Устройство для вычисления коэффициентов полинома

(51) с 06 Р 15/32 РО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДВТОРСКОмм свиДЕтельСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 934480, кл. С 06 Г 15/31, 1982.2. Авторское свидетельство СССР У 734714, кл. С 06 Р 15/34, 1980 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОЛИНОМА, содержащее генератор импульсов, счетчик переменных, блок памяти констант, счетчик тактов, блок регистров, блок сравнения, первый и второй элементы задержки, умножитель, сумматор, о т л и - ч а й щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены шесть групп элементов И, второй и третий блоки умножения, вычитатель, блок памяти результата, вход значения П устройства ( - степень поли- нома) соединен с первым информационным входом блока сравнения, вход значения (и+1) устройства - с установочным входом счетчика переменных, вход коэффициентов устройства - с информационным входом блока регистров, выход непревышения порога блока сравнения соединен с входом первого элемента задержкй и с первыми входами элементов И первой, второй и третьей групп, выход превышения порога блока сравнения соединен с входом останова генератора импульсов, а второй информационный вход блока сравнения соединен с информационным выходом счетчика тактов, счетный вход которого объединен со счетным входом счетчика переменных и подключен к выходу генератора импульсов, вход второго эле-" мента задержки соединен с выходом первого элемента задержки, а выход - с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы элементов И первой группы соединены поразрядно с информационным выходом счетчика переменньж, а выходы - с первой группой информационньх входов умножителя, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами элементов И третьей группы, информационные выходы счетчика соединены поразрядно с адресными входами блока памяти констант и с адресными входами блока памяти результата, информационные. Я входы которого соединены поразрядно с выходами элементов И четвертой группы, а выходы - с первыми входами: элементов И пятой группы.и с выходом устройства, вторые входы элементов И Я пятой группы соединены с выходом генератора импульсов, а выходы - с первой группой информационных входов первого блока умножения, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами элементов И второй группы, первые вторые, третьи и четвертые выходы первого блока умножения соединены соответственно с первым и вторым информационными входами вычитателя и с первым и вторым информационными входами сумматора, выходы блока памяти констант соеди- фф иены с вторыми входами элементов И третьей группы, выходы блока регистров соединены с вторыми входамн элементов И второй группы, первые входы элементов И шестой группы соединены с выходами умножителя, вторые входы - с выходом первого элемента задержки,1130876 лы,а выходы - с первой группой информационных входов второго блока умножения, вторая и третья группы информационных входов которого соединены Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и можетбыть использовано в автоматическихСистемах управления,Известно устройство для вычисления 5значений полинома с комплексными коэффициентами, содержащее генераторимпульсов, счетчик, схему сравнения.,три регистра, восемь блоков умножения, два блока вычитания, четыре бло" 1 Ока сложения, блок памяти, блок элементов И, блок индикации 1,Недостаток этого устройства состоит в ограниченной области применения, 15 поскольку с его помощью нельзя вычислять коэффициенты полиномов заданного вида. Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для вычисления коэффициентовполиномаи Ка с =,П (у;+х "С),г 5где ух - действительные числа,содержащее блок ввода для параллельного приема переменных из АСУ, блокпамяти переменных, генератор импульсов, блок умножения, сумматор, первыйи второй блоки памяти результата,блок регистрации, узел формированияпервого импульса последовательности,семь элементов задержки, счетчик переменных, первый и второй счетчики,элемент НЕ, семь элементов И, триэлемента ИЛИ, блок сравнения и блокбуферной памяти с соответствующимисвязями 2 .Недостаток известного устройства -низкое быстродействие в случае его40применения для полинома с комплексными числами у, и х;. Кроме того, прирешении целого ряда задач, связанных.,например, с определением передаточнойфункции импульсных систем автоматического регулирования возникает нес выходами соответственно вычитателяи сумматора, а выходы - с вторымивходами элементов И четвертой груп 2обходимость вычисления коэффициентов полинома2: (а+За,) = (у +Зу" )+ . (1) .Цель изобретения в .повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается .тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, счетчик переменных, блок памяти констант, счетчик тактов, блок регистров, блок сравнения, первый и второй элементы задержки, умно- житель, сумматор, введены шесть групп элементов И, второй и третий блоки умножения,. вычитатель, блок памяти результата вход значения и устройства (и - степень полинома) соединен с первым информационным входом блока сравнения, вход значения (и+1) устройства - с установочным входом счетчика переменных, вход коэффициентов устройства - с информационным входом блока регистров, выход непревышения порога блока сравнения соединен с входом первого элемента задержки и с первыми входами элементов И пйрвой, второй и третьей групп, выход превышения порога блока сравнения соединен с входом останова генератора импульсов, а второй информационный вход блока сравнения соединен с информационным выходом счетчика тактов, счетный вход которого объединен со счетным входом счетчика переменных и подключен к выходу генератора импульсов, вход второго элемента задержки соединен с выходом первого элемента задержки, а выход - с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы элементов И первой группы соединены поразрядно с информационным выходом счетчика переменных,.