Устройство преобразования координат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 09) (И)4 С 06 Р 7/544 3 с",83 Юрко ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ няется операция вращения вектора, авспомогательные вьн исления вьполняют.ся в центральной ЭВМ. Цель изобретения - расширение класса решаемыхзадач за счет возможности произвольного .задания результирующей оси вращения вектора. Для этого в устройство введены три регистра и шестьблоков умножения. При этом обеспечивается одновременное вращение вектора вокруг трех осей, причем шагивращения вокруг каждой из осей различны. В результате достигается эффективное решение задач, описываемыхматематическим аппаратом кватернионов. 2 ил. 1 14 высш ДИНА (57) обретение относится к ислительной технике и пользовано в качестве вой выч ожетерифевыпоыть но процес оторо 2 т устройства, вгов вращения ло го п классаности птирующеНа И озм уль а иг. 2 - ления. наль на ри тры 1-6локи19, счевходы 2озВ) (АХ Устр суммато 13-18 утво со выч ита ержи ели дешиуп рав Устройство рау алгоритму. Кватернионное тает по следующе 12,раторения,ноженияблок 2 еобразование с( (1 - р(в2)+(р 2 -12)+(Х - с 2 Т 2)+(с(У - Р Х созЕ 1 пе, (1) озВ)9 Х + рУ О +(1-созд) (ЫХ + Р ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П.УНТ СССР(71) Новороссийское ее инженерное морское училище(56) Авторское свидетельство СССРВ 1361 546, кл. С 06 Р 7/544, 1 986,Авторское свидетельство СССРФ 1403062, кл. С 06 Р 7/544, 1986,(54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООР Изобретение относится к цифрово вьнислительной технике и может быт использовано в качестве периферийоцессора.изобретения - расширенрешаемых задач за счетроизвольного задания рей оси вращения вектора.иг . 1 представлена функсхема устройства, на фвыполнения блока управ 24 задания коорд ды 25-27 задания соответствующим вход 28 задания вход 29 "знака на вход 30 запуска 31-33 координат 34 сигнала оконч Блок 21 управ геры 35-37 знака сов, элемент НЕДу= 2 , (3) Л,= Бхяп , (4) выполняется путем вращения вектора.К(Х,У,Е) в соответствии с алгоритмом Х; +Л У.дд-Лр Е;с(3 рК; -Л,Х 4 р+Л Е,дг, (2)Е +ЗрХЛ Л 1 У дсу 1- координаты вектора ХУ, Е, развернутого . Л,зхдпЫ, Л рзп р Вращение выполняется в блоке по- . ворота вектора, образованном регист 20 рами 1-б, сумматорамивычитателями 7-12 и блоками 13-18 умножения Отработка угла 6 осуществляется по алг о ритму 258; = 0; -2 (5)Устройство работает следующим образом.Перед началом вычислений в регист"30 ры 1 -3 заносятся координаты Х, 7, Е, являющиеся начальными данными для алгоритма (2), в регистры - шаги вращения ас, а, От, в счетчик .20 - угол 8 и в блок 21 управления(по входу 29) - знаки направляющих35 косинусов оси вращения (4) . Информация по входам 22-29 сопровождается соответствующими стробами.По сигналу начала вычислений, поступающему по входу 30, в блоке 21 , управления вырабатываются сигналы син- хронизации регистров 1-3, по которым производится запись очередных прибли", жений Х; Х;+ Е;+ и сигналы управления режимами работы сумматоров-вычитателей 7-12 Л Л,В блоках 13-18 умножения вычисляютсячастичные произведения 7; йу, Х; д : Х.В/ь, Е; дрЕ 1 дОи 7;М соответственно, На сумматоре-вычитателе 7вычисляется величина Б;41 Х+ + 17;Д а на сумматоре-вычитате.теле 10 - коорДината Х ;8,1+, - Лр Е; д, записываемая в регистр 1 Аналогичным образом на сумматорахвычитателях 8, 11 и 9, 12 вычисляют- ся координаты 7;, и Е, записы. ваемые в регистры 2 и 3 соответствокруг оси вращения наугол В,о Рг - компоненты единичноговектора, задающего осьвращения так, что а+ В алгоритме .(2) шаги вращениявокруг осей прямоугольной системыкоординат равны 1венно. В каждой итерации в блоке 21управления вырабатывается импульс,соответствующий угловому кванту 2и поступающий на вход. счетчика 20,по которому вычисляется очередноеприближение угла (5) . После отра,ботки, угла ( Е.