Квадратор

,д РЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСН 4-24 Бюл. Ф 23ин, Ю.В.ХохловА,В.Крюков вски (088 видетельство СССР 06 Г 7/552, 1984 свидетельство С 06 Р 7/55 4.0 Рние относитсяльной техникевано при постранных вычислитиональных прео к цифрои может ени ельных бразов ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ(57) Изобретевой вычислитебыть использоспециализировсистем, функц телей, информационно-измерительныхсистем и устройств для обработки сигналов. Цель изобретения - сокращениеаппаратурных затрат. В данном квадратичном преобразователе сокращениеаппаратурных затрат достигается засчет использования линейного приближения исходной функции с последующеймногоразовой коррекцией разностимежду исходной функцией и ее приближением путем аппроксимации корректирующих функций хордами, В составквадратичного преобразователя входятрегистр 1, первый 2 и второй 3 сумматоры, блок памяти 4, п коммутаторов5,1-5,п, группа элементов НЕ 6 с соответствующими связями, 2 ил,Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано при построении функциональных преобразователей, специализированных вычислителей, информационно-измерительных систем, устройствдля обработки сигналов,Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат, 10На фиг.1 представлена структурнаясхема квадратора; на фиг.2 - эпюры,поясняющие принцип работы.Квадратор содержит регистр 1 аргумента, первый 2 и второй 3 сумматоры,15блок 4 памяти, и коммутаторов 5,15.п, группу 6 элементов НЕ, В качестве регистра могут быть использованы,например, интегральные микросхемыК 589 ИР 12, К 555 ИР 22, К 531 ИР 22 и др., 20в качестве сумматоров - К 555 ИМ 6,К 531 ИПЗ, в качестве блока памяти -556 РТ 4, 556 РТ 5 и др., в качествекоммутаторов - К 531 ЛП 5, в качествеэлемента НЕ - К 531 ЛН 1. 25Работа квадратора основана на принципе внутренней аппроксимации исходной функции У = Х 2, Х 6 0,1) с организацией многоразовой параллельной 30 коррекции разности между исходной функцией и ее линейным приближением хордами. На фиг,2 а показана исходная функция У = Х и аппроксимирующая ее Функция= Х, Разность между функциями ди У - функция коррекции йУ = д - У (Фиг,2 б) также является квадратичной функцией, к тому же симметричной относительно оси, проведенной через точку Х=1(2, Это означает, 40 что дУ может быть аналогично У аппроксимирввана хордами - Функция (фиг,2 б). В свою очередь, разность дУ д = ЯУ- , также выступает в роли корректирующей функции и может быть аппроксимирована хордами - функция(фиг.2 в),После ш-го шага коррекции (Фиг.2 г) получают корректирующую функцию тогда итоговое уравнение преобразования следует записать в виде= д -(, .+ -). (1)1=1Значения корректирующей функции55 хранятся в блоке 4 памяти и служат для получения точного результата преобразования. Анализ показывает, чтопериодическая функция, симмет ричная на периоде относительно периода и 11 2 2(2) Это означает, что при разрядности входного кода Х, равной И, объем блока памяти Я для хранения значенийопределяется выражениемЯ ГИ(ш+1) 3 2(3) Из анализа (3) следует, что количество шагов коррекции хордами необходимо выбирать на основании неравенства И=- - ;дХ, ДХ Е О, 2 - , .) (5) 1 1 Для определения значений д, на ин 1 2тервале- . - .) можно воспользо 22 дваться выражением (5), заменив дХ на 1ЛХ - дополнение 4 Х до ввиду симметрии функции(6) Из выражений (5) и (6) следует, что при определении ; необходимо выполнять операцию умножения части аргумента на коэффициент 2 , где- целое число. Это означает, что операция умножения может быть выполнена путем пространственного сдвига разрядов аргумента вправо или влево в зависимости от знака б.Таким образом, работа коммутаторов 5.1-5.п заключается в том, что в зависимости от участка аппроксимации они пропускают значения части Х без изменения или инвертируют, кроме Как следует из эпюр (фиг.2), функция коррекции д; является в общем случае функцией периодической с периодом2Т; = 2, что означает: функция д, может быть воспроизведена на первом периоде, а на следующих использована за счет смещения по оси Х, Кроме это - го, так как у является симметричной Функцией на периоде Т, то ее достаточно задать на интервале О - .):3 14050того, на входах коммутаторов осуществляется пространственный сдвигразрядов кода Х, т.е. выполняетсяоперация умножения, Управление коммутаторами осуществляется старшими5разрядами Х. Количество коммутаторов и определяется через число шаговкоррекции ш как ш+1, так как необходим еще один коммутатор для управления блоком 4 памяти, в которомхранятся значения функции , поэтоИму п ( -- 2 если точность квадра 2 ф1тичного преобразования 121. Таким образом, на выходе второго сумматора 3 образуется значение суммывсех корректирующих функций(2 у +), которое должно быть вычЬ 1тено из ц = х согласно (1),Выполнение операции вычитания организуется путем инвертирования зна,чения на выходе второго сумматора 325с помощью группы б элементов НЕ исуммирования проинвертированного значения суммы корректирующих функций сзначением Х в первом сумматоре 2,при этом вход переноса сумматора 2должен быть подключен к входу логической "1". Это означает что Х сумЬУмируется с .С , +в дополнительномкоде, что эквивалентно операции вычи 35тания,г 1 У,. + из Х, Следовательно,534на выходе первого сумматора 2 образуется значение У = Х согласно уравнению преобразования (1),Фо рмула изобре те ния Квадратор, содержащий регистр аргумента, вход которого соединен с информационным входом квадратора, первый сумматор, выходы которого являются выходами квадратора, второй сумматор, блок памяти, и коммутаторовМ(где и-- 2 И - разрядность аргу 2мента), управляющие входы которых подключены к выходам старших разрядов регистра аргумента, остальные разряды которого подключены к информационным входам и коммутаторов, выход п-го коммутатора соединен с адресным входом блока памяти, выходы которого подключены к п-й группе входов второго сумматора, о т л и ч а - ю щ и й ся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, первая группа входов первого сумматора подключена к выходам регистра аргумента, а группы входов с первой по (п)-ю второго сумматора подключены к выходам коммутаторов с первого по (п)-й, причем выходы второго сумматора через элементы НЕ группы соединены с второй группой входов первого сумматора, вход переноса которого подключен к входу логической единицы квадратора./ Ъ Ум ф О 1 2 81 2 т+Состав Редактор В.Петраш Техред ктор Г.Решетннк 3106 53 Тираж 70 За ВПИИПИ Государственног по делам изобретени113035, Москва, Ж, Рауш 4/5 изводственнд-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 1 роектна АУ Фг Фиг,2ель А,ЛитвиМ,Дидык Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д