а выходы - с первой группой информационных входов умножителя, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами элементов И третьей3 11308группы, информационные выходы счетчика соединены поразрядно с адреснымивходами блока памяти констант и с адресными входами блока памяти резуль-.тата, информационные входы которого. соединены поразрядно с выходами элементов И четвертой группы, а выхоцы - .с первыми входами элементов И пятойгруппы и с выходом устройства, вторые входы элементов И пятой группы 10соединены с выходом генератора импульсов, а выходы - с первой группойинформационных входов первого блокаумножения, вторая группаинформационныхвходов которого соединена с выходамиэлементов И второй группы, а первые,вторые, третьи и четвертые выходыпервого блока умножения соединены соответственно с первым и вторым информационными входами вычитателя и с 20первым и вторым информационными входами сумматора, выходы блока памятиконстант соединены с вторыми входами элементов И третьей группы, выходы блока регистров соединены с 25вторыми входами элементов И второйгруппы, первые входы элементов Ишестой группы соединены с выходамиумножителя, вторые входы - с выходомпервого элемента задержки, а,выходы -З 0с первой группой информационных входов второго блока умножения, втораяи третья. группы информационных входов которого соединены с выходамисоответственно вычитателя и сумматора, а выходы - с вторыми входамиэлементов И четвертой группы.Работа устройства основана наследующих рекуррентных соотношенияхдля вычисления (1)40а =(а.,у +а, у ) (и+1-1 с) Ьк,К"=1 - ,и,(2)и 1где а =1 а =О Ъ =- - значение к-й 45о ф о ф кячейки блокапамяти, переменных.На чертеже представлена структурная схема устройства.. 50Устройство содержит входы блок 1 памяти результата, генератор 2 импульсов, счетчик 3 переменных, блок 4 памяти констант, счетчик 5 тактов,. блок 6 сравнения, первая группа эле ментов И 7, умножитель 8, блок 9 регистров, первый элемент 10 задержки, вторая и третья группа элементов И 11 76 4и 2, вт.орой элемент 13 задержки, первый блок 14 умножения, четвертая, пятая и шестая группа элементов И 15- 17, вычитатель 18, сумматор 19, второй блок 20 умножения. Кроме того, в устройстве имеются вход 21 значения и, вход 22 значения (и+1) (и - степень полинома), вход 23 коэффициентов, выход 24 устройства.Устройство работает следующим образом.В блок 4 памяти записываются константы Ь=1/1 с Ос=1,2;,1.). Перед началом работы устройство приводится в исходное состояние: в блок 9 регистров записываются нули, счетчик 5 обнуляется; в блоке 1 памяти результатов для ао записывается Единица, а в остальные ячейки записываются нули; По входам устройства в регистр блока 6 сравнения заносится значение и, в счетчик 3 переменных - (и+1), в блок 9 регистров - значения у и уЯ. По окончании ввода включается генератор 2 импульсов, который вычитает единицу из содержимого счетчика 3 переменных и прибавляет единицу к счетчику 5, а также разрешает прохождение содержимого Ос)-х,ячеек блока 1 памяти результата через пятую группу элементов 16 И на блок 14 умножения. Содержимоесчетчика 5 поступает на блок 6 сравнения, где сравнивается со значением и. Если Мп, то сигнал через первый выход блока 6 сравнения поступает на входы групп элементов И 7 и .1 И и разрешает прохождение содержимого счетчика 3 переменных и содержимого 1 с-й ячейки блока 4 памяти переменных на умножитель 8, где происходит умножение Ь на (и+1-К) . Од новременно этот же сигнал поступает на вход группы элементов 11 И и разрешает прохождение содержимого регистров блока 9 регистров на блок,14 умножения, где происходит параллельное умножение1 й яа., на у, ана у, ана уа, на у.Соответствующие результаты умножения из блока 14 умножения поступают на блок 19 сложения и блок 18 вычитания, где вычисляются выраженияо и, ю / и яа:1 у фак-,"у и а- у аку Результаты этих операций поступают на блок 20 умножения. Сигнал блока1130876 60 ся в соответствующих ячейках блока 1 памяти результатов которые считываются по окончании вычислений на выход устройства,акаэ 9612/36оддисное е н. Проектная 6 сравнения, задержанный элементом 1 задержки, поступает на первый вход группы элементов 12 И и разрешает прохождение результата умножения с умножителя 8 на второй вход блока 20 5 умножения, где происходит параллельН ное вычисление коэффициентов а и а, которые через группу элементов 15 И поступают по разрешающему сигналу с элемента 13 задержки на блок 1 памяти результатов, записываются в К-е ячейки. При поступлении следующего импульса с генератора 2 импульсов работа устройства повторяется до тех пор, пока блок 6 сравнения, настроенный на Е=п, не даст импульс, срывающий работу генератора 2 импульсов.Результаты вычисления коэффициентов а и а полинома (1) накапливаютВ известном устройстве требуется:умножений п(п+3)/2, сложений п(п+3)//2, вычитаний п(п+3)/2. В предлагаемом устройстве требуется: умножений2 п, вычитаний и. При этом время вычисления только по количеству операций умножения сокращается в (п+3)/4раз. Так при п=17 время вычислениясокращается в 5 раз,Таким образом,.введение новых блоков, узлов и конструктивных связейпозволило существенно повысить быстродействие устройства для вычислениякоэффициентов полинома,