Устройство для вычисления гиперболических функций

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУи 732888(51) , л, 6 06 Г 15/34 с присоелинением заявки РЙ Государственный комитет,СССР до делам изобретений и открытийОпубликовано 05,05,80. Бюллетень И 17 Дата опубликования описания 05.05.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ Изобретение относится к цифровой вы.числительной технике и может найти при-менение при аппаратурном вычислении элементарных функпий, в частности в специализированных цифровых вычислительныхмашинах (С 11 ВМ), работающих в последо 5. вательном двоичном коде с фиксированной запятой,Известно устройство, работающее поалгоритму Волдера и позволяющее вы 10числять прямые и обратные тригонометрические функции 1Однако в этом устройстве невозможно вычислять гиперболические функциинеобходимые при решении ряда задач об 15работки информации,Известно устройство для вычисления(секанса), содержащее три накапливающих сдвигающих регистра, три одноразрядных сумматора, блок псевдочастного,блок памяти, блок сравнения, блок управления и два сдвигающих регистра. Выходы младших разрядов первого, второго и третьего накапливающих сдвигающих регистров соединены соответственно с, первым входом первого, второго и третьего сумматоров, выходы которых подключены к входам старших разрядов соответствующих накапливающих регистров, Вход блока нсевдочастного соединен со знаковым разрядом первого накапливающего регистра, а выход подключен ко входам управления сумматоров, Разряды мантиссы первого накапливающего регистра соединены со входами блока сравнения, выход которого подключен к входу блока управления, Управляющие входы всех регистров и блока памяти соединены с соответствующими выходами блока управления, а выходы первого и второго сдвигающих регистров подключены к вторым управляемым входам второго и первого сумматоров. Выход блока памяти соединен со вторым управляемым входом третьего сумматора 12Недостатком данного устройства является невозможность вычисления гипер7328 3болического ЬЬ или СЬ, а также использование сдвигающих регистров в цепи перекрестной связи между содержимым первого и второго накапливающих сдвигающих регистров и вторыми входами второго и первого сумматоров соответственно. Это приводит к тому, что перед каждой итерацией содержимое сдвигающих регистров необходимо последовательно сдвигать вправо на число раз Ррядов, равное номеру итерации, причем сдвиг должен быть модифицированным, что увеличивает время вычисления на О гдеЙ - число разря Бель изобретения родействия и расшире возможностей устрой пения функций гипербе быс- повышение функства за счолическог циональных ет вычис 2 о синуса.и косинуса Цель достигается тем, что устройство для вычисления гиперболических функций, содержащее, три сдвигаюших регистра, три одноразрядных сумматора, ключ, блок памяти, схему сравнения с константой, блок управления, причем выходы младших разрядов первого второго и третьего сдвигающих регистров соединены с первыми входами соответственно первого второго и третьего сумматоров, выходы ко- торых соединены со входами старших раз-. рядов соответствующих сдвигающих реЭБ гистров, выход ключа соединен со входами управления сумматоров, выход схемы сравнения с константой соединен со входом блока управления, второй вход третьего сумматора соединен с выходом блока памяти, управляющие входы сдвигаюших регистров соединены с первым выходом блока управления, управляющий вход бло. ка памяти соединен со вторым выходом блока управления, содержит три коммутатора, управляющие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходом блока управления, выходы знакового и информационного разрядов первого и третьего сдвигающих регистров через первый коммутатор соединены соответственно со входом ключа и группой входов схемы сравнения с константой, информационные выходы разря дов первого и второго сдвигающих ре 55 гистров соединены соответственно со входами второго и третьего коммутаторов, выходы которых соединены со вторыми входами второго и первого сумматоров, сагОгде Ъ 1, Х,Ь - содержимое1, 2, 3 после выполнения 1ции;О=Мр56 С 11 или циСЪ,Перед началом вычисленийзаписывается аргументпр.пении а И и 5 есЪ, а при выб и СЪ устанавливается встояние, В регистр 2 эаписыницы, Регистр 3 устанавливаелевое состояние при выполнени9 ЕсЪ, а при вьаолнении 8писывается аргумент Т.