Устройство для вычисления элементарных функций

(56) 1. Авторское свидетельство СССРй 732837, кл. С 06 Г 1/02, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 11 3336645/18-24,кл. 6 06 Г 7/544, 1981.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯЭЛЕИЕНТАРНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащеегенератор импульсов, ключ, делительаргумента, счетчик аргумента, первыйи второй суммирующие счетчики, делитель участков аппроксимации,первую и вторую схемы сравнения, первый и второй реверсивные счетчикиучастков, элемент задержки, двоичнь 4 умножитель и реверсивный счет,"чик результата, причем выход генератора импульсов соединен с информа-ционным входом ключа, выход которого через делитель аргумента соединен со счетным входом счетчика аргумента, выход которого соединен с запрещающим входом ключа, разрешающий входкоторого соединен с входом запуска устройства, установочный вход которого соединен с установочными входами счетчика аргумента и реверсив-,ных счетчиков участков и результата,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ: ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВвыход делителя участков аппроксима" ции соединен со счетными входами пер" вого и второго реверсивных счетчиков участков, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих схем сравнения, выходы и вторые входы кото-рых соединены соответственно с установочными входами и выходами соответствующих суммирующих сцетчиков, входы управления реверсом реверсивных ,счетчиков участков и результата соединены с входом задания режима устройства, о т л и ч а ю щ е е о я тем, цто, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности дополнительного вычисления функций + ДЕ (х+Ъх с) и Ды О Дх, в ф него введен сумматор-вычитатель,вход управления которого соединен с вхо" дом задания режима устройства, выход ключа соединен с входом делителя участков аппроксимации и счетными входами первого и второго суммирующих счетчиков, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом сумматора-вычитателя, второй вход ко торого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения, выход сумматора-вычитателя соединен сЪходом двоичного умножителя, выход:которого подключен к счетному входуреверсивного счетчика результата.Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при разработке специализированных вычислителей для систем автоматического управления и контроля,пре . образователей для информационно-измерительных систем, цифровых моделирующих устройств и машин.Известен цифровой генератор гиперболических функций, который предназначен для воспроизведения и вьюкчисленная функций. вида У = -у Путем реализации метода кусочно-линейной аппроксимации, функция .=ах(Ь-хУстройство обеспечивает формирование приращений Ь Уп на участках в зависимости от номера и участка.хч ХпОп=тн-Ч . =аЬ-"и Ъ-хи,н . ьхи-а)-"(3 -01 =9 П 1И т-И П Ь П 1-ЬК(и) Щ-и Е-О 1 Выражение (2) равнозначно выраже- нию ч 9901 2лителя (реализуется выражение (2),причем каждый из них управляется отсвоего реверсивного счетчика участков аппроксимации с независимым вводом начальных данных: начального кода и направления счета генераторимпульсов,делитель аргумента, счетчик аргумента, элемент задержки,блок линейного масштабирования и 10 счетчик результата.Известное устройство за,счетвключения в него двух независимодруг от друга работающих реверсивных счетчиков участков аппроксима ции, управляющих каждый одним изуправляющих делителей, имеет большие функциональные возможности 2,Однако его функциональные возможности также недостаточны, вследствие 20 последовательного (а не параллельного) соединения управляемых делителей и невозможности, поэтому, включения в него сумматора-вычитателя.Целью изобретения является расши рение класса решаемых задач за счетвозможности дополнительного вычислен я функций+ЬРп (хф ЬХ С) и Аоп 1 Ь Ах .30 55 Од=о вВ.л - 1 в-и 41Выражение (3) реализуется извест,ным устройством, которое содержит двауправляемых делителя с зависимыми отномера участка и коэффициентами деле)нияивычитатель,приЪ 1-й . В 14чем выходы управляемых делителей соединены с входами вычитателя; регистр,обеспечивающий отличие коэффициентовделения делителей на единицу; масштабирующий блок и счетчик функции.Кроме того, устройство имеет генераторимпульсов, элемент запрета (блок запуска), делитель аргумента счетчикаргумента, делитель размера участковаппроксимации, счетчик участков. аппроксимации 111,Однако данное устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как коэффициенты деления упс разляамых делителей жестко связаны (отличаются на единицу), а вычитатель имеет меньше возможностей,чем, например, сумматор-вычитатель,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления гиперболических функций, соДержащее два после. довательно включенных управляемых ае. 35 40 45 50 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисле ния элементарных функций, содержащее генератор импульсов ключ, делитель аргумента, первый и второй суммирующие счетчики, делитель участковаппроксимации, первую и .