Устройство для преобразованиякоординат

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическииРеспублик 1 1836636(51)М. КД. О 06 Г 15/20 Гесудирстивииый кюиитит СССР пв делаи иаибретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ Изобретение относится к вычислительной технике и предназначена для использования в специализированных цифровых вычислительных устройствах.Известно арифметическое устройство 1, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя и два коммутирующих блока и элемент И, которое реализует алгоритм Волдера дляпреобразования координат и построе" ния вектора и наряду с этим позволяет вычислять обратную величину г: -ХНедостатком этого устройства является то, что оно не позволяет изменять направление поворота системы координат на противоположное при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую, повернутую относительно первой.Известно также устройство 21, которое реализует алгоритм Волдера для преобразования координат и построения вектора и позвопяет выполнять коррекцию модуля вектора путем введения дополнительной операции поворота системы координат на угол 9 =агсзии(где К=1. 6467602). Это устройствотакже не позволяет изменять направ-,ление поворота системы координат напротивоположное при переходе от одной прямоугольной системы координатв другую, повернутую относительнопервой.Наиболее близким по технической6сущности к изобретению является арифметическое устройство, содержащеетри сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя, два коммутирующих блока, блок памяти, элемент И, коммутатйтор и олок анализа знака.Преобразование прямоугольных координат в полярные осуществляется вдва этапа. На первом этапе реализуется решение формулх К(х со 5 + у п) (1)у = К(у соз 9 - х з 1 п 9 ),где К=1.6467602 - коэффициент,свойственный алгоритму Волдера и заХ = к (Х соьР - у 5 иР) у =К(усом Р+ ХьпР) 45где К=1,6467602 коэффициент, свойственный алгоритму Волдера и зависящий от числа итераций;- коэффициент, принимающий зна 50чения "1. +1 в зависимости от заданного направления поворота системыкоординатРабота устроиства при повороте системы координат по часовой стрелке(Ъ +1) не отличается от работы прототипа так как при этом управляющеевоздействие (0,1) проходит с выхода блока анализа знака 12 через блокинверсии 16 на управляющие входы сум 3 8366 висящий от числа итераций. При этом в устройстве выполняется поворот коорди наткой системы на такой угол 9 , при котором у = 0. В результате имеем1угол О , равный аргументу вектора,ф 5 и модуль вектора х =К х 4 у 1 гю,увеличенный в К раз.На втором этапе реализуется решение формул10 при фиксированном значения Р=агсзи1 15 Если в формуле (2) х=Кг, у=0 иФзи Р:- , то имеем скорректированКный модуль вектора у =г.Недостатком устройства является не 20 возможность реверсировать направление поворота системы координат при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую.Целью изобретения является расши 25 рение функциональных возможностей устройства для преобразования координат за счет выполнения преобразования координат при повороте координатной системы как в положительном, так и в от 30 рицательном направлениях.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования координат, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя,35 два коммутирующих блока, блок памяти, элемент И, коммутатор знаков и блок анализа знака, выходы младших разрядов первого, второго и третьего сдвиговых регистров соединены с первым вхо 0 дами соответственно первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены со входами старших разрядов соответственно первого, второго и третьего сдвиговых регистров, разрядные выходы первого. и второго сдвиговых регистров соедин иены с разрядными входами первого и второго коммутирующих блоков соответственно, выходы первого и второго коммутирующих блоков соединены соответственно со вторыми входами второго и первого сумматоров-вычитателей, вто" рой вход третьего сумматора-вычитателя - с первым выходом блока памяти, второй выход которого через элемент И соединен со вторым входом третьего сдвигового регистра, управляющий вход элемента И соединен с первым управ 36 4ляющим входом устройства, выходы знаковых разрядов второго и третьего сдвиговых регистров соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, а третий и четвертый входы коммутатора соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами устройствавыход коммутатора соединен с входом блока анализа знака, выход которого соединен с управляющим входом третьего сумматора-вычитателя, дополнительно введен блок инверсии управляющего воздействия, первый вход которого подключен к выходу блока анализа знака, второй вход -к четвертому управляющему входу устройства, а выход - к управляющим входам первого и второго сумматора-вычитателей.