Цифровой функциональный преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 и 922733(61) Дополнительное к авт. свид-вув 748434 (22) Заявлено 140279 (21) 2728272/18-24 51 М Кл з 6 06 Р 7/548 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088 8) Опубликовано 230482, Бюллетень Мо 15 Дата опубликования описания 23.0482(71) заявител КЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТ 54) ЦИФРО сяк ци и може ной реа игономе Изобретение относит фровой вычислительной технике т найти применение при аппарат лизации операций вычисления тр трических функций.По основному авт.св. Р 748434 известен цифровойфункциональный преобразователь, содержащий восемь сумматоров-вычитателей, четыре регистра, три блока сдвига, блок памяти, блок анализа знака и блок управления, причем первый выход первого регистра соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом первого регистра, второй выход которого соединен с пер вым входом первого блока сдвига, вы ход второго сумматора-вычитателя со динен с входом второго регистра, первый выход которого соединен с первым входом второго блока сдвига, выход третьего сумматора-вычитателя соединен с входом третьего регистра, первый выход кбторого соединен с первым входом четвертого сумматора-вычитателя, к второму входу которого подсоединен первый выход третьего блока сдвига, выход четвертого сумматоравычитателя соединен с первым входом тоетьего сумматора-вычитателя, второй выход третьего регистра соединенс первым входом третьего блока сдвига, выход пятого сумматора-вычитате 5 ля соединен с входом четвертого регистра, первый выход которого соединен с первым входом пятого сумматоравычитателя, на второй вход которогоподсоединен выход блока памяти, вход 10 блока анализа знака соединен с вторым выходом четвертого регистра,второй выход второго регистра соединен с первым входом второго сумматора-вычитателя, выходы шестого и седьмого сумматоров-вычитателей соответственно соединены с вторыми входамипервого и второго сумматоров-вычитателей, первые выходы первого и второго блоков сдвига соединены с первыми входами соответственно седьмогои шестого сумматоров-вычитателей, навторые входы которых подсоединенвторой выход третьего блока сдвига,вторые выходы первого и второго блоков сдвига соединены соответственно 25 с первым и вторым входами восьмогосумматора-вычитателя выход которогосоединен с вторым входом третьегосумматора-вычитателя, выходы блока управления соответственно соединены 30 с входами сдвига регистров, вторымивходами блоков сдвига и входом блокапамяти, выход блока анализа знакасоединен с третьими входами третьего,пятого, шестого и седьмого сумматороввычитателей 1) .Недостатком этого функционального 5преобразователя является ограниченный класс вычисляемых функций, поскольку он предназначен для вычисления квадратов синуса и косинуса, атакже синуса двойного аргумента (т,е. 1 Опроизведения синуса и косинуса).Цель изобретения - расширениекласса решаемых задач эа счет возможности дополнительного вычисления синуса, косинуса и косинуса 15двойного аргумента.Поставленная цель, достигаетсятем, что в цифровой функциональныйпреобразователь дополнительно введены три сумматора-вычитателя, два регистра и два блока сдвига, причемпервый выход пятого регистра,соединен с первым входом девятого сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом пятого регистра,второй выход которого соединен.с первым входом четвертого блОка сдвига,первый выход шестого регистра соединен с первым входом десятого сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом шестого регистра, вто- З 0рой выход. которого соединен с первым входом пятого блока сдвига,выход которого соединен с вторым входом девятого сумматора-вычитателя,выход четвертого блока сдвига соединен с вторым входом десятого сумматора-вычитателя, третьи входы девятого и десятого сумматоров"вычитателейсоединены с восходом блока анализазнака, тРетьи выходы первого и второго регистров соединены с входамиодиннадцатого сумматора-вычитателя,выходы .