Цифровой генератор функций

(21 (22 (46 (71 Яа 28 ехничесова (Лет Уль ститут им,кии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРГОВОМУ СВИДЕТЕ нина)(54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для воспроизведения сложных функций времени и их производныхв системах программного движения роботов-манипуляторов, металлообрабатывающих станков и др, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счетформирования производных функции,Цифровой генератор Функций содержитгенератор импульсов 1, делитель частоты 2, счетчики 3,4, блок памяти 5,элементы И 6,7, цифроаналоговыйпреобразователь 8, аналоговый выходфункции 9, распределитель импульсов10, счетчик 11, накапливающий сумма-.тор 12, элементы И 13, 14, регистры15-18, сдвигатель 19, арифметический узел 20, регистр 21, арифлетичес кий узел 22, регистр 23, арифметический узел 24, регистр 25, конг. таторы 26,27, дополнительные выходы28-31. Введение распределителя пмпульсов, третьего счетчика, накапливающего сумматора, сдвигателя, третьего и четвертого элементов И, трехарифметических узлов, семи регистрог,и двух коммутаторов позволяет одновременно с функцией генерироватьтри ее производные, 1 ил.Изобретение относится к автоматике и вычис;11 тельной технике и гред: назначена для воспроизведения сложных функций времени и их производных в системах программного движея роботов-манипуляторов, металлообрабатыГзающих станков и др.Цепь изобретения - расширение функциональных:возможностей генерато-:,л ра за счет Формирования производных функции,На чертеже представлена функциодь 31.Генератор работает и едуюшим абразом,Для представления функции и ееадных используется сплайнго порядкаА. +В+Сг.+О,ЗАГ +2 Вс,- 6 А+2 В,, 11х Аргумент С с дискретностью делите ля -астоть 2 вырабатывается счетчиком 11. Длительность Т интервала действия сплайна и заранее рассчита.нные коэффициенты А, В, С, 0 предварительно записьваются н блок 5 памяти,. Значение генерируемой функции в производных получается на каждом шаге (такте) аргумента Г на выходах конвейерного процессора за три такта у .равления по схеме Горнера: х=АГ-+В)Г+С):+, Конвейерный процессорсостоит из арифметических узлов 20.,22, 24 и регистров 21,23,25 прсме:,ггтач НЫХ рЕЗуЛЬтатаГ Каждая Свхця нальная схема генератора.Схема содержит генератор 1 импуль-. ; сов, делитель 2 частоты, счетчик 3 интервала апгроксимации, счетчикномера интервала аппроксимации, блок 5 памяти, элементы И 6 и 7, цифроаналоговый преобразователь 8, аналого э вый выход 9 Функции, распределитель 10 импульсов, счетчик 11 аргумента накапливающий сумматор 12, элементы И 13 - 14, регистры 15-18 третьей, второй, первой производительных 25 функции и функции соответственно, сдвигатель 19, первый арифметический узел 20, гервый регистр 21 промежу-.точных результатов, второй арифметический узел 22, второй регистр 23 1 О промежуточных резуль гатов, третий арифметическии узел 24, третий регистр 25 промежуточных результатов, коммутаторы 26 и 27, дополнительные выхо 1 28 КОНВЕЙЕРНОГО ПР:ЦЕССОРа РЕа н ЗУЕТфу нк;ию7, = К 1.- . гд К и И " гсс "ая 1 ье коэффициенты,Выходной кон, сч." ика 4 задает.;Омео вага програмы и сдовременнс является адресам дпя бла.",а 5 Г.амяти, КОГ длительна с ти Т записывав тся в счетчикрабстающий иа вьритание тактовых импульсов с делителя 2 час- ОТЬ с СПИСЫВ аиии кан;з СЧЕ ГЧИК выдает сигнал переполнения, который на счетчике 4 устанавлгвает следующий номер шага прсггагмы, Сбрасыгает сце". чгк 11 загружает " е; чик новВым кодам длит ельн с и сгпра,сгьмигующего участка, читывает новые кодыкоэффициентов сплайна А,. В, С, ГКопы коэффициентов сплайиа 1.-"аучастка присутствют на выходах блока 5памяти в течение заданного кадом длительности интервала. Текущее время г-го интервала. спужащега аргументом Функции, вычисляет я счетчикомпод действием тактовых импульсов делителя 2 частоты, причем при .