной структуре устройства. Все соотношения решаются параллельно, Каждое соотношение решается последовательно за и тактов в каждой итерации.Так как система базисных функций, сходящаяся последовательность угловых приращений агй 2 -7 не удовлетворяет условиям то для устранения зоц песходимости необходимое повторение по два раза только 4, 13-й и т. д. итераций, определяемых по формуле/ =Зи+1,и=1,2,3Это позволяет значительно сократить время вычислений. В лгобой итерации с блока управления вы.дается серия сдвигающих импульсов, Из со.держания регистра 4 в сумматоре-вычитателе 1 вычитается сдвинутое в сторону младших разрядов переадресованное значение рсГгистра 7. По знаку разности определяется очередная цифра псевдочастного в блоке 10 (оператора поворота) - д которая используется в следующей итерации. В сумматоревычитателе 2 происходит вычитание из содержания регистра 7 сдвинутого переадресованного значения регистра 4, т. е. перекрестное вычитание или сложение. В суммагоревычитателе 3 осуществляется суммирование констант, поступающих из памяти, с предыдущим значением регистра 9, При очередной цифре й, = - 1 происходит перемена опепаццй в сумматорах-вычитателях.После выполнения гг итераций в регист ре 4 содержимое его становится равным нулю. В регистре 7 содержание равно гиперболическому секацсу, значение которого увеличено в Й раз. В регистре 9 находится значение обратного гиперболического тангенса.Для подавляющего большинства значенийаргумента процесс сходится ца итерации, номер котороц / ( гг, При этом в регистре 9 находится точное значение обратного гиперболического тангенса, а в регистре 4 содержание равно нулю. Блок сравнения выдает сигнал сброса, когда все разряды регистра 4, кроме знакового, незначащие. Блок управления по этому сигналу прекращает подачу сдвигающих тактовых импульсов ца следующей итерации, Этим обеспечивастся асинхронный режим. Кроме того, блок управления при переходе к 5, 14-й и т, д. итерациям це изменяет номер следующей итерации, поэтому в процессе участвуют прежние переадресованные составляющие, сдвинутые на то же число разрядов, и предыдущая константа. 3 даение цифры псевдочастцого О может быть различ.но ца двух повторяемых итерациях,Для практически необходимой точности 45при решениях задач. управления время цикла.вычисления обратного гиперболического тацгснса в тактах равно Т ( гг + 5 гг + 4, что в два раза меньше, чем у протипа. Кроме того, одновременно получается значение гиперболического секацса. Предмет изобретения Устройство для вычисления обратного гиперболического тангенса,. содержащее три накопительных сдвигающих регистра, три сумматора-вычитателя, блок псевдочастцого и блок управления, причем выходы младших триггеров первого, второго и третьего накопительцых сдвигающих регистров соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены со счетными входами старших триггеров соответствующих накопительных сдвигающих регистров; выход стар"1 аказ 4900 Изд.1328 Тираж 679 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раущская наб д. 4/5Подписное МОТ, Загорский филиал Гпего триггера первого накопительного сдвигающего регистра соединен с входом блока псевдочастного, выход которого соединен с входами управления сумматоров-вычитателей; первые три выхода блока управления соединены со сдвигающими входами соответствующих накопительных сдвигающих регистров, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит два сдвигающих регистра, блок памяти и блок сравнения, причем информационные входы блока сравнения соединены с соответствующими выходами первого накопительного сдвигающего регистра, а его вы 6ход соединен с входом блока управления; четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно со сдвигающими входами первого и второго сдвигающих реги стров, информационные входы которых соединены с одноименными информационными выходами соответственно первого и второго накопительных сдвигающих регистров, а выходы младших триггеров - с вторыми входами 10 соответственно второго и первого сумматороввычитателеи; шестой выход блока управления соединен с входом блока памяти, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора-вычитателя.