Функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ц 4 6 06 Р 7 54 РЕТЕНИЯ зног иков следо - Элек 14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Краснодарское отделение Всесоордена Трудового Красного Знамени нисследовательского института истотока(56) Смолов В. Б, Функциональныеразователи. - Л.: Энергоиздат, 1981,с. 22 - 24.Горовой В. В. и др. Регистр повательного приближения К 155 иР 17.тронная промышленность, 1978,8Авторское свидетельство СССР1019444, кл. б 06 Р 7/544, 1982.(57) Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить время формирования значения функции, соответствующей заданному аргументу. Устройство содержит входной регистр 2, выходной регистр 8, генератор 5 тактовых импульсов, блок 3 памяти, коммутатор 6, схему 4 сравнения, регистр 7 последовательного приближения с соответствующими связями. Принцип работы основан на использовании блока 3, в котором записаны ординаты функции, обратной заданному функциональному преобразованию, и записи значений в регистр 7. 2 табл.,1 ил.(3) 45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано вцифровых вычислительных и измерительныхустройствах, в частности в системах моделирования и обработки данных в реальном масштабе времени,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.На чертеже изображена функциональнаясхем а функционального преобразователя.Функциональный преобразователь содержит вход 1 аргумента преобразователя,входной регистр 2, блок 3 памяти, схему 4сравнения кодов, генератор 5 тактовых импульсов, коммутатор 6, регистр 7 последовательного приближения, выходной регистр 8,выход 9 преобразователя,В блоке 3 памяти записаны ординатыфункции, обратной заданному функциональному преобразованию.Управление коммутатором 6 обеспечиваетподключение выхода Х) Х схемы 4 сравнения для случая функционального преобразования монотонно возрастающей функциии выходы Х(Х 1 - для случая монотонноубывающей функции к информационномувходу регистра 7 (в соответствии с принятыми в описании обозначениями Х - код аргумента функции по выходу регистра 2, Х -код аргумента функции по выходу блока3 памяти),Таким образом, переключение коммутатора 6 производится только в случае перехода от функционального преобразованияс одним типом монотонности к функциональному преобразованию с другим типоммонотонности. Так, в частном случае использования предлагаемого функционального преобразователя для реализации только одногофункционального преобразования вместокоммутатора 6 может использоваться непосредственное соединение требуемого выхода схемы 4 сравнения с информационнымвходом регистра 7.В качестве регистра 7 можно использовать микросхему К 155 иР 17, выводы которой подключаются следующим образом:информационный вход (вход Р) соединен свыходом коммутатора 6; тактовый вход(вход С) - с выходом генератора 5; выходы Ро и Я, не используются; вход подключается к входу 1 логического нуля преобразователя; на вход начальной установки(вход 8) подается импульс запуска функционального преобразователя, по временисовпадающий или запаздывающий относительно импульса записи аргумента функцииво входном регистре 2, В частном случаевход 5 может быть непосредственно(или через инвертор) соединен с входомуправления записью во входной регистр 2;об окончании цикла преобразования свидетельствует переход из состояния логической единицы в состояние логического ноляпо выходу (Х+ 1)-го разряда регистра 7,где М - количество двоичных разрядов, используемое для представления функции, В частном случае равенства Х разрядности регистра 7 об окончании цикла преобразования свидетельствует переход в состояние логического ноля выхода СС, При М меньшем разрядности регистра использование Я+1)-го разряда регистра , а не выхода СС позволяет дополнительно сократить время преобразования,Преобразователь работает следующим образом,Цикл работы функционального преобразователя начинается с записи кода аргумента функции Х во входной регистр 2. Одновременно производится установка начального состояния регистра 7 последовательного приближения. В начальном состоянии во всех разрядах регистра 7, за исключением старшего, установлены единицы. При этом на информационных выходах блока 3 памяти устанавливается значение аргумента Х, соответствующее значению функциин-гУ= Х 2. (1) В результате сравнения кодов Х и Х по выходу схемы 4 сравнения формируется сигнал управления регистра Р, равный логической 1 при Х) Х в случае монотонно возрастающей функции и 0 при Х(Х 1 в случае монотонно убывающей функции.В соответствии с принципом работы регистра 7 последовательного приближения по приходу первого (после подачи импульса начальной установки) тактового импульса с генератора 5 значение Р записывается в старший разряд регистра 7 и на его выходе устанавливается значение функции где Р 1 - значение Р на первом шаге цикла преобразования.