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - вариант принципиальной схемы блока инверсии управляющего воздействия.Устройство содержит сдвиговые регистры 1-3, сумматоры-вычитатели 4-6, коммутирующие блоки 7 и 8, блок памяти, 9, элемент И 10, коммутатор 11, блок анализа знака 12, управляющие входы 13-15,блок инверсии управляющего воздействия 16 и четвертый управляющий вход 17.Устройство благодаря введению в его состав блока инверсии управляющего воздействия позволяет выполнять преобразование координат при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую, повернутую относительнопервой на угол ф по фор- муле ЪХ = К (Х слэмР -у Ь г Р)20 45 формула изобретения Устройство для преобразования координат, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя, два 50 коммутирующих блока, блок памяти, элемент И, коммутатор, блок анааиэа знака, причем выходы младших раэ 5 8366маторов-вычитателей 4 и 5 без изменения,В случае необходимости изменениянаправления поворота системы координат на противоположное ( -1) на5четвертый управляющий вход 17 устройства подается признак "Реверс",присутствующий на этом входе как ипризнак операции преобразования координат на входе 15, на протяжении 10всей операции. При этом блок инверсии управляющего воздействия 6 вырабатывает инверсное значение управляющего воздействия ц, котороеизменяет режим работы сумматоров-вычитателей 4 и 5 на противоположныйпо сравнению с предыдущим случаем,когда сигнал "Реверс отсутствует,что вызывает изменение направленияповорота системы координат.Реверсирование направления поворота системы координат может бытьполезным также и при коррекции модуля вектора, выполняемой путем поворота системы координат на угол Р = 25= агс 51 п - . Если на втором этапепреобразования прямоугольных координат в полярные, когда выполняетсякоррекция модуля, на четвертый управляющий вход 17 устройства подать 30сигнал "Реверс", то в регистре 2 будет получен дополнительный код модуля вектора, т.е. будет вычислено знеченне -Зхзз уе, что полезна,снапример, при последующем использова- З 5нии величины модуля вектора в преобразователях код-временной интервал:дополнительный код вектора поступаетв счетчик, на который поступают такжеимпульсы счета, временной интервал 40между импульсом начала счета и импульсом переполнения счетчика пропорционален величине модуля. 36 6рядов первого, второго и третьего сдвиговых регистров соединены с первыми входами соответственно первого, вто" рого и третьего сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены с входами старших разрядов соответственно первого, второго и третьего сдвиговых регистров, разрядные выходы первого и второго сдвиговых регистров соединены с разрядными входами первого и второго коммутирующих блоков соответственно со вторыми входами второ" го и первого сумматоров-вычитателей, второй вход третьего сумматора-вычитателя соединен с первым выходом блока памяти, второй выход которого через элемент.И соединен со вторым входом третьего сдвигового регистре, а управляющий вход элемента И соединен с первым управляющим входом устройст" ва, выходы знаковых разрядов второго и третьего сдвиговых регистров соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, а третий и четвертый входы коммутатора соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами устройства, выход коммутатора соединен с входом бло-, ка анализа знака, выход которого соединен с управляющим входом третьего сумматора-вычитателя, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет выполнения преобразования координат при повороте координатной системы как в положительном, так и в отрицательном направлениях, в него дополнительно введен блок инверсии управляющего воздеиствия, первый вход которого подключен к выходу блока анализа знака, второй вход - к четвертому управляющему входу устройства, а выход - к управляющим входам первого и второго сумматоров - вычитателей. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 547765, кл. С 06 Г 7/38, 1977,2. Авторское свидетельство СССРУ 568947, кл. С 06 Г 15/20, 1977 (прототип).