Устройство для преобразования координат

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 750491(22) Заявлено 04. 05. 78 (21) 2610284/18-24 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам нзобретеннй н открытий(088.8) Дата опубликования описания 250780(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техники, а именно к цифровым преобразователям координат и может быть использовано в качестве вычислителя, входящего в состав астронавигационныхсистем,Известно устройство, содержащееблок управления, сумматоры, сдвигающие регистры 11Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.Наиболее близким по сущности техническим решением задачи являетсяустройство, содержащее блок управления, коммутатор, реверсивные счетчики, сумматоры 23Недостатком известного устройства является недостаточное быстродействие.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что з устройство для преобразо свания координат, содержащее первый,второй и третий сумматоры, выходыкоторых соединены с первыми входамиодноименных реверсивных счетчиков,блок управления, первый коммутатор,память, введены дешифратор, формирователь, регистр аргумента, второй коммутатор, блок коммутаторов, три сумматора по модулю два, элемент НЕ, причем выход блока управления соединен со входами формирователя и дешифратора, первый выход дешифратора соединен с первым входом регистра аргумента, первый выход которого соединен со входом элемента НЕ и первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего сумматоров по модулю два, остальные выходы дешифратора и выходы формирователя соединены со входами второго коммутатора, первый, второй и третий выходы которого соединены с управляющими входами первого, второго и третьего сумматоров, четвертый выход второго коммутатора соединен с управляющими входами памяти, блока коммутаторов и регистра аргумента, второй выход которого соединен со вторым входом первого сумматора по модулю два, группа выхо.дов второго коммутатора соединена с пеовыми группами входов памяти, первого коммутатора и блока коммутаторон, вторая группа входов которого соединена с выходами элемента НЕ, первого, второго и третьего сумматоров по модулю два и первым выходам регистра аргумента, группа выходов блока коммутатарон соединена со второй группой входов памяти, выходы которой соединены с второй группой входов первого коммутатора, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами соответственно второго и третьего сумматоров по модулю 10 два и первый выход блоха коммутаторов соединен с первым входом первого сумматора и вторым входом первого реверсивного счетчика, второй выход блока коммутаторов соединен с первым входом второго сумматора и вторым входом второго реверсивного счетчика, третий выход блока коммутаторов соединен с первым входом третьего сумматора и вторым входом третьего реверсивного счетчика, второй и третий входы первого сумматора соединены с первыми выходами соответственно второго и третьего ренерсивных счетчиков, второй и третий входы второго сумматора соединены соответстненно с первым выходом первого реверсивного счетчика и вторым выходом третьего реверсивного счетчика, второй и третий нходы третьего сумматора соединены со вторыми ныхо дами соответственно первого и второго реверсинных счетчиков.Блок-схема устройства приведена на чертеже.Устройства содержит бпак 1 управ ления, формирователь 2, дешифратор 3, регистр 4 аргумента, коммутаторы 5 и б, блок 7 коммутаторов, память 8,сумматоры 9-11 па модулю два, ренерсивные счетчики 12-14 сумматоры 15-17, элемент CЕ 18.Устройство работает следующим образом:Предварительно в реверсинные счетчики 12- 14 устанавливаются значения проекций единичного радиуса-вектора в исходной системе координат. Затем последовательно согласно программе работы, задаваемой блоком 1, формирователем 2 и дешифратарам З,осуществляются заданные преобразования ка ординат.Пусть, например, первый поворот системы координат необходимо осуществить вокруг осина заданный угол с, превышающий по величине , Р55 два квадранта. Код квадранта и этом случае будет соответствовать следующим значениям разрядов; а=0,а=1р .что видно из таблицы: омер к а О 1 0 1 Первым тактом значение аргумента передается с дешифратора 3 в регистр 4. Во втором такте определяются значения логических функций=0,1 рр= , 1 у=ОО :1,О, -О,=О ,:для чего код квадранта передается изпамяти 8 через коммутатор 5 н сумматоры 9-11 и с помощью сигнала, поступившего с коммутатора б, согласнополученным результатам корректируются знаки начальных значений проекций на осии Ь,При этом изменяются знаки в реверсивных счетчиках 12, 14 и в сумматоре 17, поскольку возбуждаетсясоответствующий выход блока 7,Таким образом, заканчиваются всеподготовительные операции, в результате которых получены значения проекций во вспомогательной системе координат, повернутой относительно исходной на 180 а, и начинается непосредственно выполнение "преобразование координат",В последующие моменты временисинхранизирующие импульсы из коммутатора б поступают на регистр 4 дляпреобразования величины, записаннойн нем в параллельном коде, в унитарный код путем списывания ее значенияда нуля, и на управляющие входы сумматоров 15, 17.