На 1-м шаге преобразования значение аргумента функции Х сравнивается с Х;, для которого и по выходу схемы 4 сравнения вырабатывается управляющий сигнал Р. За 1 Ч тактов генератора 5 в регистре 7 устанавливается значение функции у(Х) с приведенной погрешностью не более 1/2" +. Цикл работы функционального преобразователя заканчивается по переднему фронту (1 М+ 1)-го тактового импульса. При этом перепад логических уровней, возникающий по выходу младшего разряда регистра 7, инициирует запись полученного значения функции в выходной регистр,Рассмотрим алгоритм работы устройства на примере реализации функционального преобразования(4) у/ Х 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 Таблица 2 0 1 0 О 0 1 1 1 1 00010101 1 Р.-1 0 0 1 1 1 1 00010101 1 В, - 1 1 0 1 1 1 1 00010101 1 0; - 1 для случая представления функции четырех- разрядным двоичным кодом (Х= 4) и аргумента функции восьмиразрядным двоичным кодом.В соответствии с описанием работы функционального преобразователя в блоке 3 10 памяти записаны значения функции, обратной (4), т.е.- Я(28 - 1)Х(2 - 1) В формуле (5) учтено, что максимальному значению аргумента функции Х,= =ф( - л) должен соответствовать двоичный1532 20код Х= 11111111(28 - 1), а максимальному значению функции У,= - л532код11 1111(24 1)Рассмотрим работу конкретной реализа ции функционального преобразователя, в котором в качестве регистра 7 используется микросхема К 155 иР 17, вход Т которой объединен с входом управления записью во входной регистр 2, а выход Я 7 с входом управления записью в выходной регистр 8 (при 30 этом предполагается, что запись информации в регистр 2 осуществляется по. отрицательному импульсву, а в регистр 8 по отрицательному фронту на входе управления записью. Подобный принцип управления записью в регистр всегда может быть реали- З 5 зован при введении дополнительных схем формирования сигналов записи).Поскольку в данном случае производится вычисление значений монотонно возрастающей функции, то к информационному входу регистра 7 через коммутатор б подключен выход Х) Х схемы 4 сравнения. В блоке 3 памяти записаны значения функции (5), приведеыные в табл. 1. 000000000 00000011 00000101 00001000 00001010 00001101 00010001 00010101 00011001 00011111 00100110 00110010 00111101 01010011 01111110 11111111 Временная последовательность состояний основных входов и выходов фукционального преобразователя приведена в табл. 2.Пусть на вход функционального преобразователя подается значение аргумента Х= 0011 0111.На интервале времени 1 - 1 производится запись этого значения Х во входной регистр 2 по отрицательному импульсу на входе управления записью в регистр 2. По этому же импульсу производится начальная установка регистра 7. Состояния выходов 911, Я 1 о, Ъ, Я 8 регистра 7 при этом определяют состояния выходов блока 3 памяти Х 1 (в соответствии с табл, 1), По выходу Х) Х схемы 4 на интервале времени 1 з - 11 устанавливается значение, равное логической единице.По переднему фронту тактового импульса (1 з - 14) производится запись этого значения в разряд Я 1 регистра 7 и установка разряда Я 1 о в состояние логического ноля. Изменение кода по выходу регистра 7 приводит к изменению кода по выходу блока 3 памяти (в соответствии с табл. 1) и значения сигнала по выходу схемы 4 ( в соответствии со знаком разности Х - Х 1). По приходу переднего фронта следующего тактового импульса (15 - 16) информация с выхода схемы 4 записывается в разряд 9 о регистра 7, а разряд Я 9 устанавливается в ноль.Определяется новое значение по выходусхемы 4 в соответствии с входным кодом Х и новым значением кода по выходу блока 3 памяти, Формируемые значения Х) Х по выходу схемы 4 обеспечивают поразрядное приближение кода по выходу регистра 7 к искомому значению функции, По переднему фронту импульса с генератора 5 (19 - 1 о) происходит переход разряда Я 7 в ноль, по которому полученное значение функции У записывается в выходной регистр 8 (до этого момента времени в регистре 8 хранится значение функции У, вычисленноеранее - Р; ).При поступлении нового импульса записиво входной регистр цикл определения значения функции повторяется.Формула изобретенияФункциональный преобразователь, содержащий входной регистр, информационный вход которого является входом аргумента преобразователя, блок памяти, генератор тактовых импульсов, коммутатор, выходной регистр, схему сравнения, первый и второй информационные входы которой подключены к выходу входного регистра и к выходу блока памяти соответственно, адресный 40 вход которого соединен с информационнымвходом выходного регистра, выход которого является выходом преобразователя, вход управления коммутатора является входом задания возрастающей/убывающей функции преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен регистр последовательного приближения, выходы старших разрядов которого подключены к информационному входу выходного регистра, а выход младшего разряда подключен к входу разрешения записи выходного регистра, тактовый вход регистра последовательного приближения подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход данных регистра последовательного приближения подключен к вы ходу коммутатора, первый и второй информационные входы которого подключены к выходам Больше и Меньше схемы сравнения соответственно.