вторую схемысравнения, первый и второй реверсивныесчетчики участков, элемент задержки,двоичный умножитель и реверсивныйсчетчик результата, причем выход генератора импульсов соединен с информационным входом ключа, выход которого через делитель аргумента соединен со счетным входом счетчика аргумента, выход которого соединен сзапрещающим входом ключа, разрешающий вход которого соединен с входом запуска устройства, установочный вход которого соединен с установочными входами счетчика аргумента и реверсивных счетчиков участков и результата, выход делителяучастков аппроксимации соединен сосчетными входами первого и второгореверсивных счетчиков участков, выходы которых соединены с первымивходами соответствующих схем сравнения, выходы и вторые входы которых соединены соответственно. с установочными входами и выходами со901 4 Вводятся начальные данные через входы;: 17 - начальный код в счетчик 40 8; 18 - направление .счета (сложение или вычитание) в счетчик 8; 19 - на" чальный код в счетчик 11; 20 - направление счета в счетчик 11; 21- признак операции (сложение или вычитание) 5 в сумматор-вычитатель 13; 22 - число Ю - Х (Ц, - полное число состояний счетчика 5, Х - цифровой аналогаргумента Х) в счетчик 5 (если это число в счетчик не вводится, то устройство 50 будет работать в режиме не вычисле-, ния, а воспроизведения до исчерпания . возможностей схемы); -23 - направление счета в счетчик 15; 24 - начальный код в счетчик 15. 5После ввода начальных данных на1вход 16 псдается команда Импульсза- . пуска", ключ 2 открывается и импульсы 3 1,.049 ответствующих суммируюших счетчиков, входы управления реверсом ревер- . сивных счетчиков участков. и результата соединены с входом задания режима устройства, дололнительно введены сумматор-вычитатель, вход управления которого соединен с входом задания, режима устройства, выход ключа соединен с входом делителя участков аппроксимации и счетными 1 О ,входами первого ивторого суммирующих счетчиков, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом сумматора-вычитателя, второй входкоторого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения, выход сумматора-вычитателя соединен с входом двоичного умнбжителя,выход которого подключен к счетному вхо.ду реверсивного счетчика результата.На чертеже представлена блок-схема устройства;Устройство для вычисления элементарных функций содержит генератор 1 р импульсов, ключ 2, делитель 3 участ- ков аппроксимации, делитель 4 аргумента, счетчик 5 аргумента, суммирую- ., щий счетчик 6, схему 7 сравнения, реверсивный счетчик 8 участков, суммирующий счетчик 9, схему 10 сравнения, реверсивный счетчик 11 участков, элемент 12 задержки, сумматор-вычитатель 13, двоичный умножитель 14,реверсивный счетчик 15 результата вхо.) ды 16-24 устройства;Устройство работает следующим образом. от генератора 1 начинают поступать на узлы устройства.Увеличение коэффициента деления. делителя 4 уменьщает цену. единицы дискретности результата,накапливаемЬго в счетчике 15, В момент переполнения счетчика 5 ключ 2 закрывается, а в счетчике 9 фиксируеТся результат вычисления функции У в виде цифрового эквивалента УКоэффициент деления делителя 3 определяет размер участка аппроксимации. При увеличении коэффициента размер участка аппроксимации возрастает.На каждом участке аппроксимации счетчики 6 и 9 циклически заполняются до состояния счетчиков 8 и 11 участков аппроксимации и по сигналам на выходд схем 7 и 1 О сравнения сбрасываются в нулевое состояние, Иоменты срабатывания схем 7 и 10 определяются начальными кодами в счетчиках 8, и 11 и их направлениями счета (сложение и вычитание). Импульсы с выходов схем 7 и 10, разделенные во времени элементом 12 задержки, поступают на входы сумматора-вычитателя 13. Сумматором-вычитателем, в зависимости от введенного через вход 21 признака операции, выполняется сложение или вычитание импульсных последовательностей, поступающих на входы сум" матора-вычитателя, 13 с выходов схем 7 и 10 сравнения. Результирующая последовательность импульсов с выхода сумматора-вычитателя 13 поступает на вход линейного масштабирующего блока (двоичного умножителя 14), а с его выхода - в реверсивный счетчик 15 результата, работающий либо в режиме суммирования, либо в режиме вычитания.Таким образом происходит воспроизведение заданной кусочно-линейной функции. При переполнении счетчика5 работа устройства прекращается ив счетчике 15 результата фиксирует.ся значение заданной функции,соответствующее введенному в дополнительном коде в счетчик 5 значению аргумента,В зависимости от введенных в счетчики 8,11 и 15 начальных значений инаправлений счета, а также заданнойсумматору-вычитателю 13 операции,устройство может воспроизводить и вычислять различные элементарные функции,