блока управления соединенысоответственно с входами сдвигапятого и шестого регистров и вторыми входами четвертого и пятого блоков сдвига,Десятый сумматорвычитатель, шестой регистр и четвертый блок сдвига в совокупности с известными узлами обеспечивает Формирование функциисинуса, Девятый сумматор-вычитатель,пятый регистр и пятый блок сдвига всовокупности с известными узламиобеспечивают формирование функциикосинуса. Одиннадцатый сумматорвычитатель в совокупности с известными узлами обеспечивает формирование косинуса двойного аргумента,На чертеже представлена структурная схема цифрового Функционального 60-преобразователя (ЦФП) . ЦФП содержит сумматоры-вычитатели 1 - 11, регистры 12 в .17, блоки 18 - 22 сдвига, блок 23 памяти, блок 24 анализа знака и блок 25 управления.Входом ЦФП являются входы разрядов регистра 15, выходами - для функции квадрат косинуса - выход регистра 12, для функции квадрат синуса выход регистра 13, для функции синус двойного аргумента - выход регистра .14, для функции косинус, двойного аргумента - выход сумматора-вычитателя 11, для функции косинуса - выход регистра 16, для функции синуса - выход регистра 1.7.В основу вычисления указанных тригонометрических функций положен. принцип одновременного решения в итерационном процессе системы разностно-итерационных рекуррентных соотношений9 д = 9 9 9)- Ч 3 агсд 2 ( ) 90.(и фп = сов 29,В основу вычисления указанных ги"перболических функций положен принцип одновременного решения в итерационном процессе системы разностноитерационных рекуррентных соотношений9 о=в 9 =Е -ч ь 2( ;в. о.,Ч = 1 ЧпЦ =+ Ч ю. 2 (ф") Е ф - вЫВ.иРп . -- (н+ до -- ) 29Коэффициент удлйнения вектора длятригонометрических Функций равенс= П (1 + 21) ) =1,1644353,3:для гиперболических Функций равенй,Вычисление указанных функций в данном ЦФП осуществляется следующим образом.Первоначально в регистрах 13, 14 и 17 устанавливается нулевое состояние. В регистр 15 заносится аргумент 8в регистр 16 - значение 1/1= = 0,858853, в регистр 12 - значе" ние 1/К0,737512191 при вычисле" нии тригонометрических функций. В любой 5 -й итерации с выходов бло ка 25 управления выдаются последовательности (серии) тактовых импульсов, которые сдвигают содержания блоков, 18 - 32 сдвига, а затем выдают содержания этих блоков и ре гистров 12 - 17 и очередную константу из блока 24 памяти на соответствующие входы сумматоров-вычитателей 1 - 10. Результаты алгебраического суммирования в сумматорах О вычитателях 1 - 3, 5, 9 и 10 с их выходов заносятся младшими разрядами вперед в освобождающиеся при сдвиге старшие разряды регистров 12 - 17 и продвигаются к их началу. После выполнения п + в тактов, где бчисло разрядов аргументаув= 0 од 1 и число дополнительных защитных разрядов для компенсации погрешности усечения чисел при сдвиге,.в регист.Рах 12 - 17 содержатся результаты 3-й итерации. По знаку очередного содержания регистра 12 в конце каждой итерации 35 в блоке 24 анализа знака вырабатывается сигнал с, определяющий на следующей итерации.для тригонометрических функций при о . = + 1 сложе)ние в сумматорах-вычитателях 3, 7 4 О .и 10 и вычитание в сумматорах-вычитателях 5, б и 9. При с 1 = - 1 в сумматорах 3, 7 и 10 выполняется вычитание, а в сумматорах-вычитателях 5, б и 9 сложение. В сумматорах-вы-, читателях 1 и 2 выполняется сложение, а в сумматорах-вычитателях 4 8 - вычитание.Для гиперболических функций при= + 1 в сумматорах-.вычитателях 3, б, 7, 9 и 10 выполняется сложение а при ц= - 1 - вычитание.Р 4В сумматоре-вычитателе 5 при с = +14: выполняется вычитание, а при и = -1 сложение. В сумматорах-вычитателях 1, 2, 4, 8 и 11 всегда выполняется сложение. Режим сложения-вычитания в сумматорах-вычитателях 4, 8 и 11 определяется сигналом управления, подаваемым на третий вход с блока 25 управления, в зависимости от. тре-; 60 буемой системы функций (связи этих сумматоров-вычитателей с блоком 25 управления для упрощения не показаны). Этот же сигнал при вычислении гиперболических функций инвер" 65 тирует подаваемый на сумматор-вычитатель б сигнал.