Устройство для вычисления гиперболических синуса и косинуса

1536490 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет - (43) Опубликован осударственныи комитет Совета Министров СССР.,11,76. Бюллетень Ме делам изобретений 45) Дата опубликования описания 06.01.77 тии(72) Авторы изобретения Л, Рейхеиберг чен 71) Заявитель ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СИНУСА И КОСИНУ(54) УСТРОЙСТГИПЕРБОЛ ИЧ ЕСКИ Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может найти применение при аппаратном вычислении элементарных функций, в частности, в специализированных цифровых вычислительных машинах, работающих в двоичной системе счисления с фиксированной запятой.Известны устройства для вычисления тригонометрических функций, содержащие сумматоры, дополняющие схемы, регистры, логические элементы 1. Однако эти устройстьа требуют больших аппаратурных затрат.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для вычисления гиперболических синуса и косинуса, содержащее блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами накопительных и сдвигающего регистров и с входом блока памяти. Выходы накопительных регистров соединены с входами первого и второго одноразрядных сумматороввычислителей, выходы, которых соединены с входами накопительных регистров. Выход одного накопзттельного регистра соединен с входом блока определения знака псевдочастного, выход которого соединен с управляющим входом первого одноразрядного сумматора-вычитателя. Другой выход накопительного регистра соединен с входом блока определения сходимости, выход которого соединен с входом блока сброса, а его выход соединен с одним входом блока управления,другие вход и выход которого ,подсоединенык блоку повторения итераций 2. Однако5 известное устройство требует,много временидля вычисления функций и необходим процесс вычисления для ряда значений аргумента.Цель изобретения - повышение точности0 и быстродейстьия устройства для вычислениягиперболических синуса и,косинуса,Для этого в устройство введены дополнительно третий одноразрядный сумматор-вычитатель, сдвигающий и накопительный ре 5 гистры, один выход которого соединен с входом второго одноразрядного сумматора-вычитателя, выход которого саедпиен с входомнакопительного регистра, другой выход данного регистра соединен с входом дополни 0 тельного сдвигающего регистра, выход которого соединен с входом первого одноразрядного сумматора-вычитателя, причем управляющие входы второго и третьего одноразрядных сумматоров-вычитателей соединены с выходом блока определения знака псевдочастного, а выход блока памяти соединен с вхотом третьего одноразрядного сумматоравычитателя, Такое конструктивное решениепозволяет повысить точность и быстродейст 0 вие устройства.На чертеже приведена структурная схемаустройства для вычисления гиперболическихсинуса и косинуса. Устройство содержит три одноразрядных сумматора-вычитателя 1 - З,комбинационного типа; три накопительных регистра 4 - б; два сдвигающих регистра 7 и 8; блок памяти 9, выполненный в виде односторонней памяти с поразрядной выборкой константы вида агй 2 -каждым тактовым импульсом; блок 10 определения сходимости, выполненный в виде цифровой схемы сравнения; блок 11 определения знака псевдочастного, выполнечный в виде триггера с логической схемой; блок сброса 12, блок управления 18, блок 14 повторения итераций, состоящий из счетчика и логических схем. Блок управления 18 состоит пз генератора тактовых (сдвигающих) импульсов, двух счетчиков, дешифратора, логических схем и формирователя.,Входом устройства является вход накопительного регистра б.,Выходомустройства для гиперболического синуса является выход накопительного регистра б, для гипер. болического косинуса - выход накопительного регистра 4. Выходы блока управления 18, по которым поступают тактовые сдвигающие импульсы, соединены с управляющими входами всех регистров и входом блока памяти 9. Устройство работает следующим образом.В начальном состоянии в накопительном регистре 4 находится значение, обратное коэффициенту удлинения гиперболического вектора (К - 1,205136). В накопительном регистре 5 и сдвигающих регистрах 7 и 8 находятся нулевые значения, в накопительном регистре б находится значение аргумента (гиперболического угла). В любой итерации блок управления выдает серию тактовых импульсов для продвижения содержания накопительных регистров 4, б и б и сдвига содержания сдвигающих регистров 7 и 8. По знаку содержания накопительного регистра б в блоке 11 вырабатывается очередное значение, цифры псевдочастного (+1 или - 1), которое пспользуется в следующей итерации. В зависимости от его значения одноразрядные сумматоры-вычитатели работают в режиме суммирования-вычитания. Содержание накопительных регистров 4 и б сдвигается в сдвигающих регистрах 7 и 8, перекрестно суммируется (или вычитается) со своим переадресованным значением, Содержание накопительного регистра б вычитается (или суммируется) со значением очередной константы из блока памяти 9. Полученные в каждой итерации результаты последовательно заносятся в освобождающиеся при сдвиге старшие разряды накопительных регистров 4 б и продвигаются на свои позиции. Для выполнения условий сходимости (исправляемости процесса) повто 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ряются по два раза итерации с номерами К=4, 13, 40 3+ 1, ,К, В повторяемых по два раза итерциях число сдвигов и очередная константа не изменяются, однако значение цифры псевдочастного на повторяемых итерациях может быть различным, Блок 14 считает номера итераций и выдает сигнал разрешения перехода к следующему числу сдвигов и очередной константе после повторения указанных итераций. Для подавляющего большинства значений аргумента итерационный процесс вычисления функций сходится на итерации, номер которой меньше и, где и - число разрядов. При этом в накопительном регистре б содержание равно нулю и блоки определения сходимости 10 и сброса 12 выдают сигнал, по которому блок управления 18 прекращает выдавать тактовые импульсы. Этим обеспечивается асинхронный режим процесса вычисления, а время вычисления сокращается. Максимальное время вычисления одновременно гиперболических синуса и косинуса для практически требуемой точности в тактах равно Т (п+ би + 8. Формула изобретения Устройство для вычисления гиперболических синуса и косинуса, содержащее блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами накопительных и сдвигающего регистров и с входом блока памяти, выходы накопительных регистров соединены с входами первого и второго одноразрядных сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены с входами накопительных регистров, выход одного накопительного регистра соединен с входом блока определения знака псевдочастного, выход которого соединен с управляющим входом первого одноразрядного сумматора-вычитателя, другой выход накопительного регистра соединен с входом блока определения сходимости, выход которого соединен с входом блока сброса, выход которого соединен с одним входом блока управления, другие вход и выход которого подсоединены к блоку повторения итераций, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены дополнительно третий одноразрядный сумматор-вычитатель, сдвигающий и накопительный регистры, один выход которого соединен с входом второго одноразрядного сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом накопительного регистра, другой выход данного регистра соединен с входом дополнительного сдвигающего регистра, выход которого соединен с входом первого одноразрядного сумматора-вычитателя, причем управляющие входы второго и третьего одноразрядных сумматоров - вычитателей соединены с выходом блока определения знака псевдочастного, а выход блока памяти соединен с входом третьего одноразрядного сумматора-вычитателя.536490 Составитель А. ВоронинаТехред А. Камышникова Корректор В Гутман Редактор Е. Гончар Заказ 1145/1742 Изд. Мо 325 Тираж 864 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Тип, Харьк. фил. пред. Патент Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Система Дивик для решения сложных навигационных задач. Электроника, 1966 г т, 39,18, стр. 30 - 38. 2. Башлаков Е. П. и др. Вопросы развития малых ЦВМ с произвольной значностью используемой системы счисления, Кибернетика, Киев, 1972 г.1, стр. 76.5