Устройство для вычисления функции

ИЗОБРЕТЕН Ия Союз Советскик Социалистических Республик(43) Опубликовано 25,11,78,Б 861/18-2 т 06 Г 7/38 Гасударственный комитеСовета Министров СССРпо делам изооретенийи открытий летень4(45) Дата опубликования описания 28.1(71) Заявител СТРОИС Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано, в частности, в цифровых устройствах обработки радиолокационной информации.Известно цифровое устройство для приближенного цычисления функции вида г = егх .Е 1-, где х и 1 - гвдвнные ве. личины, с - постоянный коэффициент, используемые в качестве типового блока для цифровых фильтров, цифровых корреляторов и некоторых других цифровых устройств обработки радиолокационной ннфор.1 ации 1.Недостатком известного устройства является его низкая точность вычисления.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство 12, содержагцее блок нахождения модуля величины х, блок нахождения модуля величины у, первый и второй блоки сдвига, сумматор, причем информационные входы блока нахождения модуля величины х и блока нахождения модуля величины у соединены со входными шинами величин х и у соответственно, а входы управления блоков нахождения модуля величин х и у ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИИГх уг соединены с шинои знака величины х и шиной знака величины у соответственно.Недостатком известного устройства является его низкая точность.Целью изобретения является повышениеточности вычисления функции.Поставленная цель достигается тем, чтов устройство введены блок суммирования- вычитания, блок кочмутации и блок управления, содержа ций первый, второй и третий блоки сравнения кодов, первый, вто- О рой и третий элементы НЕ, первый и второи лс:,- 1 И, первый и второй элементы И,1 И, причем первые входы блоков сравнения соедин нь; с выодом бзока нахожд; ч-.модуля величины х, а втспьге входы блоков 5сравнения соединены с выходом блока и хождения модуля величины у. выходы первого и второго блоков сравнения соединены соотвст;твенно с первым и вторым водами блока комчутации. выход первого блока сравнения соединен со водом первого элемента НЕ и первым входом первого элемента 11 ЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения. а выод соединен со водом управления первого блок сдвига, выход первого элемента НЕ сое634271 35 45 50 55 3линен с первым вхолом первого элемента И, второй вход которого соелинен с выходом третьего блока сравнения и входом второго элемента НЕ, а выход соединен с третьим входом блока коммутации, выход второго блока сравнения соединен со входом третьего элемента НЕ, выход которого соелицец с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, а выход соединен с четвертым входом блока коммутации и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выхол которого соединен со входами управления второго блока сдвига и блока суммирования-вычитания, выходы блока нахожде(ния модуля величины х и блока нахождения модуля величины у соединены с первым и вторым информационными входами блока коммутации, выход сумматора соединен с информационным входом первого блока сдвига, выход которого соединен с первым информационным входом блока суммирования- вычитания, второй информационный вход которого соединен с выходом второго блока сдвига, информационный вход которого соединен с выходом блока коммутации, выход блока суммирования-вычитания является выходом устройства.Схема устройства изображена на фиг. 1 и фиг. 2.Устройство содержит: шину 1 знака величины х, шину 2 кода величины х, блок 3 нахождения модуля величины х, блок 4 нахождения модуля величины у, сумматор 5, блоки 6 слвига, шину 7 кода величины у, блок 8 суммирования-вычитания, шины 9 результата, шину 10 знака величины у, блок 11 коммутации, первый выход 12 блока управления, второй выход 13 блока управления, третий выход 14 блока управления, четвертый выход 15 блока управления, пятый выход 16 блока управления, шестой выход 17 блока управления, блок 18 управления, первый блок 19 сравнения, элементы 20 ИЛИ, второй блок 21 сравнения, элементы 22 НЕ, элементы 23 И, третий блок 24 сравнения. В устройстве используется следующий алгоритм:1)г =: х + у 1;( )г: а,г; + х 1, если х)2)уг ъа,г +у), если у)2 у 1; (3)Х= г, - Ь, у(, если 2 у 1)х )у; (47, 7 - Ь, х(, если 2 х 1;4 у х), (5)Для реализации этих выражений достаточно иметь два блока сдвига и один блоккоммутации. Прй этом коэффициенты принимают значения: а = 0,01, Ь, = 0,01, с = = 0,313075, а наибольшая относительная ошибка сохраняет прежнее значение 1,79%. Работа устройства осуществляется следуюшим образом. На информационные входы блоков 3, 4 нахождения модуля величин х и у поступают 5 10 15 20 25 ЗО многоразрялные колы величин х ц у, представленных в двоичном дополните,(ьцо( коле. Г 1 о от (,ельным шинам 1 и 1 О на входы управления блоков 3 и 4 поступают знаковые разряды величин х и у. Если потенциал ца шине знака соответствует знаку+ , то кол величины х и у пропускается блоками 3 и 4 без изменения; если же потенциал соответствует знаку- , то код величины поразрядно инвертцруется и к младшему разряду инвертированного кода добавляется единица. Полученный код появляется ца выходных шинах блоков 3, 4. Схемно олоки 3 и 4 нахожлеция модуля мог)т быть выполнены, в частности, в виле сумматора- вычитателя. Полученные на выходах блоков 3 и 4 коды величин х и у поступают на входы сумматора 5, на выхоле которого образуется код функции г; =х+ у. С выхода сумматора 5 код функции г поступает на информационные входы первого блока 6 сдвига. Коды величин х и у также поступают в блок 8 управления. Блок 8 управления вырабатывает управляющие сигналы, соответствующие условиям выражений (2) - :(5), ца выходах 12 - .15, а также управляющий сигнал, соответствующий выполнению условия (2) или (3), на выхоле 16 и управляющий сигнал, соответствуюшцй выполнению условия (4) или (5), ца выходе 17. Для выработки этих сигналов используются три блока сравнения кодов; первый блок 19 сравнения сравнивает код х и код 2 у; второй блок 21 сравнения сравнивает код у и код 2 х; третий блок сравнения сравнивает код х, и код у(. 