Устройство для вычисления функций

(1 ) 660059 Сова еоввтскик Социалистических Республик(51) М Кле6 06 Г 15/ заявки ЛЪ с присоединен нын комнтв стров СССР(23) Приорит сударств вета Мин(088.8) о делами от обретенытий 2) Авторы изобретения Гусев и В. Н, Ахметов) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ ысо- ций декартовы коорди Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и можетбыть использовано в устройствах цифровых разверток, в устройствах цифровогоавтоматического управления, в тригонометрических вычислителях, в устройствах аппаратурной реализации средств математического обеспечения ЦВМ и других, дляпреобразования декартовых координат вполярные, а также для определения параметров прямоугольного треугольника подвум линейным параметрам,Известны устройства преобразованияцифровых электрических сигналов, использующие операционные методы (1, однакоуказанные устройства имеют большое время вычисления.Все указанные устройства не дают вкой точности при вычислении функагс 1 о - (Х, У - натыуобъекта), особенно при значениях Х и Уодного порядка малости.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для вычисления функций, содержащее блок сдвига, подключенный входами квходным кодовым шинам Х и У устройства,в котором входные переменные Х и У сдвигаются в сторону старшего разряда (2. В его состав также входят преобразователь сигнала знака, схема обмена, блок сдвига, таблица преобразования, модификатор,Прототип основан на использовании таб личного метода, т. е. имеются запоминающие блоки таблиц значений функции, достоинством которого является малое число арифметических операций при выработке требуемых функций, возможность решения 10 ряда задач без значительного измененияструктуры устройства. Однако устройство характеризуется значительным объемом запоминающих блоков, кроме того, необходима схема обращения к этим запоминаю щпм блокам. Так, при табличном методедля вычисления только одной функции требуется и 2" бит, где п - число разрядов, что даже при п=16 составляет недопустимо большую величину порядка 10 ячеек 20 памяти.Целью изобретения является упрощениеустройства. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит компаратор, сумматор, счетчик искомо го угла, блок умножителей, первая группавходов которого объединена со входами блока сдвига, цифровой функциональный генератор, выходы которого соединены с группой входов блока умножителей, вход 30 сравнения компаратора через элемент ИЛИсвязан с первой парой выходов блок:. умножителей, установочные входы сумматора подключены ко входам Л устро 1 с 1 в 1, а другие входы соединены со в(орои нарои выходов блока умножителей, вторая группа ВХОДОВ КОГОРОГО ПОДК,110 сна к выхОДа 1 Х и У устройства, нр 1 Ием группа кодовых выходов 1 блока сдвига соединена с установочными входами компаратора, Выход которого св 51 зан со Входами ОстанОВа с)мматора и счетчика искомого угла,На чертеже представлена блок-с.,ема предлагаемого устройства,11 редлагаемое устройство содержит блок 1 сдвига, Осуществляющии операцию сдвига кодов переменных Х и 1, блок 2 умножителей, для )множения кодов син)са и косинуса на коды входных переменных Л и У, цифровои функциональный генератор 3, для генерирования синусоидально меняющихся кодов, схему ИЛИ 4, компаратор 5, для сравнения вычисленных значений с заданными, сумматор б, для образования суммы двух вычисленных значений, счетчик 7 искомого угла для формирования кода искомого угла, схему Б управления, генератор 9 импульсов.Ко входам Л и У блока 1 сдвига подключены кодовые шины входных переменных, а также группа входов Х и У блока 2 умножителей, Выходы цифрового функционального генератора 3 соединены с другими входами блока 2 умножителей. Вход сравнения компаратора 5 соединен через схе 1) И 1 И 4 с одной нарой выходов блока 2 )множитслеи, а установочные входы указанного компаратора подключены к группе кодовых выходов У блока 1 сдвига, ",установочные входы сумматора б подключены ко входам Л переменной блока 1 сдвига; другис входы указанного сумматора соединены с другой парой выходов блока 2 умножителей,Группы входов Хи У, блока 2 умножителей подключены к кодовым выходам Ли Уа блока 1 сдвига. Выход компаратора 5 соединен со входами остановки сумматора б и счетчика 7 искомого угла, счетный вход которого через схему Ы управления соединен с генератором 9 импульсов.Рассмотрим работу предлагаемого устройства для случая определения гипогенузы А и одного из углов 0 по двум известным катетам Х и У.