В любой 3-й итерации содержание Б регистра 12 передается в блок18 сдвига, с выходов которого насумматоры-вычитатели 7 и 8 соответственно выдаются значения 1).,2-0+1)и О; 2 ф") . Содержание ю регистра12 йередается в блок 19 сдвига, свыходов которого на сумматоры-вычитатели б и 8 соответственно выдаются значения ж2 буфф) и д,. 2-И+3 3Содержание х регистра 14 передает 1ся в блок 20 сдвига, с выходов кото-,рого на сумматоры-вычитатели 4 иб - 7 соответственно выдаются значения 1 2 (") и :1" 2-) . Содержа 3,ние х регистра 16 передается в блок21 сдвига, с выхода которого на сумматор-вычитатель 10 выдается значе-ние х"2 ( " .Содержание у регистра 17Гпередается в олок 22 сдвига,с выходакоторого на сумматор-вычитатель 9 выдается значение у 2 (ф" . Реэульта 3ты итерации с выходов сумматороввычитателей б - 7 соответственносуммируются в сумматорах-вычитателях1 - 2 с предыдущими содержаниями регистров 12 - 13. Сложение или вычитание в сумматорах-вычитателях 4,8 и 11 выполняется в зависимости отвида вычисляемых Функций. Результатыопераций с выходов сумматоров-вычитателей 4 и 8 через сумматор-вычитатель 3 записываются в регистр 14.Из содержания 6) регистра 15 в сумматоре-вычитателе 5 вычитается очередная константа из блока 23 памятипри и; = + 1. При о = - 1 в сумматоре-вычитателе выйолняется сложение. Знак содержания В регистра 15определяет значение очередной цифры ЯНа следующей (3 + 1)-й итерациивычисления производятся аналогичнымобразом,После выполнения и итераций содержание регистра 12 является квадратом Функций косинуса, содержаниерегистра 13 - квадратом Функции синуса, содержаниерегистра 14 - функцией синуса двойного аргумента (при"чем структурно производится сдвигна один разряд влево от двоичной запятой) или произведения синуса на косинус, Содержание регистра 15 равнонулю, содержание регистра 16 является функцией косинуса, содержаниерегистра 17 - функцией синуса. Затемвыполняется вычитание из содержаниярегистра 12 в сумматоре-вычитателе11 содержания регистра 13, результатэтой операции представляет функциюкосинуса. двойного аргумента.Изобретение позволяет заодинцикл вычисления одновременно получить синус,.косинус, квадраты синуса и косинуса, синус и косинус от922733 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 2581/63 Тираж 732 Подписно Филиал ППП "Патент"., г.ужгород, ул.Проектная, 4 двойного аргумента в тригонометрической или гиперболической системе.Время вычисления практически одинаково для цифрового функциональногопреобразователя 1 н предложенногоЦФП, а количество получаемых функцийна три больше. Аппаратурные затратыпо сравнению с основным изобретениемувеличиваются на три сумматора-вычитателя, два регистра и два блока .сдвига, равных двум сдвигающим регистрам, что составляет меньше 46. Цифровой функциональный преобра зователь по авт, св. Р 748434,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач путем дополнительного вычисления синуса, косинуса и косинуса двой-щ ного аргумента, содержит три сумматора-вычитателя, два регистра и два блока сдвига, причем первый выход пятого регистра соединен с первым входом девятого сумматора-вычитателя,25 выход которого соединен с входом пятого регистра, второй выход которого соединен с первым входом четвертого блока сдвига, первый выходшестого регистра соединен с первымвходом десятого сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом шестого регистра, второй выходкоторого соединен с первым входомпятого блока сдвига, выход которогосоединен с вторым входом девятогосумматора-вычитателя, выход четвертого блока сдвига соединен с вторымвходом десятого сумматора-вычитателя, третьи входы девятого и десятого сумматоров-вычитателей соединены с выходом блока анализа знака,третьи выходы первого и второгорегистров соединены с входамиодиннадцатого сумматора"вычитателя,выходы блока управления соединенысоответственно с входами сдвига пятого и шестого регистров и вторымивходами четвертого и пятого блоковсдвига.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 748434, кл. 6 06 Р 15/34 (прототип).