- при вычислении агЮв г истр и вычис- числении нулевое с вается едится в нуи ОгФИ и и сЬ э 884На чертеже представлена функциональная схема устройства,Устройство состоит иэ трех рециркуляционных ячеек, В основу каждой изних входит сдвигающий регистр 1 дляпервой ячейки, сдвигающий регистр 2 длявторой ячейки и сдвигающий регистр 3для третьей ячейки, выходы этих регистров поданы соответственно на первыевходы одноразрядных сумматоров 4, Ц и6. Выходы сумматоров 4,5 и 6 соединены с последовательными входами сдвигаюших регистров 1,2 и 3, Параллельные выходы регистров 1 и 2 подключены к одноименным входам коммутаторов7 и 8, Выход коммутатора 7 соединенсовторым входом сумматора 5, а выход коммутатора 8 подключен к второмувхоцу сумматора 4, Управляющие входыкоммутаторов 7 и 8 объединены междусобой и соединены с выходами блока 9управления, Выход блока 10 памяти, управляющие входы которого соединены сблоком 9 управления, подключен к втоРому входу сумматора 6,, Параллельные выходы регистров 1 и3 поданы на информационные входы коммутатора 11, управляющий вход которого подключен к блоку 9 управления иобеспечивает, в зависимости от вычисляемой функции, подключение мантиссьгрегистров 1 или 3 на входы схемы сравнения с константой 12, а знака на ключ13, Выход схемы сравнения с константой 12 подключен к входу блока 9 управления, Выход ключа 13 подсоединен квходам управления сумматоров 4, 5 и 6,Устройство реализует следующие рекуррентные соотношения;1В каждой итерации блок управленйя 9выдает пачку импульсов на управляющиевходы регистров 1, 2 и 3 и блока памяти 10, Количество импульсов в пачке равно разрядности регистров, 5Коммутаторы 7 и 8 подключают разряд регистров 1 и 2 с номером, соответствующим номеру итерации ко второмувходусумматоров 5 и 4, Если при вычислении О Юиьесп Ю(рЧ положительный, 0то ключ 13 должен выработать сигналы,позволяющие сумматорам 4 и 5 производить, операцию вычитания, а сумматору6 операцию сложения. Если Яуи 11 от 15рицательный, то ключ 13 должен выработать сигналы, позволяющие сумматорам4 и 5 производить операцию сложения,а сумматору 6 операцию вычитания, Привычи.тании 5 Ь и СЪ ключ 13 выра 20батывает сигналы, обеспечивающие выполнение обратных операций сумматорами, Таким образом, в каждой итерациина сумматоре 4 происходит выполнениесоотношения (2), на сумматоре 5 - соотношение (3), на сумматоре 6 - соотношение (4),В связи с тем, что сдвьгающие регистры 1 и 2 при выполнении сложениязаполняются одновременно результатомвычисления, а вторые слагаемые соотношений (2) и (3) должны использоваться с модифицированным сдвигом, то приравенстве копа номера итерации с инверсным кодом номера такта коммутаторы 7 и 8 начинают подавать на второйвход сумматора 5 и 4 знаковый разрядрегистров 1 и 2, который в это времяоказывается на разряде регистров номером равным номеру итерации и при сле.дующем такте сдвигается вправо, т,е,коммутаторы следят за знаковым разрядом до конца итерации, Тем самым обеспечивается модифицированный сдвиг,Для устранения эон несходимости систе мы базисных функций Огт,и 2 необходимо повторять итерации с номерами, определяемыми по формуле1"-ЗИ + 1 угде И=1,2, 3.50После выполнения и итераций содержимое регистра 1 становится равным нулю при вычислении агЮ и БЕсп,илиКСЪТпри ьЪ и оИ; сопержимое регист-ра 2 становится равным Кп 66 СЬУ или 55К ЬЪ Т; а содержимое регистра 3 становится равным сО" О ( при вычислениисгО и ьЕСЪ или равным нулю при ВЪи СЪ,Для подавляющего большинства значений аргумента процесс сходится нв итерации номер которой 1 11, При атом в регистрах 1 или 3, в зависимости от выполняемых групп функций, все разряды становятся равными нулю, а результаты вычисляемых функций получаются нв регистрах 2 и 3 или 1 и 2, Схема сравнения с константой (в данном случае с нулем) выдает сигнал окончания операции. Блок 9 управления по этому сигналу прекращает подачу тактовых импульсов, Этим обеспечивается асинхронный режим, Кроме того, блок 9 управления при итерациях ЗИ + 1 не изменяет номер итерации и она повторяется,Формула иэобре те ни яУстройство для вычисления гиперболических функций, содержащее три сдвиговых регистра, три одноразрядных сумматора, ключ, блок памяти, схему сравнения с константой, блок управления, причем выходы младших разрядов первого, второго и третьего сдвигающих регистров соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены со входами старших разрядов соответствующих сдвигающих регистров, выход ключа соединен со входами управления сумматоров, выход схемы сравнения с константой соединен со входом блока управления, второй вход третьего сумматора соединен с выходом блока памяти, управляющие входы сдвигаюших регистров соединены с первым выходом блока управления, управляющий вход блока памяти соединен со вторым выходом блока управления, отли чающе ес я тем, что, с целью повышения быстродействия я расширения функциональных возможностей устройства за счет вычисления функций гиперболического синуса и косинуса, оно содержит три коммутатора, управляющие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока управления, выходы знакового и информационного разрядов первого и третьего сдвигвющих регистров через первый коммутатор соединены соответственно со входом ключа и группой вхойов схемы сравнения с константой, информационные выходы разрядов первого и второго сдвигвющих регистров соединены соответственно со входами второго и третьего коммутаторов,732888 Составитель М, Канторчндактор В,Шубенко Техред И. Нетко Корректор Н ец з 1555/11 Тираж 7 ЦНИИПИ Государстве по делам изобретени 113035, Москва, Ж1 Подписное ного комитета СССР й и открытийРаушская набд, 4/ филиал ППП Патент", г. гор.од, ул, Проектная,выходы которых соединены со вторыми,входами второго и первого сумматоров,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе