Устройство для вычисления тригонометрических функций

(51)4 С 06 Р 7 ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТНЕННЫ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕ 13 ц ВИБЛм;ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 3387/2408.8601.88. Бовский кий инстиЧувати о СССР1981. залога Сошпз.Ч,С,54) УСТРОИСТВОГОНОМЕТРИЧЕСКИХ 57) Изобретениычислительной спользовано вычислителях. Ц ЛЕНИЯ ТРИДЛЯ ВЫ ФУНКЦИИ я к област может быть относихники циализ ю изоб ованных тения явля аемых зазможности стройство2, третий ся расширениеч за счет обес ласса реечения в г 8 Х, второй счисления функцииодержит первый и. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельствй 1003080, кл. С 06 Р 7/548Ревра 1 п А,М,Гоцг 1 ег Тгарцгег Бздп 8 СОЮ 1 С гегаг 1 о1 ЕЕЕ Тгапз.оп.Сотри., 1979 10, р. 993-1001 . З,регистры, первый 4, второй 5, третий Ь, четвертый 7, пятый 8 сумматоры-вычитатели, первый 9 и второй О сдвигатели, блокпамяти итерационных констант, мультиплексор 2. Вычисления как функции з 1 п Х и соз Х, так и функции г 8 Х основаны на процедуре поворота вектора, В первом случае в процессе поворота конец вектора совершает движение по окружности, во втором - по вертикали, восстановленной из точки с абсциссой, равной единице. Таким образом, при вычислении функции г 8 Х сохраняется свойство, характерное для вычисления функций з 1 п Х и сов Х: на каждой итерации формируется одна верная цифра результата, что имеет существенное значение при построении специализированных ЭВМ и систем управления, Для вычисле- ф ния как синуса и косинуса, так и тангенса требуется выполнить одинаковое число (и) итераций с двойными шага1 137065Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях,Цель изобретения - расширениекласса решаемых задач путем обеспечения возможности вычисления функциид Х,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 регистры, первыйвторой 5, третий 6, четвертый 7 ипятый 8 сумматоры-вычитатели, первый 59 и второй 10 сдвигатели, блок 11 памяти итерационных констант, мультиплексор 12, тактовый вход 13, вход14 номера итерации, вход 15 итерационных переменных, вход 16 задания 20режима, выходы 17 информационных разРядов первого регистра, вход 18 первого операнда, первого регистра, вьг"ходы 19 информационных разрядов второго регистра, вход 20 первого операнда второго сумматора-вычитателя,выходы 21 информационных разрядовтретьего регистра, вход 22 первогооперанда третьего сумматора-вычитателя, выход 23 блока памяти итерационных констант, вход 24 второг 1 перанда первого сумматора-вычитателя,выход 25 первого сумматора-вычитателя, информационный вход 26 первогорегистра, выход 27 второго сумматоравычитателя, вход 28 второго операндачетвертого сумматора-вычитателя, выход 29 третьего сумматора-вычитателя,вход 30 второго операнда пятого сумматора-вычитателя, выход 31 четвертого сумматора-вычитателя, информационный вход 32 второго регистра, выход33 пятого сумматора-вычитателя, информационный вход 34 третьего регистра, информационные входы 35 и 36 пер вого и второго сдвигателей, выход 37первого сдвигателя, вход 38 второгооперанда второго сумматора-вычитателя, вход 39 первого операнда пятогосумматора-вычитателя, выход 40 второго сдвигателя, вход 41 второго операнда третьего сумматора-вычитателя,вход 42 первого операнда четвертогосумматора-вычитателя, выход 43 знакового разряда первого регистРа, входы44-46 выбора кода операций соответственно первого, четвертого и пятогосумматоров-вычитателей, вход 47 стробирования выборки блока памяти итерационных констант, синхрониэирующиевходы 48 - 50 соответственно первого,второго и третьего регистров, первыйадресный вход 51 блока памяти итерационных констант, входы 52 и 53 управления сдвигом соответственно первого и второго сдвигателей, выход 54целой части третьего .регистра, первый информационный вход 55 мультиплексора, второй информационный вход56 мультиплексора, управляющий вход57 мультиплексора выход 58 мультиплексора, второй адресный вход 59блока памяти итерационных константвходы 60 и 61 выбора кода операциивторого и третьего сумматоров-вычитателей,Устройство функционирует следующим образом.Предлагаемое устройство может вычислять как функции в 1 п (Х) и сов (Х),так и функции Сд (Х),1Область определения функции(Х)0Хй/4Область значения функцииО8 (Х)Устройство работает в двух режимах:- вычисление синуса и косинуса;- вычисление тангенса.Режим работы устройства задаетсигнал "0" или "1", подаваемый навход 16 задания режима устройства.Под воздействием этого сигнала врежиме вычисления синуса и косинусавключена цепь: вход 15 итерационныхпеременных устройства, мультиплексор 12, второй адресный вход 59 блока памяти итерационных констант,вход 60 выбора кода операций второгосумматора-вычитателя 5, вход 61 вьгбора кода операции третьего сумматора-вьгчитателя 6, В режиме вычислениятангенса указанная цепь выключена,но включена другая выход 54 единичного разряда третьего регистра 3,мультиплексор 12, второй адресныйвход 59 блока 11 памяти итерационныхконстант, вход 60 выбора кода операции второго сумматора-вычитателя 5,вход 61 выбора кода операций третьегосумматора-вычитателя 6,Функции здп (Х) и соя (Х) вычисляются в соответствии с известным алЛ 137 горитмом. В этом режиме предлагаемое устройство работает точно так же, как и прототип.