Устройство для преобразования координат

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 60055 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬС ополнительное к авт. свид-ву 568947(22) Заявлено 28.0 77 (21) 2447448/1 с присоединением заявки23) Приоритет мит сударствениь СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗО КОО Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано для аппаратной реализации операций преобразования и поворота осей системы прямоугольных координат.Известно устройство для преобразования координат по авт. св.568947, содержащее блок управления, блок памяти, первый сумматор-вычитатель, пять сдвигающих регистров, элемент И, причем первый выход блока управления соединен с первыми входами блока памяти и сдвигающих регистров, второй выход блока управления соединен со входом элемента И, первый выход блока памяти через элемент И соединен со вторым входом первого сдвигающего регистра, первый выход второго сдвигающего регистра соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом второго сдвигающего регистра, два сумматора-вычитателя, узел анализа знака и коммутатор, причем второй выход блока памяти и первый выход первого сдвигающего регистра соединены с первым и вторым входами второго сумматора-вычитателя, выход которого соединен с третьим входом первого сдвигающего регистра, выходы третьего и пятого сдвигающих регистров соединены с первым и вторым входами третьего сумма 5(43) Опубликованоделам изобретений тора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом третьего сдвигающего регистра, выход четвертого сдвигающего регистра соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя, вторые выходы второго и третьего сдвигающих регистров соединены соответственно со вторыми входами пятого и четвертого сдвигающих регистров, третий выход блока управления через последовательно соединенные коммутатор и узел анализа знака соединен с третьими входами сумматоров-вычитателей, входы коммутатора соединены со вторыми выходами первого и второго сдвигающих регистров.С помощью этого устройства можно выполнять операции преобразования прямоугольных координат в полярные или преобразования полярных координат в прямоугольные. Для получения результатов поворота осеи координат с высокой точностью это устройство не предназначено.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности поворота осей координат без погрешности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительно первый и второй сумматоры-вычитатели, блок элементов И, первый - четвертый сдвига 66005565 ющие регистры, причем первые входы всех сдвигающих регистров соединены с четвертым выходом блока управления, пятый выход которого соединен с первым входом блока элементов И, выходы первого и второго дополнительных сумматороввычитателей соединены со вторыми входами первого и второго дополнительных сдвигающих регистров, первые выходы которых соответственно соединены с первыми входами первого и второго дополнительных сумматоров-вычитателей, вторые выходы первого и второго дополнительных сдвигающих регистров соединены со вторыми входами третьего и четвертого дополнительных сдвигающих регистров соответственно, выходы которых соединены со вторыми входами второго и первого дополнительных сумматоров-вычитателей соответственно, к третьим входам которых подключен выход узла анализа знака, третий выход первого дополнительного сдвигающего регистра соединен со вторым входом блока элементов И, выход которого соединен с трстьи.л входом второго сдвигающего регистра,На чертеже представлена блок-схема устройства для преобразования координат.Устройство содержит сумматоры-вычитатели 1 - 3, сдвигающие регистры 4 - 8, блок 9 памяти, элемент И 10, коммутатоз 11, узел 12 анализа знака, блок 13 управления, дополнительные с, мматоры-вычитатели 14, 15, дополнительные сдвигающие регистры 16 - 19 и блок элементов И 20, выходы 21 - 25 блока 13 управления.Входом устройства для координатной составляющей Х является вход сдвигакщего регистра 5. Входом устройства для координатной составляющей У является вход сдвигающего регистра 17, Входом устройства для угла, на который поворачиваются оси координат, является вход сдвигак)щего регистра 4.Выходом устройства для координатной составляющей Х является выход сдвигаю- щего регистра 6, для координатной составляющей У - выход сдвигающего регистра 5.