Вычислительное устройство

(50 4 ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ может быть привания координанстве. Целью гг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ОПИСАНИ(56) Авторское свидетельство СССР Ф 445042, кл. 6 06 Р 7/38, 1973.Авторское свидетельство СССР У 959071, кл, С 06 Г /544, 1982. (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и менено для преобраз в трехмерном простр изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит блок 1поворота вектора,. регистры 2-4, коммутаторы 5-7, сумматоры-вычитатели8-10, дешифратор 11, счетчик 12,блок13 управления. Устройство позволяетосуществлять вращение вокруг трехосей в трехмерной системе координатна основе итерационного алгоритмаВолдера. В отличие от традиционныхразновидностей алгоритма Волдера вустройстве поворот осуществляется спостоянным шагом, что приводит к упрощенной структуре управляющей частиустройства. 2 ил.(2) Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть использовано для преобразования координат в трехмерном пространстве.Цель йэобретения - упрощение устройства за счет выполнения поворота вектора с постоянным шагом.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления,Устройство содержит блок 1 поворота вектора, первый 2, второй 3 и третий 4 регистры, первый 5, второй б и . третий 7 коммутаторы, первый 8, второй 9 и третий 1 О сумматоры-вычитатели, дешифратор 11, счетчик 12, блок 13 управления, вход 14 первого аргумента, вход 15 второго аргумен- та, вход 16 третьего аргумента, вход 17 четвертого аргумента, вход 18 вида преобразования, группу тактовых входов, 19, первый информационный выход 20, второй информационный выход 21, третий информационный выход 22, выход 23 сигнала окончания поворота, первую группу выкодов .24 блока управления, первый выход 25 блока управления, вторую группу выходов 26 блока управления.Блок управления содержит шифратор 27, распределитель 28 импульсов,триггер 29, первый 30, второй 31 и третий 32 элементы И.Устройство функционирует следую-. щим образом,Вычисления в устройстве осущест" вляются в соответствии с алгоритмамиг вращение вокруг оси Х на угол Х;= Ха,- 0,1,2 М/2О) У 1 о = о ь Е 1 о =Е а 1 4 О = 1здп 1 при , 0 Л, =0 при . =0 вращение вокруг оси д на угол 6: Х 2;,=Х а. -ЛзЕ а; 2вращение вокруг оси 2 на угол Е: 311 Э 1 Е 3121 41Э Е - Е-Лр 2 (3) д = 0,1,2 Е/2 , Хэа Х Д Уьа = У Ф Яа =С 1 здцп Е при Е; 0 О при Е. =0 Вращение по алгоритмам (1)-(3) в отличие от традиционных разновидностей алгоритма Волдера осуществляется на всех итерациях д с постоянным шагом З 1. = 2Перед началом вычислений в регистры 2-4 по входам 14-16 заносятся координаты Х , У Е, соответственно, а в счетчик 12 по входу 17 значение угла. Перед выполнением каждого из преобразований (1)-(3) на входе 18 выставляется код вида преобразования, по которому блок 13 по первому выходу 25 управляет коммутаторами 5-7. Управление режимами работы сумматоров-вычитателей 8-10 осуществляется по сигналам на второй группе выходов 26 блока 13 управления, вырабатываемым на основании знака угла и кода вида преобразования в соответствии с алгоритмами (1)- (3) .Вычисления начинаются по сигналу "Работа", поступающему по входу 19, по которому блок 13 на первой группе выходов 24 выдает сигналы сдвига информации в регистрах 2-4. При выпол нении преобразования (1) коммутатор5 закрыт, коммутатор 6 соединяет выход регистра 4 (Е; 2) с входом сумматора-вычитателя 9, а коммутатор 7 соединяет выкод регистра 3 (д", 2 ) с входом сумматора-вычитателя 10. На (д+1)-й итерации координаты Х У 2,. с выходов регистров 2-4 поступают на входы сумматоров-вычитателей 8-10.соответственно. Так как коммутатор 5 закрыт, координата перезаписывается через сумматор-вычитатель 8, оставаясь на всех итерациях неизмен- ной. На сумматоре-вычитателе 8 вычисляется новое значение координаты д-к11+1 У 1 Лцг 21 2 а на сумматоре-вычитателе 10 - новое значение координаты которые записываются .в регистры 3 и30 35 40 50 з134 соответственно. В конце каждой ите.рации +1 на счетный вход счетчика12 .