Цифровой вычислитель функций синуса и косинуса

п 1)622687 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сове Овеетскик Социалистических Республик) М. Кл,-"С 06 Г 15/3 вкиГосударственный ком авета Министров СССРо делам изобретенийи открытий 8. Бюллетень681,3 (088,(5(45) Дата опубликования описания 08.08.78(71) Заявитель П. Боюн, Л, Г, Козлов и В. Н. Скори рдена Ленина институт кибернетики АН Украинской(54) ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ФУНКЦИЙ СИНУСА И КОСИНУСА2 Целью изобретения вычислителя и повыше вия. Эта цель достига сумматора соединены с входами элементов И в рез элементы И третьей ми регистра, четвертый яв ни етс упрощение быстродейстчто выходы рмационными руппы, а че - со входа- блока управляетс е его я тем инфо орой руппь ыход Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для воспроизведения функциональных зависимостей в управляющих системах и специализированных вычислительных машинах,Известно цифровое устройство для вычисления элементарных функций, содержащее реверсивный счетчик, дешифратор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, коммутатор коэффициентов деления, собирательные схемы и триггер знака, задающий режим работы счетчикаЦ. В устройстве реализуется метод линейной аппроксимации кривых элементарных функций в дискретной форме, причем количество линейных участков аппроксимации зависит от требуемой точности воспроизведения функции, Недостатком этого устройства являются большие аппаратурные затраты, обусловленные сложностью таких блоков, как управляемый делитель, коммутатор и дешифратор, так как в устройстве реализуются сложные операции определения момента времени перехода с одного участка аппроксимации на другой и ввода в этот момент времени в управляющий делитель соответствующих угловых коэффициентов.Наиболее близким к изобретению является цифровой вычислитель функций синуса и косинуса, содержащий три группы элементов И, блок управления и регистр, выход которого соединен через первую группу элементов И с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу вто рой группы элементов И, вход вычислителясоединен со входом блока управления, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к управляющим входам элементов И первой, второй и треть ей групп 2.Недостатком этого устройства являетсябольшое количество аппаратуры, так как для реализации искомых функций используются по два сумматора, регистра и счет чика, четыре блока управления, четырегруппы элементов И, а также генератор импульсов. Кроме того, устройство обладает низким быстродействием (два такта суммирования в сумматорах и один такт сложе ния в регистрах, а также дополнительныйцикл коррекции через каждый 21 цикл интегрирования).5 1 О 15 20 25 30 35 ления соединен с третьим входом сумматора.Блок-схема предлагаемого вычислителя приведена на чертеже.Он содержит регистр 1, сумматор 2, группы 3, 4 и 5 элементов И и блок управления 6.Выход регистра 1 соединен через элементы И группы 3 с первым входом сумматора 2. Выходы сумматора 2 связаны через элементы И группы 4 со вторым входом сумматора 2, а через элементы И группы 5 - со входом регистра 1, Вход 7 устройства соединен со входом блока 6, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к управляющим входам элсментов И групп 3, 4 и 5 и к третьему входу сумматора 2.В исходном состоянии содержимое регистра 1 равно значению функции для начального значения аргумента (хо), а содержимое сумматора 2 - значению функции для последующего значения аргумента (хо+Ь), где Ь - шаг изменения аргумента. Так, например, при воспроизведении синуса с шагом Ь=0,1 в регистр 1 заносится значение з 1 п 0=0, а в сумматор 2 - значение яп 0,1=0,0998. При воспроизведении функции косинуса в регистр 1 и сумматор 2 заносятся соответственно значения соз 0= 1 и соз 0,1=0,995.При поступлении на вход 7 импульса блок 6 по четвертому выходу выдает сигнал сдвига содержимого сумматора 2 (у;) на один разряд влево, что соответствует умножению кода сумматора 2 на коэффициент 4два (2 у;). Затем блок о выдает сигналы на управляющие входы элементов И группы 3, 5 и 4. При этом с регистра 1 на вход вычитания сумматора 2 подается код у;через элементы И группы 3, на регистр 1 через элементы И группы 5 заносится значение функции у;, а через элементы И группы 4 значение старших разрядов сумматора 2 поступает на вход вычитания младших разрядов сумматора 2 со сдвигом, соответствующим умножению кода у, на коэффициент Ь.Для воспроизведения гиперболических функций синуса (у=зйХ) и косинуса (у= =зЬХ) код старших разрядов сумматора 2 поступает через элементы И группы 4 на вход сложения младших разрядов сумматора 2. В таблице приведен пример воспроизведения функции у=з 1 п Х с шагом Ь=0,1.Технико-экономический эффект заключается в существенном упрощении устройства за счет исключения ряда блоков и связей и повышении его быстродействия за счет использования нового алгоритма работы: вместо двух сумматоров, двух регистров, четырех блоков управления, двух счетчиков и генератора импульсов в прототипе в предложенном устройстве использованы только один сумматор, один регистр и один блок управления; для достижения одной и той же точности необходимо выполнить на десятичный порядок меньше тактов, т. е. быстродействие по сравнению с прототипом увеличено в десять раз.(Х) 0,0998 0,0000 Сдвиг сумматора 2 0,1996 0,1 0,0998 0,1987 0,3974 Сдвиг сумматора 2 0,2 0,1987 0,2957 Сдвиг сумматора 2 0,5914 0,3 0,2957 0,3898 Сдвиг сумматора 2 0,7796 0,4 0,3898 0,4801 Сдвиг сумматора 2 0,9602 0,5 0,4801 0,5656 Сдвиг сумматора 2 1,1312 0,6 0,5656 0,6455 Значение аргумента Содержимое сумматора 2- 0,0009 - 0,0000- 0,0019 - 0,0998- 0,0029 - 0,1987- 0,0038 - 0,2557- 0,0048 - 0,3898- 0,0056 - 0,4801 Содержимоерегйстра 1(у = в 1 нХ) Вычитание Результат Вычитание Результат Вычитание Результат Вычитание Результат Вычитание Результат Вычитание Рсзультат Таблица622087 Формула изобретения Составитель Л. КозловТехред А. Камышникова Редактор Н. Громов Корректор Н. федорова Заказ 1507(18 Изд.588 Тираж 799 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и откргятпй 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Цифровой вычислитель функций синуса и косинуса, содержащий три группы элементов И, блок управления и регистр, выход которого соединен через первую группу элементов И с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу второй группы элементов И, вход вычислителя соединен со входом блока управления, первый, второй, третий выходы которого подключены соответственно к управляющим входам элементов И первой, второй и третьей групп, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия вычислителя, в нем выходы сумматора соединены с информационными входами элементов И второй группы, а через,элемен ты И третьей группы - со входами регистра, четвертый выход блока управления соединен с третьим входом сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 10 1, Авторское свидетельство СССРХв 302716, кл, 6 061. 7/38, 1971.2. Авторское свидетельство СССРМо 419896, кл, 6 06 Р 15/34, 1974.