Функциональный преобразователь

ОПИСАНИ"Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СеветскииСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. сеид-ву 9591861 л,6 Р 15/3 51)М 22) Залвлено 280677 (21) 2500774присоединением заявки Мо23) Приоритет 2.4 осударственный комнте СССР по делам нзобретеннй н открытнй) заявитель 4) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЯ ПРЕОБРАЗОВА 1 ов-вычи - ых под- ональноЦель изобр класса решаемы ления Функций нная цель достигае известный функцион тель введены четве торы-вычитатели, и ых соединены с вто анализа состояния е Входы - с первым правления, третьи дом второго регист тся альныйртый и ервые рым вы- сумма- выхоПоставл тем, что в преобразов пятый сумм входы кото ходом блок тора, втор дом блока ды - с выххоа сдвиИзобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в управляюших и вычислительных системах, в цифровых системах автоматики и телемеханики в качестве специализированного вычислительного блока.По основному авт.св. М 591861 известен Функциональный преобразователь для аппаратной реализации вычисления частного от суммы и разности квадратов двух аргументов на один иэ них, содержавший три сумматора-вычитателя, два регистра сдвига, блок анализа состояния первого сумматора, блок управления, причем выход первого сумматора-вычитателя соединен с входом блока анализа состояния сумматора, первый выход которого подключен к блоку управления, а второй выход блока анализа состояния сумматора соединен с первыми входами первого - третьего сумматоров-вычитателей, первый выход блока управле" ния соединен со вторыми входами сумматоров-вычитателей, второй выход блока управления соединен с первыми входами регистров сдвига, второй вход первого регистра соединен с первым входом функционального преобразовател ля, третий вход первого регистра сдвига подключен к его выходу и третьему входу первого сумматора-вычитателя, второй вход второго регистра сдвига соединен с вторым входом функционального преобразователя и четвертым входом первого сумматора-вычитателя,третий вход второго регистра сдвига соединен с его выходом и третьими входами второго и третьего сумматор тателей,четвертые входы котор ключены к первому входу функци го преобразователя 1.Недостатком известного преобразователя является его узкая специализация, так как он предназначен топькоуРч для вычисления функций видаетения - расширениех задач за счет вычискч+ чнида=З 44 -С),О 1+4 и Д 4" 4 т .3 Первое рекуррентное соатнашен 54 е реализуется в.сумматоре-нычитетеле Величина Х 2 з формируется в регистре 6 сдвига, Логическое соотношение реализуется в блоке 8 анализа сос - таяния сумматора, Второе рекуррентное соотношение реализуется н сум-, маторе-вычитателе 2, Величин: У 2 Формируется н регистре 7 сдвига, Третье рекуррентное соотношение ЬО реализуется н сумматоре-нычитателе 34 четвертое рекуррентнае соотношение га, а четвертые входы - с вторым нОдам преобразователяНа чертеже приведена блок"схемаФункционально 4-о преобразователя.Функциональный преобразователь содержит сумматоры-нычитатели 1-5, регистры 6, 7 сдвига, блок 8 анализа Остояния сумматора и блок 9 управления.Выход сумматОра нычитателя 1 СОсци 5,енс входом блока 8 анализа состояниясумматора, первый выход которого ссеДинен с нхОДам блока 9, а второй ныход соединен с первыми нхоцамч сум 4 маторон-нычитателей 1-5. Первый выходблока 9 соединен с вторыми входамисумиаторав-нычитател 4 ей 4. а второй нь .Рход - с перными нходами регистров 6,7 сдвига.Выходом Функционального преобразо 55нателя для функции (Х"+У Х являетсявыход сумматора-вычитателя 24 дляфункции (Х - У )/Х - 5 зыхад су 4 мм 4 атара 2 2 49нычитателя 3, для Функции (ХУ+У") /ХвыХод сумматора-нычитатепя 44 дляфункции (ХУ-У 2) /Х - выход сумматаранычитателя 5,Блок анализа состояния сумматораможет быть ныгалнен,например, на триггере, цифровых схемах сравнения илогических элементах, Оумматары-нычитатели 1-5 могут быть ныполнень:по параллельной или послс.цонатель" 30ной схеме.Бычисл 4 ения укаэанных функций нданном Функциональном преобразователе выполняются н и=ерацианномПРОЦЕССЕ По РаЭНОСтно-ИТЕРаЦИОННОМУ 35алгоритму н ниде Оекуррентнь 4 х соотношений напои,"ер пля цнаич 4 лй -54темы счислени 54 4Фнз;сиротзаннсзй эапятой,сумматоре-нычитателе 4, пятое рекуррентнае соотношение - н сумматоре-вычитателе 5.Вычисления выполняются следующим образом.