Цифровой интегратор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюз Сееетсиих Социалистических Реепубпин. Кл.606 Х 1/О исоединением Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(53 1.3 88. 45) опублик ния описания 15,12,7 Авторыизобретения Б. анишевский, В. И. Омельченко и Л. БЛБЗИТаганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмы 3) Заявит 54) ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРАТ пол жен Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в специализированных вычислительных машинах, в частности в цифровых интегрирующих машинах.Известно устройство, позволяющее производить интегрирование и работающее по принципу цифровых дифференциальных анализаторов, содержащее сумматоры, регистры, логические цепи 11 .Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является цифровой интегратор, содержащий регистр множимого, первый вход которого соединен с первым выходом накопительного сумматора, второй вход соединен с первым выходом буферного регистра, соединенного первым входом и вторым выходом с блоком памяти, первый и второй выходы регист- ф ра множимого соединены с первыми входами первой и второй групп элементов И, соответственно, второй вход первой группы элементов И соединен с блоком управления, второй вход второй группы элементов И соединен с выходом регистра множителя, первый вход которого соединен с блоком памяти, выходы первой и второй групп элементов И соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого промежуточного регистра, соединенного выходомс входом накопительного сумматора,второй выход которого соединен со вто:рым входом буферного регистра, третийвыход - с первым входом второго промежуточного регистра, при этом второйвход второго промежуточного регистрасоединен с третьим выходом буферногорегистра, а первый выход - с третьимвходом первого промежуточного регистра 121,. Недостатком известных устройств является то, что при реализации алгоритмов интегрирования по формуламквадратичных или кубических параболтребуют по крайней мере двух умножений. Это приводит к до нительнымзатратам времени и сни ию быстродействия.Целью изобретения является повышение быстродействия цифрового интегратора. Это достигается тем, что в предлагаемый цифровой интегратор введенытретья группа элементов И и регистрпостоянной, вход которого соединен совторым выходом второго промежуточного регистра, а выход - с первым входомтретьей группы элементов И, при этомвторой вход третьей группы элементовИ соединен с блоком управления, а выход - со вторым входом регистра множителяИа чертеже представлена структурнаясхема описываемого цифрового интегратора, где 1 - буферный регистр, 2регистр множимого, 3 -регистр множите 5ля, 4 - первая группа элементов И,5 - вторая группа элементов И, бпервый промежуточный регистр, 7 - накопительный сумматор, 8 - второй промежуточный регистр, 9 - регистр постоянной, 10 - третья группа элементов И,Работа устройства показывается напримере реализации алгоритма интегрирования по формуле кубических парабол:)5Ьчк -ЗИЧ+(И+1/16)ьчР+(/вдч (1-2)1 2 Иьх, У, =УО" ьч-,ВУ,(1-2)=2 дч(1-1)-(/гч(1-2), И)Выполняется алгоритм следующей последовательности:4 Р 1 Р 1 3 =Е+Ег,Я =1/2 ьчр,+4/бьчр 24= Е э (/8 Ар(1-2), Я 5П= Е 42/3 ЬХ) Учк(1-2) =2 ЬУ(1-4)-(/2 ЬУ, (1-2),у:У(1-+ьч, (.1- (2)Произведение 2/3 Ь Х, необходимоедля всех блоков, вычисляется вначалерешения задачи. Множитель .2/3 из блока управления записывается в регистр3 множителя. Множимое ЬХ из бП посту"пает в регистр 2 множимого, и далееосуществляется умножение принятым вданном интеграторе способом, Полученное произведение 2(Ь д Х с накопительного сумматора 7 через второй промежуточный регистр 8 записывается в регистр 9 постоянной для запоминания.Реализация алгоритма (2) осуществляется в следующей последовательности, Для образования суммы Е 1 подынтегральная функция Ур; из БП записывается в буферный регистр 1. Далеечерез регистр 2 множимого, вторую группу элементов И 5 и первый промежуточный регистр б поступает в накопительный сумматор 7. Для получения4/2 Ур Функция Ур передается из регистра 2 множимого через первую груп- дпу элементов И 4 со сдвигом вправо наодин разряд на первый промежуточный регистр 6. В накопительном сумматоре 7производится суммирование 1/2 УР(с ранее записанной Функцией Ур . Получен.55ная сумма Е.( передается для запоминания иэ накопительного сумматора 7на второй промежуточный регистр 8.Сумма Ег получается аналогично.Приращение дчр, из БП записываетсяв буферный регистр 1, откуда передается в регистр 2 множимого и черезпервую группу элементов И 4 со сдвигом вправо на один разряд в первый пропРомежУточный РегистР б, Далее 1/2 ьчр;поступает в накопительный сумматор 7. 