11 орялок выработки сигналов на выхолах 12 - 17 иллюстрирует табл. 1. Сигналы с выходов 12 - . 17 блока 8 управления поступают на входы управления блока 11 коммутации. На первый и второй информационные входы блока 18 коммутации поступают соответственно коды х и у. Логика работы блока коммутации полностью описывается таблицей 2. С выхода блока 11 коммутации код поступает на второй блок 6 сдвига, Первый и второй блоки сдвига управляются сигналами с выходов 16 и 17 блока 18 управления. Если сигнал на входе управления блока 6 сдвига имеет значение О, то блок 6 сдвига пропускает кол, поданный на его информационный вход, без изменения. Если же сигнал на входе управления имеет значение 1, то код на выходе блока 6 сдвига сдвинут по отношению к коду на входе на два разряда в сторону уменьшения, что эквивалентно умножению входного кода на число 0,0. Схемная реализация блоков 6 сдвига, в частности, может быть такой же, как и в устройстве прототипа, Коды с выходов блоков 6 сдвига поступают на первый и второй информационные входы сумматора-вычитате634271 Таблица 1 1 х ъ 21 у 1 1 у 12 Х 1 О 1 О О О 1 О О О 1 О О О 1 О 1 О О 1 О 1 О 21 у 11 х 2 ф 1 у 21 х 1 у Мх 1 О Таблица 2 О О 1 х( О О О 1 у 1 1 у 1 х 1 О О О О О формула изобретения ля 8. На вход управления сумматора-вычитатсля 8 подается сигнал с выхода 17 блока 8 правления. Если этот сигнал равен О, то коды, поступившие на первый и второй информационные входы сумматоравычитателя 8, суммируются. Если же сигнал на входе управления равен 1, то код, поступивший на второй информационный вход, вычитается из кода, поступившего на первый информационный вход. На выходе 9 сумматора-вычитателя 8 образуется конечный результат вычислений. 1. Устройство для вычисления функции г = с х+у, содержащее блок нахождения модуля величины х, блок нахождения модуля величины у, первый и второй блоки сдвига, сумматор, причем информационные входы блока нахождения модуля величины х и блока нахождения модуля величины у соединены с входными шинами величин х и у соответственно, входы управления блоков нахождения модуля величин х и у соединены с шиной знака величины х и шиной знака величины у соответственно, выходы блоков нахождения модуля величин х и у соединены с первым и вторым входами сумматора соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения точности вычисления функции, в устройство введены блок Введение в устройство,.ототипа дополнительного блока суммирования-вычитания, блока коммутации и замена блока сравнения блоком управления, содержащим три блока сравнения, а также введение соответ ствующих связей, позволяет уменьшить максимальную погрешность вычислений функции г примерно в 5,5 раза. Это расширяет ооласть применения устройства по сравнению с прототипом, позволяет его применить, в частности, в высокоточных анализаторах спектра. суммирования-вычитания, блок коммутации и блок управления, содержащий первый, второй и третий блоки сравнения, первый, второй и третий элементы НЕ, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, причем первые входы блоков сравнения соединены с выходом блока нахождения модуля величины х, вторые входы блоков сравнения соединены с выходом блока нахождения модуля величины у, выходы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами блока коммутации, выход первого блока сравнения соединен со входом первого элемента НЕ и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, а выход соединен с входом управления первого блока сдвига, выход первого элемента НЕ634271 фиг Составитель Л. уткинехред О. Луговаяираж 764 орректор С. Шекгиародписное Редактор Л, МепуришвилиЗаказ 6762146 Г 1 Н 11 ИПИ Государстве по дел аь 113035, Москва Филиал ПГ 1 П Пата Совета Министроий и открытийушская наб., д. 4/город, ул. Проектн го комит изобретен Ж.35, Ра т, г. Уж соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения и входом второго элемента НЕ, а выход соединен с третьим входом блока коммутации, выход второго блока сравнения соединен со входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, а выход соединен с четвертым входом блока коммутации и со вторым входом второго элемента И г 1 И, выход которого соединен со входами управаия второго блока сдвига и блока суммирования-вычитания, выходы блока нахождения модуля величины х и блока нахождения модуля величины у соединены с первым 15 и вторым информационными входами блока коммутации, выход сумматора соединен с информационным входом первого блока сдвига, выход которого соединен с первым информационным входом блока суммирования-вычитания, второй информационный вход которого соединен с выходом второго блока сдвига, информационный вход которого соединен с выходом блока коммутации, выход блока суммирования-вычитания является выходом устройства.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:1. Патент США3505505, кл. 235.151.3, 1970.2. 11 атент США3829671, кл. 235.151.3, 1974,