Устройство для вычисления арктангенса

,ЯО,)4 С 54 ГОСУДАРСТВЕККЫЙ К ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Я носится к вычисли- ожет быть исполь 1 числительных маРХ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д,Калмыкова (72) В.Ф,Арсени, М.Е.Бородянский, И.ф.Сурженко и И.Н,Волков (53) 681.325(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 983707, кл. Й 06 Г 7/544, 982,Авторское свидетельство СССР У 788418, кл. С 06 Р 7/544, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ АРКТАНГЕНСА(57) Изобретение оттельной технике и мзовано в цифровых вь шинах и структурах для вычисления и непрерывного воспроизведения функции, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет расширения пределов изменения функции, Устройство содержит шинупуска, триггеры 2, 30, блоки элементов И 3-8, блок 9 памяти констант, элементы ИЛИ 10, 26, 28, сумматоры 11, 14, 22, схему 12 сравнения, квадратор 13, блок 15 вычисления коэффициентов, блоки 16 и 23 норМирования, регистры 24, 27, 29, вычитатели 17, 18, 21, умножители 19, 20, выход 25, генератор 31 импульсов, блок 32 син- хронизации, вход ЗЗ задания коэффициФ ентов устройства. 3 ил.1 13Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь.зовано в цифровых вычислительных машинах и структурах для вычисления ивоспроизведения значений тригонометрических обратных функций,Цель изобретения - расширение области применения за счет расширенияпределов изменения аргумента.В основу работы предлагаемогоустройства положен следующий разностный алгоритм;1+х(2 - "-)у(1 = 0,1М)где Л - шаг решения; у у - начальные условия, х;Е 0, Щ, параметр0; определенным образом получаетсяв устройстве,На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства;на фиг.2 - схема блока вычислениякоэффициента; на фиг.З - то же, блока нормирования.Устройство содержит (фиг.1) шину1 "Пуск", триггер 2, блоки элементовИ 3-8, блок 9 памяти констант, блокэлементов ИЛИ 1 О, сумматор 11,схему 12 сравнения, квадратор 13,сумматор 14, блок 15 вычисления коэффициентов, блок 16 нормирования,вычитатели 17-18, умножители 19 и20, вычитатель 21, сумматор 22, блок23 нормирования, регистр 24, выход25 устройства, блок элементов ИЛИ26, регистр 27, блок элементов ИЛИ28, регистр 29, триггер 30, генератор 31 импульсов, блок 32 синхронизации, вход 33 задания коэффициентовустройства.В состав блока 15 вычисления входят следующие узлы: сдвиговые регистры 34 и 35, триггер 36, элементИ 37, генератор 38.В состав. блоков 16 и 23 нормирования входят следующие узлы: сдвиговые регистры 39 и 40, триггер 41,элемент И 42, генератор 43,Блок 15 вычисления коэффициента0 С (фиг.З) служит для получения коэффициентаиз поступающего в десятичном коде числа 1 + х путем выделения старшего разряда числа, чтолегко реализуется на сдвиговых регистрах 34 и 35 подсчетом количест 14336ва разрядов сдвигаемого числа до появления старшего разряда преобразуемого числа.Блоки 16 и 23 нормирования представляют собой сдвиговые регистры39 и 40, обеспечивающие деление величин х + 1 и 6 нас, путем сдвигаэтих чисел на количество разрядовчисла с10 Блок 9 памяти констант служит дляхранения констант и начальных данных;располагаются соответственно на первом, втором, третьем, четвертом, 15 пятом, шестом, седьмом выходах.Устройство работает следующимобразом.Перед началом работы по шине 33в блок 9 поступают величины х , у 20 у , 11, "1", "2", х, триггеры и регистры установлены в нулевое состояние. По приходу сигнала "Пуск" пошине 1 триггеры 2 и 30 устанавливаются в единичное состояние, а в регистры 29 и 27 заносятся начальныезначения у уо, поступающие с блока 9, через блоки 4,28 и 5, 26, игенератор 31 начинает вырабатыватьпоследовательность импульсов, по ступающих в блок 32 управления.По первому импульсу блока 32управления хо с блока 9 через блоки3 и 1 О поступает на вход сумматора11, по второму импульсу это число 35 регистрируется в сумматоре 11, гдеформируется величина х, по третьемуимпульсу в блоке 13 производитсяоперация возведения в квадрат числах, по четвертому - на выходе блока 40 14 формируется число 1 + х , а попятому н блоке 15 Формируется величина М., по шестому импульсу в блоках16 и 23 Формируются числа (1+х)/Ы.и 6/6, а по седьмому импульсу в бло ках 17 и 18 вычисляются соответствен 1+хно значения величин: 1 - ви01+х2 - в , по восьмому - результатыполученные в блоках 17 и 18, умножаются соответственно на значение у,поступающее с регистра 29 и на значение у , поступающее с регистра 27,По девятому импульсу на вычитателе21 формируется разность (2-(х +1)/к+1/с) - у , (1 - ,-)у а по десятому импульсу в сумматоре 22 формируется окончание результата (см, 134336(1), который заносится по одиннадцатому импульсу в регистр 24 и поступает на выходную шину 25 и вход блока 8 вентилей, по двенадцатому импульсу число из регистра 27 через блок 7 вентилей и блок 28 поступает в регистр 29, а по тринадцатому - . число с выхода регистра 24 поступает через блок вентилей 8 и блок 26 в регистр 27, По одиннадцатому им- О пульсу триггер 2 переходит в нулевое состояние и закрывает блок 3-5 вентилей, исключая тем самым использование в последующих точках изменения х значений: х,У 1 1 Уо 15На этом первый цикл вычислений заканчивается. Во всех последующих циклах процесс вычисления определяется аналогично описанному с той только разницей, что приращение 6 20 к значению текущего, формируемого в сумматоре 11, поступает на первом такте каждого цикла от блока 9 через вентиль 6 и схему ИЛИ, а в регистры 29 и 27 по двенадцатому и тринадцатому такту каждого цикла заносятся соответственно у У, . Процесс вычисления значений функций продолжается до тех пор, пока значение х - текущего не станет равным значению 30 х, которые сравниваются на выходах схемы 12 сравнения,В момент совпадения их схема 12 сравнения переключает триггер 30 в нулевое состояние и останавливает 35 процесс вычисления.Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается существенное расширение функциональных возможностей, так как обеспечивается непре рывное вычищу,пение значений функций на заданном интервале. Формула изобретения45Устройство для вычисления арктангенса, содержащее блок синхронизации, шесть блоков элементов И, два сумматора, три регистра, выход первого сумматора соединен с информационным 50 входом первого регистра, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет расширения пределов изменения аргумента, в него введены блок памя ти констант, квадратор, блок вычисления коэффициентов, два блока нормирования, два триггера, накапливающий сумматор, схема сравнения, генератор импульсов, три вычитателя, два умножителя, три блока элементов ИЛИ, вход Пуск" устройства соединен с входами установки первого и второго триггеров, прямой выход первого триггера соединен с первыми входами с первого по третий блоков элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с первыми входами с четвертого по шестой блоков элементов И, выход второго триггера соединен с входом запуска генератора импульсов, выход которого соединен с тактовым входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с вторыми входами первого и четвертого блоков элементов И, выходы с второго по пятый блока синхронизации соединены с тактовымивходами третьего сумматора, квадратора первого сумматора и блока вычисления коэффициентов, соответственно выходы с шестого по восьмой блока синхронизации соединены с попарно объединенными тактовыми входами первого и второго блоков нормирования, первого и второго вычитателей, первого и второго умножителей соответственно, выходы с девятого по одиннадцатый блока синхронизации соединены с тактовыми входами третьего вычитателя, второго сумматора и первого регистра соответственно, двенадцатый выход блока синхронизации соединен с вторым входом шестого блока элементов И, второй вход пятого блока элементов И и вход сброса первого триггера соединены с тринадцатым выходом блока синхронизации, вход задания констант устройства соединен с информационным входом блока памяти констант, выходы с первого по третий которого соединены с третьим входом первого блока элементов И, вторым входом третьего блока элементов И, вторым входом второго блока элементов И соответственно, четвертый выход блока памяти констант соединен с третьим входом четвертого блока элементов И и первым информационным входом второго блока нормирования, пятый выход блока памяти констант соединен с входом первого слагаемогопервого сумматора и входом уменьшаемого первого вычитателя, шестой и седьмой выходы блока памяти конс 13таят соединены с входом уменьшаемого второго вычитателя и с первым входом схемы сравнения соответственно, выходы первого и четвертого блоков элементов И соединены с первым и .вторым входами первого блока элементов ИЛИ соответственно, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения и с информационным входом квадратора, выход которого соединен с входом второго слагаемого первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом первого блока нормирования и блока вычисления коэффициентов, выход которого соединен с вторымиинформационными входами первого и второго блоков нормирования, выход первого блока нормирования соединен с входами вычитаемого первого и второго вычитателей,выходы которых соединены с входами первых сомножителей первого и второго умножителей соответственно, выходы которых соединены с входами уменьшаемого и вычитаемого третьего вычитателя, выход которого соединен с входом 14336 6первого слагаемого второго сумматора, вход второго слагаемого которогссоединен с выходом второго блоканормирования, выход первого регистрасоединен с третьим входом пятогоблока элементов И, выход которогосоединен с первым входом второгоблока элементов ИЛИ, второй входкоторого соединен с выходом второго1 О блока элементов И, выход второгоблока элементов ИЛИ соединен с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с входом второго сомножителя второго15 умножителя и с третьим входом шестого блока элементов И, выход которого соединен с первым входомтретьего блока элементов ИЛИ, второй вход которого соединен с выходадО ми третьего блока элементов И,выход третьего блока элементов ИЛИсоединен с информационным входомтретьего регистра, выход которогосоединен с входом второго сомножителя25 первого умножителя, выход схемысравнения соединен с входом сбросавторого триггера, выход первогорегистра является выходом устрой -ства,Заказ 2214/49 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д,4/5