мене интервалов длительностей счет ик 11 обнуляется с выхода счетика 3. -Один тит счетчика 11 аргумента соответствуе г четьрем тактам генератораимпульсов, чта организуетсс помощьюделителя частоты и распределителя 10импульсов,. Четыре сдвинутых импульса,снимаемых с четырех выходов распреде - ,и=теля ггмпулъ сов, являются управляющими и синхронизируют 1 роцесс вычисления сплайна и его производных на каждом такте постоянства аргумента в счетчике 11.В течение так га псстояства. арг.гмента в кснвейерньй грацессср загпужаются последовательно три вьч.тельных процесса, .вакагчивзт одновременна после третье гсИравляюимпульса, Четверт-м; правляющим импульсам через элемен г И 1. результа" гь вычислегия генериоуемай функции и ее производя.х герсписываются в регистры 15-18 и ь цифрсаналсговь й преобразователь 8.Для ) бе с па 1 е ния конвейерна:О пра цесса 1 ссбхсг.,:.-.яс в темпе " г.рсцессом ГОД готовить нес бхсдмь 1 е к с эффиие н ты (фигурирующие в приведенных формулах) по ихсдным каэффицвтам, присутствующим на выходах б:ака 5 амяти коммутировать их пасредстс кс.1 гута:оров 6 и 27 на в.".Гдах ари,ме гичес141 Зтткого узла 20, Кад коэффициента Апоступает с выхода блока 5 памятина вход коммутатора 27 и накапливающего сумматора 12, в котором принимается со сдвигом пс первому управляющему импульсу и превращаетсяв 2 А.По второму управляющему импульсус выхода элемента И 6 в сумматоре 12 ",0суммируются коды А и 2 А, а на егавыходе вырабатывается код ЗА. Потретьему управляющему импульсу с выхода элемента И 7 осуществляетсясдвиг кода в сумматоре 12 и на еговыходе формируется бА,Код коэффициента В поступает накоммутатор 26 непосредственно с выходаблока 5 памяти и через сдвигатель 19со сдвигом в виде кода 2 В. Коды чисел С и П поступают непосредственнона входы арифметических узлов 22 и24, В конвейерном процессоре на арифметический узел 20 первым управляющим импульсом через коммутаторы 27 25и 2 б подаются соответственно кодыА и В, и на регистре 21 под действием импульса от элемента И 13 защелкивается сумма АС+В, Эта сумма ва вто-ром управляющем такте поступает на ЗОвход арифметического узла 22, где сучастием коэффициента С и аргументавычисляется сумма (Ай+В)Т+С, защелкиваемая в регистре 23. Аналогично вовремя действия третьего управляющегоимпульса на выходе арифметическогоузла 24 и регистре 25 получается значение генерируемой функции АС+В)й++С)с+В,Па мере продвижения основного результата и освобождения арифметических узлов загружаются следующие вычислительные процессы. Второй управляющий импульс через коммутаторы 27и 2 б подает на арифметический узел 20 45коды ЗА и 2 В, и на регистре 21 в томже такте Фиксируется результат ЗАС+2 В.В следующем третьем такте во втором арифметическом узле формируетсясумма (ЗАТ+2 В)т:+С,равная первой про 50изводной. В третьем управляющем такте на первом арифметическом узле 20и в регистре 21 будет зафиксированавторая производная. В этом же тактетретья производная, равная бА, Формируется в сумматоре 12. В четвертомуправляющем такте продвижение информации па конвейеру приостанавливается псср:-дством запирания элемента 13И 13 а через элемент И т 4, гл.т.т.:т9ся переттцсыванце резуттьтлтав т 1 р. т т с,ры 1 5-1 8 и ццфтоаа нала Гавт,тй про а Г 1 раз аватель 8Формула ттзабр" талия111 тфрсват. генератор фуцкц;тй с ",.-ижащттй генератср тзтпу.тьсатт,:;.ттпсзтчастоты, счетчик интервала аппрокси - .мации, счетчик ттсттерл интервалааппроксимации, блок памяттт, первыйт ивторой элементы И, причем ыхал гет-ратара импульсов подключен к входуделителя частоты выход делтттеля частаты подключен к счетному входу с т.