Вычисление результата операции поворота осей систем координат осуществляется в два цикла. В первом цикле вычисления производится компенсация постоянной методической погрешности, т. е. деформация вектора, заданного координатными составлляющими Х и У, в К,= П/1+2 - 1/ раз,у:опутем дополнительного поворота на сумму угловых констант вида а;=агс 1 д 2 - , рав,2ную величине р=агсз 1 п 1/Кпо алгоритму г о 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У,= - Х У;. . - : У, - Ч,Х,2 1 У-. КХсоз Х,.=О Ху- Х, - ; Ч,У,2 - 1 Х-. ХК,.1 о - У 1.т - . 1, - Ч,7.,2. 1 .КУсов(-,.1 абота устройства в первом цикле вычисления выполняется следующим образом.Первоначально в регистр 4 из блока 9 памяти через элемент И 10 заносится зна 2чение р=агсз 1 п 1/К в регистр 5 заносится аргумент Х, в регистр 17 заносится аргумент У. Содержания регистров 6 - 8, 16, 18 - 19 равны нулю. Вход узла 12 анализа знака соединен со знаковым разрядом регистра 4. Поступающие с первого и четвертого выходов блока 13 управления тактовые импульсы в виде последовательности (серии) в каждой итерации сдвигают содсрвния рсгистров 7, 8, 18 и 19, продвигают содержания регистров 4 - 8, 16 - 19 на входы сумматоров-вычитателей 1 - 3, 14 и 15 и поразрядно продвигают со второго выхода блока 9 памяти на второй вход сумматора-вычитателя 2 очередную константу. С выходов сумматоров-вычитателей полученные результаты записываются младшими разрядами вперед в освобождающиеся при сдвиге старшие разряды регистров 4 - б ц 16, 17 и продвигаются к их началу, В соответствии со знаком содержания регистра 4 узел 12 анализа знака устанавливает режим работы сумматоров-вычитателей на следующей итерации. При положительном знаке сумматоры-вычитатели 1, 2 и 15 работают в режиме вычитания, а сумматорывычитатели 3 и 14 - в режиме сложения. При отрицательном знаке их режим работы изменяется на обратный,После выполнения (П+1) итераций по (и+т) тактов каждая, где п - число разрядов аргумента, т - число дополнительных разрядов для компенсации усечения чисел при сдвиге, в регистре 4 находится нулевое значение, в регистре 6 - значение деформированной координатной составляющей Х, в регистре 16 - значение деформированной координатной составляющей У.Во втором цикле вычисления производится собственно поворот осей системы координат по алгоритму Волдера 64 - 6 О,: 1 = 9,. - Чр,. Ид -+ О,+1 при й -. ОЧ,. = з 1 дп 9, =- в 1 при 8,.(0, У, У/К У,д - У - Ч,Х,2 -У Г. о: /Кп Х 1 1: Х Г Ч У 2 Первоначально в регистр 4 заносится аргумент 0 - угол, на который требуется повернуть оси системы координат, содержания регистров 6 и 16 оставляют без изменений. По сигналу с пятого выхода бло 660055ка 13 управления содержание регистра 16 через блок элементов И 20 переписывается в регистр 5.Дальнейший процесс вычисления аналогичен вышеописанному. При этом с четвертого выхода блока 13 управления тактовые импульсы не подаются, так как сумматорывычитатели 14 и 15 в этом цикле вычисления не участвуют.После окончания (и+1) итерации в ре гистре 5 находится значение координатной составляющей в новой системе координат Г=УсозО - Хз 1 пО, в регистре 6 находится значение координатной составляющей Х= ХсозО+ Уз 1 пО, 15Время выполнения двух циклов вычисления в тактах равно Т=2 п+8 п+6.Точность вычисления определяется длиной разрядной сетки регистров устройства.Использование предложенного устройст ва позволяет дополнительно производить операцию поворота осей системы прямоугольных координат, причем компенсация постоянной методической погрешности осуществляется в одной и той же структуре, 25 Формула изобретенияУстройство для преобразования координат по авт, св.568947, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности поворота осей координат, в него введены дополнительно первый и второй сумматоры-вычитатели, блок элементов И и первый, второй, третий и четвертый сдвигающие регистры, причем первые входы всех сдвигающих регистров соединены с четвертым выходом блока управления, пятый выход которого соединен с первым входом блока элементов И, выходы первого н второго дополнительных сумматоров-вычитателей соединены со вторыми входами первого и второго дополнительных сдвигающих регистров, первые выходы которых соответственно соединены с первыми входами первого и второго дополнительных сумматоров-вычнтателей, вторые выходы первого и второго дополнительных сдвигавших регистров соединены со вторыми входами третьего н четвертого дополнительных сдвигающнх регистров соответственно, выходы которых соединены со вторымн входамн второго и первого дополнительных сумматоров-вычитателей соответственно, к третьим входам которых подключен выход узла анализа знака, третий выход первого дополнительного сдвигаю- щего регистра соединен со вторым входом блока элементов И, выход которого соединен с третьим входом второго сдвигающего регистра.