Входные перемснныс Х и У в виде параллельного двоичного кода остуа(от на вход блока 1 сдвига, где происходит сдвиг переменных Л и У влево до появления старшей значащей единицы наибольшей нз входных переменных Х и У в старшем разряде, при этом число сдвигов входных переменных одинаково. Так, например, если Х=00001010, У=00100110, то на вь.:ходе блока 1 сдвига получим сдвинутые коды входных переменных Х=00101000,5 10 15 20 эг 30 35 40 45 50 5 60 65 У= 10011000, т. е, Х = Х 2", У= У 2 т, где К=2.Далее, сдвинутыс коды входных переменных поступаюГ на группы входов Ха, Уа блока 2 умно)китс;ей(, где первой парой дВОичных ул(ножисс 1, входящих В состаВ блока 2, производится умножение указанных кодов на синусоидальный и косинусоидальный числоимпульсный код, подаваемый с цифрового функционального генератора 3 на входы синуса и косинуса блока 2 умножителей.Причем цифровой функциональный генератор вырабатывает коды синуса и косинуса, сдвинутые друг относительно друга па один такт. На выходах указанных двоичных умножителей получаем числоимпульсные коды Х, з(ГО и У сокО, которые через схему ИЛИ 4 поступают на вход сравнения компаратора 5, функцию которого выполняет вычитающий счетчик, который в начальный момент устанавливается в положение, равное величине У,.Через некоторое время Т после начала счета, при выполнении условия Х з(п 0= = У,СОВ 0 компаратор 5 устанавливается в нулевое положение и на его выходе вырабатывается сигнал, поступающий на входы остановки сумматора б и счетчика 7 искомого угла, Таким образом, время 7 пропорционально углу 0== агс 1 р -ХНа группы входов Х и У блока 2 умножитслей пода 10 тся кОды Входных Г 1 еременных Х и У, Вторая пара двоичных умножителей вырабатывает числоимпульсные последовательности проВведений Х созд и У зп 0, поступающие на входы сумматора б, фукцию которо( о Выполняет рсверсивный двоичный счетчик, код произведения Х сов 0 подается на счетный вход вычитания, а код У В(п 0 на счетный вход сложения, Причем сумматор б в начальный момент устанавливается в положение, равное величине Х. 11 ри поступлении сигнала с выхода компаратора 5 на вход остановки сумматора б, с выходов последнего получаем величину Х соз 0+ У з(п 0 = х+у, т, е. величину искомой стороны прямоугольного треугольника. Счетчик 7 искомого угла производит подсчет количества импульсов генератора 9 за интервал времени 7, соотвстств, ю(ций измеренному углу 0= - агс 1 д - .Л Схема 8 управления коммутируст импульсы генератора 9 на вход слокения нри вычислении 0 или на вход вычитания при вычислении угла 90 - -О.Г 1 ри решении прямоугольного треугольникапо гипотенузе и катету код гипотенузы подается на кодовые шины входной переменной Л, а код катета -- на кодовые шины переменной У. 11 ри этом на блок 2 умножителей подается команда, запрещаю660059 Составитель В. Субботин Герцен Техред Н. Строганова Корректоры: Л. Брахнин и А. ГалаховТппатк 779 ССР по дса и.обретении 5, Раунскс: ак. д. 4,5Подппспоотк 1. Й ппография, пр. Сапунова,щая выработку произведений вида У созО и У з 1 пО. Работа схемы происходит в дальнейшем аналогично работе схемы, описанной выше.Введение в устройство, содержащее блок сдвига, блока умножителей, компаратора, схемы ИЛИ, сумматора, счетчика искомого угла и наличие указанных вьше связей между блоками, позволяет по сравнению с известной схемой прототипа исключить сложные и громоздкие запоминающие блоки, включающие таблицы значений для выУчисления функции О=агс 1 д - и А=У х 2+у,Хдля реализации которых необходимо, как было указано выше, 10 ячеек памяти при длине слова в 16 разрядов. Представляется возможным также исключить схему обмена и модификатор, представляющий собой сдвиговый контур, управляемый сигналами решающего контура блока сдвига.Кроме того, по сравнению с прототипом решение задачи определения параметров прямоугольного треугольника по катету и гипотенузе производится без замены каких- либо блоков устройства. Формула изобретенияУстройство для вычисления функций, содержащее блок сдвига, подключенный входами к входам Х и У устройства, отл и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит компаратор, сумматор, с стчик искомого угла, блок умножителей, первая группа входов которого объединена со входами блока сдвига, цифровой функциональный генератор, выходы которого соединены со второй группой входов блокамножителей, вход сравнения компа ратора через элемент ИЛИ связан с гервойпарой выходов блока умножителей, установочные входы сумматора подключены ко входам Х устройства, а другие входы соединены со второй парой выходов блока ум ножителей, вторая группа входов которогоподключена к выходам Х и У устройства, причем группа кодовых выходов У блока сдвига соединена с установочными входами компаратора, выход которого связан со 20 входами останова сумматора и счетчикаискомого угла. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 25 1. Патент Великобритании1331410,кл. ,.т 4 А, 1973.