Перед началом работы сумматорынычитатели и регистры сдвига устанавливаются в нулевые состояния. Затем н регистр 6 и н четвертые входы сумматоров-нычитателей 2-3 подается первый аргумент Х, а н регистр7 сдвига и на четвертые входы сумматоров-нычитателей 1, 4 и 5 подаетсявтирай аргумент УВ любой 3-й итерации с выходов блока 9 управления подается серия (после авательность) тактовых импульсов,которая сдвигает значения в регистрахсднига на один разряд в каждой итерации и проднигает полученные значенияна соответстнующие входы сумматороввычитателей, причем сдвинутое значение сиона переписывается в соответствующий регистр сдвига. В сумматорах-ньзчитателях 1-5, в зависимостиОт значения оператора 9 выполняет)ся сложение или вычитание предыдущих содержимых с сдвинутыми значениями аргументов. Оператор у определяется и конце каждой итерации познаку содержимого в сумматоре-вычихателе 1. При положительном знаке- "-1 н сумматорах-нычитателях3, 5 выполняется вычитание, а всумматорах-вычитателях 2 и 4 - сложение, При отрицательном знакеу= .-1 н сумматорах-вычитателях 1-5режим работы заменяется на обратный.Б конца каждой итерации н блоке 8проиэнодится сравнение очередногозначения 9 +с предыдущим 9 и определяется момент изменения этого значения, т.е, изменения знака содержимого в сумматоре-нычитателе 1.При изменении знака, т.е, операторад. н блок 9 ныдается команда перехода к следующей итерации с номеромна единицу больше.В конце каждой ит 4 зрации н блоке 8производится проверка условия У = О,При ныполнении этого условия на блок9 выдается команда прекратить работу,и последний перестает выдавать тактоные импульсы на следующей итерации,Б зтам случае в сумматоре-вычитателе2 находится значение Функции (Х 2 ++ У )/Х, в сумматоре-вычитателе 3значение функции (Х - У )/Х, в сумйматоре -нычитатсле 4 - значение Функции (ХУ + У ) /Х, н сумматоре-вычита 2теле 5 - значение Функции (ХУ - У") /Х,В табл, 1 приведен конкретныйчисловой пример вычисления указанныхфункций,цля значений аргументовХ = 0,5 и У =- 1,0,,5 0 2 -0,25 0,0 -1 О,0 1,0 зависимости функциональ-, ональныетруктурыателя,изобретен и другие Фунб,. изменени ного преобраФормул том случае дыдущему. ределяетсяьного прело итераций числу развычисления в налогичен пр вычисления оядон функционя, так как чи случае рави о о 5 7 ак нидно из табл. 1, время вычися для этого случая определяется двумя итерациями. В общем случае время вычисления определяется и итерациями и равно Т2 п + 2 тактов при параллельном выполнении сумматороввычитателей, или Тсъф+ и припоследовательном выполнении сумматоровнычитателей. Асинхронный режим работы (прерывания итерационного процесса вычисления при нулевом значении в сумматоре-ны.ятателе 1) дополнительно сокращает время нычислениДанный функциональный преобраэонатель позволяет вычислить и ряд других ФункцийНапример, вводя в сумматор-вычитатель 1 первоначальное Процесс эсовершенно а еТочность пчислом разр алобразовател св наихудшем орядов,Данный Функциональный преобразователь позволяет одновременно (эаодно и то же время) наряду с Функциями (Х +У )/Х и (Х-У)/Х вычислить Функции (ХУ+У)/Х и (ХУ-У )/Х,причем аппаратурные затраты увеличиваются всего лишь на два сумматора-вычитателя, выполненных аналогично сумматорам-вычитателям в основном изобретении. Кроме вышеуказанных Функций н данном функциональном преобразователе можно вычислятьФункциональные зависимости (Х-У) /Х,й(ЗХУ-У ) /Х. При изменении начальных условий можно вычислять также значение, равное Уд = У - 2 Х, что легко можно выполнить, вычислив это значение в дополнительной итерации (путем структурного сдвига в регистре 6 значения Х на один разряд влево от запятой с последующим вычи танием аргументов в сумматоре-нычитателе 1 или последовательного дной ного вычитания иэ аргумента У аргумента Х) .После выполнения соответствующего числа итераций по вышеприведенному раэностно-итерационному алгоритму в сумматоре-вычитателе 1 н-. - ходится нулевое значение, в суммато ре-вычитателе 2 - значение Функции (Х-У)"/Х, н сумматоре-вычитателе 3 значение функции (Х-У+2 ХУ) /Х, в сумматоре-вычиталеле 4 - значение функции (У-ХУ)/Х, в сумматоре-вычитателе 5 - значение функции (ЗХУ - У )/Х. В табл. 2 приведен конкретный числовой пример вычисления этих функций для тех же значений аргументов Х = 0,5 и У = 1,0,Функциональный преобразонатель иавт.св. Р 591861, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач эа счетХЧ+Чвыполнения функций видаУсв него введены четвертый и пятыйсумматоры-нычитатели, первые входыкоторых соединены со вторым выходом блока анализа состояния сумматора, вторые входы - с первым выхо-,дом блока управления, третьи входы - с выходом второго регистрасдвига, а четвертые входы - со йторым нходом преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское снидетельстно СССР9 591861, кл. С 06 Р 15/32, 12.07. бЗакаэ 630220 нного коми ений и от 113 РалскаясноеССР ийд. 4 Филиал ППП Патент,. г. ужгород, ул. Проектная,Составитель С. ГроРедактор И, Ьлексеенко Техоед С.Мигай,Тираж 780 ЦНИИПИ Государстве по делам изобрет 0 35 с Москва, Ж 35оваКорре Подпи тета С