Схема, состоящая из реверсивныхсчетчиков 12, 14 и сумматоров 15, 17,которые снязаны между собой указанным образом, причем знак переполнения одного йз сумматоров инвертируется, описывается следующим соотношением: харч хм 1 Р р -в чпчей,где В ВУ - значения проекцийрадиуса-вектора нав такте,В В - значения проекцийХтн 4Упирадиуса-вектора нащ+1 такте после поворота исходной системы координат наэлементарный уголповорота, определяемый единицеймладшего разрядацифровых интеграторов 2Приведенное соотношение описывает преобразование координат на плоскости - поворот исходной системы координат на угол 2 д рад,Следовательно, после поступления в регистр 4 числа импульсов, соответствующего заданному углу поворота о , в реверсивных счетчиках 12, 14 образуются наные числа, прапарцио 750491нальные величинам проекций радиуса- вектора в новой системе координат (Х, у 4 )., а в реверсивном счетчике 13 число не изменяется.Сигнал, поступивший из регистра 4, прекратит выдачу импульсов с выхода 5 блока 7. Это преобразование соответствует повороту пространственной системы координат вокруг осина заданный угол. Следующий поворот может быть произведен вокруг осиПолучаемое в устройстве сокращение длительности операции "преобразование координат" позволяет в четыре раза уменьшить потребляемую мощность за счет соответствующего снижения рабочей частоты.Например, для цифрового преобразователя координат на 500 корпусах интегральных микросхем 133 серии требуется дополнительно затратить 70 корпусов, но снижение тактовой частоты в четыре раза благодаря вве - дению регистра аргумента и комбинационного блока уменьшает потребляемую мощность с 25 Вт до 7,1 Вт (средняя потребляемая динамическая мощностд 5 на один корпУс составляет 50 мВт). При этом количество унифицированных стабилизаторов на 5 Вт снижается с 5 штук до 2, а при весе каждого стабилизатора 300 г экономия в массе 30 составляет 1,1 кг.За время эксплуатации самолета (10-15 лет) 1 кг веса в стоимостном выражении составляет около 2 млн.руб,Следовательно, эконрический эф фект от снижения веса вычислителя за время его эксплуатации составляет около 2,2 мпн. руб.Формула изобретения40Устройство для преобразования координат, содержащее первый, второй и третий сумматоры, выходы которых соединены с первыми входами одноимен-. ных реверсивных счетчиков, блок управления, первый коммутатор, память, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в него введены дешифратор, формирователь, регистр аргумента, второй коммутатор, блок коммутаторов, три сумматора по модулю два, элемента НЕ, причем, выход блока управления соединен со входами формирователя и дешифратора, первый выход дешифратора соединен с первым входом регистра аргумента, первый выход которого соединен со входом элемента НЕ и первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого соедияен с первыми входами второго и третьего сумматоров помодулю два, остальные выходы дешифратора и выходы формирователя соединены со входами второго коммутатора,первый, второй и третий выходы которого соединены с управляющими входами первого, второго и третьего сумматоров, четвертый выход второго коммутатора соединен с управляющими входами памяти, блока Коммутаторов и регистра аргумента, второй выход которого соединен со вторым входом первого сумматора по модулю два, группавыходов второго коммутатора соединена с первыми группами входов памяти,первого коммутатора и блока коммутаторов, вторая группа входов которо.го соединена с выходами элемента НЕ,первого, второго и третьего сумматоров по модулю два и первым выходом регистра аргумента, группа выходов блока коммутаторов, соединенасо второй группой входов памяти, выходы которой соединены со второй группой входов первого коммутатора, первыйи второй выходы которого соединены совторыми входами соответственно второго и третьего сумматоров по модулюдва, первый выход блока коммутаторовсоединен с первым входом первого сумматора и вторым входом первого реверсивного счетчика, второй выход блока коммутаторов соединен с первымвходом второго сумматора и вторымвходом второго реверсивного счетчикатретий выход блока коммутаторов соединен с первым входом третьего сумматора и вторым входом третьего реверсивного счетчика, второй и третий входы первого сумматора соединены с первыми выходами соответственно второго и третьего реверсивных счетчиков, второй и третий входывторого сумматора соединены соответственно с первым выходом первогореверсивного счетчика и вторым выходом третьего реверсивного счетчика, второй и третий входы третьего сумматора соединены со вторымивыходами соответственно первого ивторого реверсивных счетчиков. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 591860, кл. С 06 Е 15/20, 1976.2. Авторское свидетельство СССР9568947, кл 6 06 Г 15/20, 1974Составитель В. ПетровРедактор О. Стенина Техред Я. Би чак КорректорИ. Муск3 раж одписноеГо т комитета СССРела Р и открытийМо Ж ушская наб д, 4 5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аз 4650/38 Ти ЦНИИПИ по д 113035