Цифровой функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистическитт Республик(22) Заявлено 2309,75 (21) 21 74 175/ 18-2с присоединением заявки1) М. Кл. Я 06 Г 5/2 Гоц)ааратваапмй омтотВовата Мпнвтров ВВВРпо полам пвобротанпйи отпрытпй 23) Приоритет(43) Опубликовано 150578, Бюллетень1 (45) Лата опубликования описания 2604 81, 32 088,8(71) Заявител 54) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ 10 чен бол 25 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 11, 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 предназнао для вычисления обратного гиперического 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, Выхо ды трех первых сумматоров-вычитателей соединены с первыми входами первых трех сдвигающих 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 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 сдвигающихрегистров подключены к второму входу шестого сдвигавшего регистра и к блохч управления соответственно.БиФровой Функциональный преобразователь представленный на чертеже,содержит сумматоры-вычитатели 1-5, сдвигающие регистры 6"-11, блок памяти 12 и блок управления 13.Работа циФрового Функционального Ю преобразователя описывается разностно-итерационным алгоритмом, основанным на принципе псевдоделения и псевдоумножения. Алгоритм может быть представлен в виде системы рекуррентных соотношений, например, дпя двоичной системы счисления с Фиксированной за. пятойХ+ Х+1.Х 2-1 лрц /х(1253+1 У +1 П 1+ Я 2 )где И - число разрядов аргумента ,Особенностью вычисления обратного гиперболического косинуса являетсл необходимость повторения по два раза 30 каждой итерации, так как последовательность констант 1 П 1+ 2 ) .не3удовлетворлет условию сходимостиЬ 1-Ь)Е и И-а ")ЦиФровой Функциональный преобразователь работает следующим образом.Первоначально сдвигающие регистры 6 и 8-11 устанавливаются в нулевое состояние, а в сдвигающий регистр 7 40 заносится единица. Б сдвигающий регистр 8 в параллельном коде заносится Заданный аргумент Х (гиперболический косинус), при этом структурно производится сдвиг на один разряд влево,Тактовые сдригающие импульсы с выходов блока 13 управления, подаваемые в каждой;итерации в виде последовательности (серии), продвигают содержимое сдвигающих регистров 6-11 на вхог. соответствующих суьжаторов-вычитателей 1-5 и подают раЗряды очередной константы и 1 г 2 ф) на второй вход сумматора-вычитателя 1, С выхода сум" маторов-вычитателей 1,2 и 3 результаты операций записываются млагздими раз. рядами вперед в освобождающиеся при сдвиге старшие разряды сдвигающих регистров 6-8 и продвигаются в сторону младших разрядов. После. выполнения каждой итерации производится сравне ние содержимого сдвигающего регистра 8 с лОгической единицей в блоке 13 управления. Когда содержимое сдвигаю- щего регистра 8 меньше единицы, блок управления выдает на первый выход 65 сигнал, определяющий сложение в сумматорах-вычитателях 4 и 5 и подачу константы г.И 14 2 ) ) . Когда содержимое сдвигающего регистра 8 больше единицы, блок управления выдает на первый выход сигнал, определяющий вычитание в сумматорах-вычитателях 4 и 5 и подачу константы 1 И(1- 2 ) . Когда содержимое сдвигающего регистра 8 равно единице, блок управления прекращает работу, так как процесс вычисления закончен, В каждой итерации содержимое сдвигаю- щего регистра 9 осдвигается на 2разрядов, содержимое сдвигающего регистра 10 - на ) и содержимое сдвигающего регистра 11 - на- 1 разряд вправо от запятой.Для расширения интервала изменения аргумента Х необходимо поВторять первую итерацию до тех пор, пока значение в сдвигающем регистре 8 не станет меньше единицы. После выполнения двойных,п + 1 итераций или при равенстве единицы содержимого сдвигающего регистра 8 в сдвигающем регистре 6 находится искомое значение обратного гиперболического косинуса. Асинхронный режим работы (прерывания процесса вычисления при равенстве единице содержимого сдвигающего регистра 8) позволяет сократить время вычисления,Предложенное устройство может быть использовано для аппаратной реализации операции вычисления обратного гиперболического косинуса для вычисления в реальном масштабе времени или при большой частоте обращения к этой операции.Формула изобретенияЦиФровой Функциональный преобразователь, содержащий блок памлти, шесть сдвигающих регистров и четыре сумматора-вычитателя, первые входы которых соединены с выходами первых четырех сдвигаюших регистров соответственно, причем выходы трех первых сумматороввычитателей соединены с первыми входами первых трех сдвигающих 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 сдвигающего ,регистра соединен с вторым входом чет" вертого сумматора-вычитателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, в него введен пятый сумматор-вы607223 оставитель И.Грибковехред И, Клнмко Корректор С,Гарасин да;,"ор У чикова э 2585/37ЦНИИПИ Госуд ираж 826 Подписи омитета Совета Министров С бретений и открытий 35, Раушская наб., д. 4/5 ственногоо делам иэМосква, Ж 13035 Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Филиал 1 чит:."тель, первый вход которого подсо" единен к выходу второго сумматора"вы,читателя, второй вход - к выходу пятого сдвигающего регистра, при этом вторые входы второго и третьего сумматоров-вычитателей соединены с выхо" ,нами четвертого и пятого, сумматороврычитателей соответственйо, а вторые в;опы второго и третьего сдвигающих регистров подключены к второму входушестого сдвигающего регистра и к блоку управления соответственно.Источники инФормации, принятые во 8 внимание при экспертиэе:1. Авторское свидетельство СССР9 445042, кл, Ц 06 Г 7/38, 1973,2. Авторское свндетельство СССР9 484522, кл. Ст 06 Р 15/20, 1973,