Устройство для вычисления функции z= х +у

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик оц 962925(23) ПриоритетОпубликовано 3009,82. Бюллетень Мо 36Дата опубликования описания 30.09.82 1 И) М,нд,С 06 Р 7/552 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНК ние точ.новой оО Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих специализированных вычислителях, оперирующих с комплексными числами.Известно устройство для вычисления функции, содержащее сумматор.и группы элементов И и ИЛИ 1 .Однако это устройство имеет низкую точность вычисления (5,72) .. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство я вычисления функции г = . х + ут, содержащее коммутатор три блока сравнения, элемент И и сумматор, причем входы величин х и у соединены соответственно с первыми и вторыми входами коммутатора и первого блока сравнения, прямой выход которого подключен к управл щему входу коммутатора, выход кот рого подключен к первым входам второго и третьего блоков сравнения, первый и второй входы элемента И подключены соответственно к прямому выходу второго и инверсному выходу третьего блоков сравнения 2).Йедостатком известного устройств является пониженная точность вычисления (наибольшая относительная погрешность составляет 1,79), а также то, что результат вычисленияотличается от корня. квадратногоиз суммы квадратов величин х и упостоянным множителем К1, чтоприводит к отличию масштабовкомплексногочисла и его сосщих н затрудняет дальнейшую 1 О ку информации.Цель изобретения - повышености за счет использованияаппроксимирующей функции.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеепервый коммутатор, три блока сравнения, элемент И и сумматор, причемвходы первого и второго аргументовустройства соединены соответственнос первым и вторым информационным входами первого коммутатора и первым ивторым входами первого блока сравнения, прямой выход которого соединен с управляющим входом первогокоммутатора, выход которого соедине 25 с первыми входами второго и третьегблоков сравнения, соответственно прямой и инверсный выходы которых соединены с первым и вторьхк входамиэлемента И, введены два умножителя,шесть блоков задания коэффициента(1)45 Значение коэффициен- тов Аппроксимация функции Потенциал на управляющих входах дат- чика К 1 7 и 10 8 и 11 9 и 12 Выход датчи- Выход датчиков 7, 8, 9 ков 10,11,12 0,122 0,996 х +0,817 и второй коммутатор, первый и второйинформационные и управляющие входыкоторого соединены соответственнос входами первого и второго аргументов устройства и инверсным выходомпервого блока сравнения, выход второго коммутатора соединен с вторымивходами второго и третьего блоковсравнения и первым входом первогоумножителя, выход которого соединенс первым входом сумматора, второй 1 Овход которого соединен с выходом1 второго умножителя, первый нход которого соединен с выходом первогокоммутатора, инверсный выход второго блока сравнения соединен с - 151вхоДами первого и второго блоковзадания коэффициента, выход элементаИ соединен с входами третьего и четвертого блоков задания коэффициента,прямой выход третьего блока сравнения соединен с входами пятого и шестого блоков задания коэффициента,выходы первого, третьего и,пятогоблоков задания коэффициента соединены с вторым входом второго умножителя, выходывторого, четвертого ишестого блоков задания коэффициентасоединены с вторым входом перногоумножителя.На чертеже представлена блок-схема устройства,Устройство для вычисления функциие Гх+ у 2 соааржжт блок 1 сравкания, коммутаторы 2 и 3, блоки 4 и 5сравнения, элемент И 6, блоки 7-12задания коэффициента, умножители 13и 14 и сумматор 15.Конструктивно блоки 7-12 заданиякоэффициента могут быть выполнены в,виде шифраторов или регистров.Работа устройства основана на аппроксимации функции следующим выражениемф.2 й К 1 х + Ку если х2 в К,у + Ку , если ху Для повышения точности аппроксимации коэффициенты К и К 2 изменяют свои величины н зависимости от величины отношения х/у (у/х) и принимают по три фиксированных значенияСвязь между величинами коэффициентов и отношений х/у принедена н таблице (столбцы 7, 8 и 1). В столбце 9 этой таблицы приведены аппроксимирующие выражения для каждого полу- интервала значений отношения х/у.Алгоритм (1) и (2) реализуется устройством следующим образом.