р +1 = О) соабатывает дешифратор 19, по сигналу которого прекращается выработка счетных импульсов 2 операторов,3,1, д р В сигналов синхронизации регистров .1-3 и на входе 34 выставляется сигнал окончания преобразования. Вычис ления заканчиваются. Координаты развернутого вектора Х = Х;, , У щ = 7 , Е - Е;выдаются по выхо" дам 31 "33,Блок 21 управления может быть выполнен по схеме, приведенной на Фиг. 2. Перед началом вычислений в.триггеры 35-37 записываются (по входу 29) . знаки направления вращения,На вход элемента НЕ 38 подается сигнал с дешифратора 19, который.появляется при нулевом содержимом счетчика 20, т.е. после окончания разворота вектора, Нрй отсутствии этогосигнала выходом элемента НЕ 38 подготавливается элемент И 45, по второму входу которого (по входу ЗО)поступает сигнал началавычислений,Но этому сигналу открывается элемент И 45 и на элементах И 39, 40вырабатываются сигналы +Л, на элементах И 43, 44 - +Л , на элементахИ 45, 46 - +ЛЭти сигналы выраба"тываются в соответствии с выражениями (4) и являются сигналами задания режимов работы сумматоров-вы"читателей 7-1 2 (третий выход блока21 управления) . Одновременно на5 1 элементе И 46 вырабатываются сигналы синхронизации регистров 1 -3 (второй выход блока 21 управления) и счетные импульсы 2 (первый выход блока 21 управления). На вторые входы элементов И 46, 47 (по входу ЗО)подаются импульсы, соответствующие моментам записи координат Х,; У;Е," в регистры 1 -3 и переключения - ,счетчика 20. После окончания вычис ,лений сигналом 34 должен сниматься сигнал начала вычислений, поступаю-, щий по входу ЗО на элемент И 45. 1 формула изобретенияУстройство преобразования координат, содержащее с первого по третий регистры, дешифратор, блок управления, счетчик и с первого по шестой сумматоры-вычитатели, причем выходы первого, второго и третьего регистров соединены с входами первых операндов соответственно первого, второго и третьего сумматоров-вычита-телей, выходы которых соединены с входами первых операндов соответственно четвертого, пятого и шестого сумматоров-вычитателей, выходы которых являются выходами координат устт ройства и подключены к первьм входам соответственно первого, второго и третьего регистров, вторые входы ко,торых являются входами задания коор" динат устройства, вход задания угла которого подключен к информационному входу счетчика, первый и второй входы блока .управления соединены с входами соответственно знака направ 472902 6ления вращения и запуска устройства,а третий вход - с выходом дешифратора, вход которого соединен с выходом счетчика, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого подключены к входам синхронизациипервого, второго и третьего регист О ров и входам задания режимов сумматоров-вычитателей соответственно, ачетвертый выход блока управления является выходом сигнала окончания,преобразования устройства, о т л и Б ч а ю щ е е с я тем, что, с целью,расширения класса решаемых задачпутем обеспечения возможности произвольного задания результирующейоси вращения вектора, в него введе ны с четвертого по шестой регистрыи шесть блоков умножения, выходыкоторых соединены с входами вторыхоперандов одноименных сумматороввьнитателей, выход четвертого ре. гистра подключен к первьж входампервого и второго блоков умножения,выход пятого регистра соединен спервьми входами третьего и четвертого блоков умножения, выход шестого 30 регистра - с первыми входами пятогои шестого блоков умножения, выходыпервого, второго и третьего регистров подключены соответственно к объединенным попарно вторым входам второго и третьего, первого и шестого,четвертого и пятого блоков умножения,входы четвертого, пятого и шестогорегистров соединены с входами заданияшагов вращения по соответствующим 40 углам устройства.Заказ 1712/48 Тираж бб 7 ПодВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская на исное открытиям при ГКНТ ССС , д. 4/5