с блока 13 управления поступаетсчетный импульс, и содержимое счетчика уменьшается на единицу.В счетчик 12 записан обратный кодугла. Выдача на каждой итерациина его счетный вход сигнала "+1" (свесовым коэффициентом 2) эквивалентно вычитанию. При полной отработкеугла срабатывает дешифратор 11 и поего сигналу блок 13 управления отключает на шине 24 сдвиговые серии. Вычисления заканчиваются. На выходе 23блока 13 управления выставляется сигнал окончания преобразования,Аналогичным образом выполняютсяпреобразования (2) и (3).Блок управления функционирует следующим образом. Код преобразованиязадается трехразрядной шиной 18, каждый разряд которой задает определенный вид преобразованияПо этим сигналам непосредственно управляютсякоммутаторы 5-7. На выходах шифратора 27 вырабатываются сигналы управления сумматоров-вычитателей 8-10.На выходе шифратора 27 ф обозначен режим работы сумматоров-вычитателей,а номер указывает, к какому сумматору-вычитателю данный режим относится.Третий элемент И 32 в первом тактепо сигналу 19.2 итерации включаеттриггер 29 и второй элемент И 31 разрешает выдачу сдвиговых серий на регистры 2-4. На первом элементе И 30в последнем такте итерации вырабатывается сигнал, поступающий на счетный вход счетчика 12. После полнойотработки угла сигнал с дешифратора11 обнуляет триггер 29 и выдаетсясигнал 23 окончания повооота.Формула изобретенияВычислительное устройство, содер/жащее блок поворота вектора, содержащий три регистра, три сумматора-вычитателя и три коммутатора и блок управления, причем входы первого, второго и третьего аргументов устройствасоединены с первыми информационнымивходами соответственно первого, второго и третьего регистров, вторые инФормационные входы которых соединеныс выходами соответственно первого,второго и третьего сумматоров-вычитателей, входы первых операндов, первого, второго и третьего сумматороввычитателей соединены с выходами первого, второго и третьего регистровсоответственно, входы вторых операндов и первого, второго, третьего сумматоров-вычитателей соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего коммутаторов, синхронизирующие входы и входы сдвига первого,второго и третьего регистров соединены соответственно с первым и вторым выходами первой группы блока управления, первый выход которого соединенс управляющими входами соответственно второго, третьего и первого коммутаторов, первый, второй и третийвыходы второй группы блока у равления соединены с управляющими входами сумматоров-вычитателей, с первого по третий выходы первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей соединены соответственно с первым, вторым и третьим информационными выходами устройства, второй выход блока управления является выходом сигнала окончания поворота устройства, вход вида преобразования и группа тактовых входов устройства соединены соответственно с одноименным входом и группой входов блока управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства за счет выполнения поворота вектора с постоянным шагом, устройство содержит счетчик и дешифратор, причем информационный вход счетчика соединен свходом четвертого аргумента устройства, счетный вход счетчика соединенс третьим выходом блока управления,информационные выходы счетчика соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входом признака нуля угла блока управления, вход анализа знака которого соединен с выходом старшего разряда счетчика, выход первого регистра со сдвигом на К разрядов в сторону младших разрядов (К - константа поворота) соединен с первым информационным входом второго и третьего коммутаторов, выход второго регистра со сдвигом на К разрядов в сторону младших разрядовсоединен с первым информационным входом первого и вторым информационным входом третьего коммутаторов, выход третьего регистра со сдвигом на Кразрядов в сторону младших разрядовсоединен с вторыми информационнымивходами первого и второго коммутаторов.1361546 Ю 8. 8 Составитель С.К Техред А.Кравч иков едактор Н.Туп Коррек Король Заказ 6291/48 Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектн Тираж 671 НИИПИ Государств по делам изобр 13035, Москва, Ж