65 Для получения 1/16 дчр, величина 1/2 ьчрссумматора 7 поступает в регистр 2 множимого через первую группу элементовИ 4 со сдвигом вправо на три разрядав первый промежуточный регистр б. Полученная величина 1/16 дур складывается с записанной в накопйтельном сумматоре 7 величиной //2 ЬУр 1, Полученнаясумма Е 2 запоминается в накопитель,ном сумматоре 7,Величина Е образуется при слозжении величины Я и величины Егкоторая со второго промежуточного регистра 8 передается на первый промежуточный регистр 6 и суммируется свеличиной Е г, хранимой в накопительном сумматоре 7. Сумма запоминаетсяна накопительном сумматоре 7,Для вычисления величины Еь изБП на буферный регистр 1 запйсывается величина дУр(1- 2), которая поступает на регистр 2 множимого и далее через первую группу элементов И 4 сосдвигом вправо на три разряда на первый промежуточный регистр б. ПолученнаЯ величина 1(88 Ур О-г) пеРедается в накопительный сумматор 7 и суммируется с величиной Е з .Для вычисления произведения П величина Е 4 , .передается с сумматора7 на регистр 2 множимого, Множитель2/3 дх с регистра 9 постоянной через третью группу элементов И 10 записывается в регистр 3 множителя.При умножении анализируются двамладших разряда множителя 2 /3 д Х . Результат анализа в виде управляющихсигналов подается на вторую группуэлементов И 5, через которые множимое Е 4 с регистра 2 множимого взависимости от этих управляющих сигналов передается либо прямым кодом,либо дополнительным кодом, либо прямым кодом со сдвигом влево на одинразряд на первый промежуточный регистрб и в накопительный сумматор 7. Затем множитель сдвигается на регистре3 множителя на два разряда, осуществляется анализ следующих двух разрядов множителя и соответствующая передача множимого через вторую группуэлементов И 5 на первый промежуточный регистр б и накопительный сумматор 7. Этот процесс продолжается дотех пор пока проанализируются всеразряды множителя. В результате умножения Еь 2/ЗдХ образуется приращениеьу , которое передается с накопительного сумматора 7 через буферныйрегистр 1 в БПкДля получения величины о"У (1-2) ==гьчк(1-1)-1/гдч(1-2) из оп на бУФеРный регистр передается приращениедч(1 -2 ), которое через регистр 2множимого поступает на вторую группуэлементов И 5 и дополнительным концом записывается на первый промежуточный регистр б и далее в накопительный сумматор 7. С накопительного сум637833 Формула изобретения ЦНИИПИ Заказ 7108/40 Тираж 784 Подписное филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная,4 матора 7 дополнительный код прираще.ния Ь Ч 11-2)передается через регистр 2 множимого, первую группу элементов И со сдвигом вправо на один разряд и далее величина - 1)2 ЬМ(1-2) посту-пает на первый промежуточный регистр б и накопительный сумматор 7, где она запоминается. Приращение ЬЧ 14-1) из бП поступает на буферный регистр 1, регистр 2 множимого, вторую группу элементов И 5, где сдвигается влево на один разряд, первый промежуточный регистр 6 и далее величина 2 ьч(1-1) 1 О суммируется на накопительном сумматоре с величиной -12 ьч 6-2).с накопительного сумматора 7 ДЧ 1-2)через буферный регистр 1 записйвается в запоминающее устройство, 15,Для вычисления функции Ч; =ЧБ) приращение ЬЧ 1-1)с регистра 2 мйожимого через вторую группу элементов И 5 передается прямым кодом на первый промежуточный регистр б и запоминает ся на накопительном сумматоре 7.Далее из ЬП на буферный регистр 1 записывается величина Ч 1-1), которая передается через регистр 2 множимого, первую группу элементов И 4 и первый промежуточный регистр б нанакопительный сумматор 7 и суммируется с приращением ЬЧк 11-1). Вычисленная функция Мк; с накопительного сумматора через буферный регистр 1 записывается в бП Цифровой интегратор, содержащий регистр множимого, первый вход которого соединен с первым выходом накопительного сумматора, второй вход соединен с первым выходом буферного регистра,соединенного первым входом и вторымвосходом с блоком памяти, первый и второй выходы регистра множимого соединены с первыми входами первой и второй групп элементов И, соответственно, вторбй вход первой группы элементов И соединен с блоком управления,второй вход второй группы элементовИ соединен с выходом регистра множителя, первый вход которого соединенс блоком памяти, выходы первой и второй групп элементов И соединены соответственно с первым и вторым входамипервого промежуточного регистра, соединенного выходом с входом накопительного сумматора, второй выход которогосоединен со вторым входом буферногорегистра, третий выход - с первым входом второго промежуточного регистра,при этом второй вход второго промежуточного регистра соединен с третьимвыходом буферного регистра, а первыйвыход - с третьим входом первого промежуточного регистра, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что с целью повышения быстродействия, в него введенытретья группа элементов И и регистрпостоянной, вход которого соединен совторым выходом второго промежуточного регистра, а выход - с первым входом третьей группы элементов И, приэтом второй вход третьей группы элементов И соединен с блоком управления,а выход - со вторым входом регистрамножителя,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРВ 310247, кл, Ц 06 Г 7/38, 1970,2. Авторское свидетельство СССРР 369590, кл. б 06 Х 1/02, 1973.