функция СЕ (Х) вычисляется в соответствии со следующим алгоритмом.Начальные условия: А, = Х; В = 0;Итерации:Е = ЗНАК (А л)10653бора кода Операции соответственновторого 5 и третьего 6 сумматоров-вычитателей для задания режимов работы(сложение или вычитание).5Предыдущее значение угла вектораи арктангенсная константа поступают соответственно из первого регистра 1 и блока 1 памяти итерационных констант в первый сумматор-вычитатель 4, где формируется новоезначение угла вектора Лкотороефиксируется в первом регистре 1.В соответствии с номером ь; вы полпяемой итерации в первом 9 и втором 1 О сдвигате-.нх выполняется сдвиг.предыдущих значений соответственноОрдинаты В, и абсциссы С, вектора нак разрядов вправ т.е, на выходах 20 первого 9 и второго 10 сдвигателейформируются величины соответственноВ, 2 и С 2 ", Предыдущее значениеординаты вектора Вес приращенияВ, 2 и С, 2 поступают соответствен 5 но из первого регистра 1, первого 9и второго 10 сдвигатьлей в цепь извторого 5 и четвертого 7 сумматоров В 7(.71 = г 8 (Х);7 (и" В исходном положении в регистрахнаходятся следующие данные: в первомрегистре 1 - аргумент Х, во второмрегистре 2 - число 0 в третьем реФ35гистре 3 - число 1.Устройство работает циклически,На л-м шаге на вход 13 устройства подается синхросигнал, на вход 14 уст"ройства - номер выполняемой итерации. 40Под воздействием каждого синхросигнала реализуется один шаг алгоритма .Значение оператора Е направленияповорота вектора снимается с выхода43 знакового разряда первого регистра 1, Сигнал Епоступает на входы44 - 46 соответственно первого 4,четвертого 7, пятого 8 сумматороввычитателей для задания режимов работы (сложения или вычитания),50Значение оператора Р направленияизменения модуля вектора снимаетсяс выхода 54 единичного разряда третьего регистра 3. Сигнал Р черезмультиплексор 12 поступает на второйадресный вход 59 блока 11 памяти ителрационных констант, где по значениюР выбирается соответствующая конистанта, а также на входы 60 и 61 вывычитатслей, в результате н четвертом сумматоре-вы 7 итателе 7 формируется новое значение ордипаты вектора Вкоторое фиксируется во втором регистре , Предыдущее значение абсциссы вектора С ее приращения С и В 2 поступают соответственна из второго регистр 2, второго О и первого 9 сдвигателей в цепь из третьего 6 и пятого 8 сумматоров-вычитателей, в результате в пятом сумматоре-вычитателе 8 формируется новое значение абсциссы вектора С, , которое фиксируетсн в третьем регистре 3.После выполнения (и) итераций с двойными шагами в регистрах зафиксированы следующие результаты: в пер вом реистре 1 - А 7, 7,= О; во втором регистре 2 - В,= г 8 (Х)1 в третьем регистре 3 - С .,= 1формула изобретенияУстройство дпя вычисления тригонометрических функций, содержащее три регистра, пять сумматоров-вычитателей, два сдвигателя и блок памяти итерационных констант, причем тактовый вход устройства соединен с синхрониэирующими входами первого, второго и третьего регистров, входом стробирования выборки блока памяти итерационных констант, вход номераСоставитель С.Лобарев Техред М. Дидык Корректор И.Муска Редактор Н.Рогулич Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 421/49 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 5 137065 итерации устройства соединен с входами управления величиной сдвига первого и второго сдвигателей и первым адресньм входом блока памяти итерационных констант, выходы информационных разрядов первого, второго и третьего регистров соединены с входами первых операндов соответственно первого, второго и третьего сумматороввычитателей, выходы информационных 1 О разрядов второго и третьего регистров соединены с информационными входами соответственно первого и второго сдвигателей, выходы которых соединены с входами вторых операндов 15 соответственно второго и третьего сумматоров-вычитателей, выходы первого и второго сдвигателей соединены с входами первых операндов соответственно четвертого и пятого сумматоров вычитателей, входы вторых операндов которых соединены с выходами соответственно второго и третьего сумматоров-вычитателей, выходы первого, чет 3 6вертого и пятого сумматоров-вычитателей соединены с информационными входами соответственно первого, второгои третьего регистров, выход знакового разряда первого регистра соединенс входами управления кодом операциипервого, четвертого и пятого сумматоров-вычитателей, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширениякласса решаемых задач за счет возможности вычисления функции 1 р Х, в неговведен мультиплексор, причем выходразряда целой части третьего регистрасоединен с первым информационным входом мультиплексора, второй информационный вход которого соединен с входом итерационных переменных устройства, вход задания режима которого соединен с управляющим входом мультиплексора, выход которого соединен свторым адресным входом блока памятиитерационных констант и входами управления кодом операции второго итретьего сумматоров-вычитателей.