тчика интервала аппраксттмапт;тт, вт,тхадпереполнения каторага падклточен ксчетному входу счетчика номер, тттттервала аппроксимации, выход счет.:ттка номера интервала аппроксимации гадклочен к адресному входу биска памяти О т л и ч а ю щ ц и с, 1-.1 чта, с целью расщиренця Функттттата ть - ных возможностей генератора за счет формирования производных функцт;й, он содержит распределитель импульсов.счетчик аргумента, сдвцгателтпав капливающцй сумматор, третий и четвертьгйт элементы И, трц арцфметцческих узла, три регистра праттежутачт-.-1 х результатов регистр Функции, регистрыы первой, второй ц треть-: лрст вводных функпцц, два кстттту, тар г. - т. -чем выход делителя частоты падт:,;тточ: п к счетному входу счетчика аргу лта, выход перегалненця счетчцка тттттет,вола аппрОксц:.тапт ц пОдключен упратт" ляющему входу занесения счетчика ццтервала аппроксимации и к вхад,. с стгоновки в0счетчика аргумента, выход интервала аппрсксцмаццц блок;.памяти подключен к инфармацттаттна.тувходу занесения счетчика инге",валааппроксимации, выход первого коэи.т-. циента блока памяти подключен к информационному входу накаплцвающе га сумматора ц к первому информационному входу первого коммутатора, выход накапливающего сумматора подключен к второму информационному входу первого коммутатора и к информационному входу регистра третьей производной фуккции, выхоц второго ксэффттцтте лта блока памяти подключен к первому ттнФормационному входу второго комму а- тора и через сдвцгатель - к втарст информационному входу второго комку"11.3613 Составитель Н.челобановаТехред И.Вере: Корректор Э,Пончакова Ред ак тор И. Касарда Заказ 3786/51 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, ч/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 татора, выходы первого и второго коммутаторов подключены соответственно к первому множительному входу и к суммирующему входу первого арифмети") ческого узла, выходы первого, второго и третьего арифметических узлов подключены к информационным входам первого, второго и третьего регистров промежуточных результатов соот ветственно, суммирующие входы второго и третьего арифметических узлов подключены к выходам третьего и четвертого коэффициентов блока памяти соответственно, первый множительный 11-, вход второго арифметического узла и информационный вход регистра второй производной функции подключены к выходу первого регистра промежуточных результатов, первый множительный 2 Э вход третьего арифметического узла и информационный вход регистра первой производной функции подключены к выходу второго регистра промежуточных результатов, вторые множительные 25 входы первого, второго и третьего арифметических узлов подключены к выходу счетчика аргумента, информационный вход регистра функции подключен к выходу третьего регистра нромежуточных результатов, выходы регистров функции, первой, второй и третьей производных функции являются выходами цифрового генератора функций, выходгенератора импульсов подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов И, к прямому входу четвертого элемента И и к входу распределителя импульсов, первый, второй,и третий выходы распределителя импульсов подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов,первый выход распределителя импульсов подключен к управляющему входусдвига входного операнда накапливающего сумматора и к второму входу пер-.вого элемента И, второй выход распределителя импульсов подключен к второму входу второго элемента И, четвертый выход распределителя импульсовподключен к второму входу третьегоэлемента И и к инверсному входу четвертого элемента И, выходы первогои второго элементов И подключены соответственго к управляющему входусуммирования и управляющему входусдвига результата накапливающего сумматора, выход третьего элемента И подключен к управляющим входам занесениярегистров функции, первой, второйи третьей производных функции, выходчетвертого элемента И подключен куправляющим входам занесения первого,второго и третьего регистров промежуточных результатов.