Блок 1 сравнения величин х и у управляет работой коммутаторов 2 и 3 таким образом, что код,неличины А на выходе коммутатора 2 всегда больше кода величины В на выходе коммутатора 3 (таблица,. столбцы 2 и 3). Тем самым реализуется выбор выражеийй (1) или (2), Блоки 4 и 5 сравнения срабатывают соответственно при выполнении условий А ) 2 В и А4 В и Формируют совместно с элементом, И 6 три сигнала управления (таблица, столбцы 4-6) блоками 7-12 задания коэффициента, причем каждый сигнал включает пару датчикон кода Ки Ка, которые Формируют двоичные коды коэффициентов в соответствии с таблицей (в столбцах 7 и 8 приведены десятичные эквиваленты этих коэффициентов). В каждой группе (7-9 и 10-12) включен только один блок формирования коэффициента и код, Формируемый этим датчиком, поступает на соответствующий умножитель. При этом на выходе умно;ителя 13 формируется произведение КА, а на выходе умножителя 14 - произведение Кбу В. Эти произведения суммируются сумматором 15, на выходе которого формируется двоичный код результата вычисления функции Гх + у% по аппроксимирующим выражениям, приведенным в таблице.962925 Продолжение таблицы на управдах датксима- ункции 9 и 1 0,0,58 5 817 у0,588 х 0 0,347 0,941 у + + 0,347 х 0,996 у + + 0,122 х 0,2,996 Формула изобретен ычисления функции жащее первый комУстройбтво для Гх + у, сод Устройство может быть реализовано с использованием матричных умножителей, параллельного сумматора, блоков сравнения, коммутаторов и блоков задания коэффициента, выполненных по известным схемам на интегральных, микросхемах, а также-может быть выполнено в виде большой интегральной схемы.Для работы устройства не требуется дополнительных управляющих сигналов. При поступлении кодов чисел на .входы х и у на выходе устройства Формируется код результата с задерж. - кой, определяемой суммой задержек "= 2%С+фкф ибк+ "умн."Евносимых блоков сравнения, умножите лей и сумматором.При выполнении семиразрядного устройства на элементах 133 серии величина задержки составит примерно 0,5 мкс, что свидетельствует о высоком быстродействии.Наибольшая относительная ошибка вычисления (,с = 0,67) наблюдается при пяти значениях отношения х/у. В остальных случаях величины ошибки вычисления меньше этого значения.Введение в устройство второго ком мутатора, умножителей, блоков задания коэффициента, а также соответствующих связей позволяет повысить точность вычислений по сравнению с прототипом более чем в 2,6 раза и исключает дробный множитель К, изменяющий масштаб результата, что является положительным эффектом, так как расширяет область применения устройства и позволяет повысить точность вычисления модуля комплексного числа в специализированных вычислителях,мутатор, три блока сравнения, элементИ и сумматор, причем входы первогои второго аргументов устройства соединены соответственно с первым ивторым инФормационными входами первого коммутатора и первым и вторымвходами первого блока сравнения,прямой выход которого соединен суправляющим входом первого коммутатора, выход которого соединен с первыми входами второго и третьегоблоков сравнения, соответственнопрямой и инверсный выходы которыхсоединенйс первым и вторым входамиэлемента И, о т л и ч а ю щ е е с я З 5 тем, что, с целью повышения точностиза счет использования новой аппроксимирующей Функции, в него введеныдва умножителя, шесть блоков задания коэффициента и второй коммута 401 тор, первый и второй информационныеи управляющие входы которого соединены соответственно с входами первогои второго аргументов устройства и,инверсным выходом первого блока 45 сравнения, выход второго коммутатора соединен с вторыми входами второго и третьего блоков сравнения ипервым входом первого умножителя,выход которого соединен с первым О входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второгоумножителя, первый вход которого соединен с выходом первого коммутатора,инверсный выход второго блока сравне ния соединен с входами первого и Второго блоков задания коэффициента,выход элемента И соединен с входамитретьего и четвертого блоков заданиякоэффициента, прямой выход третьегоблока сравнения соединен с входами ф пятого и шестого блоков заданиякоэффициента, выходы первого, третьего и пятого блоков задания коэффициента соединены с вторым входом962925 коэффициента соединены с вторым входом первого умножителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитель А.ЗоринРедактор Т.Портная Техред С.Мигунова Корректор А.Гриценк 31о Зак сное 4 5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7513/б 8 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Жиражвенноетени 1. Авторское свидетельство СССР Рб 27477, кл. С 06 Е 7/552, 1978,2. Авторское свидетельство СССР 9634271, кл, С Об Р 7/552, 1978 (прототип). Пкомитета СССи открытийская наб., д.