Устройство для вычисления функций тангенса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО Г 7 548 Р(УРД 3 Я, В Д Я 05/24-24.85 ,88. Бюл. Утут проблемке АН УССР 21) 386 22) 18.46) 07.71) Инс оделирования тор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ в энергети(56) Авторское свидетельство СССР йф 1001093, кл, С 06 Г 7/548, 1980,Авторское свидетельство СССР У 935950, кл, С 06 Г 7/548, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ФУНКЦИЙ ТАНГЕНСА, содержащее генератор импульсов, элемент И, делитель, умножитель, два сумматора, коммутатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при вычислении функции тангенса от совокупности чисел, представляющих собой дифференцированную функцию, квантованную по уровню и по времени, устройство содержит два элемента ИСКЛЮЧАММЦЕЕ ИЛИ, два элемента НЕ, схему сравнения, реверсивный счетчик, регистр, выход которого является выходом устройства и соединен с первым входом умножителя, входом первого слагаемого первого сумматора вход начальных условий устройства соединен с первым входом первого эле мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторым входом умножителя, вход логической единицы устройства соединен с входом первого слагаемого второго сумматора, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого свяэан с выходом первого сумматора, выход делителя соединен с входом записи регистра, синхровход которогосоединен с выходом элемента И, выходгенератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика соединен с первым входом схемы сравнения, второйвход которой является входом аргумента устройства, выход "Больше"схемы сравнения соединен с входомпервого элемента НЕ, выход "Равно"схемы сравнения - с первым управляющим входом коммутатора, входомвторого элемента НЕ, первым входомвторого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,входом переноса второго сумматора,выход "Меньше" схемы сравнения соединен с вторым управляющим входомкоммутатора, выход второго элементаНЕ соединен с вторым входом второгоэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входомпереноса первого сумматора, выходпервого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИсоединен с входом первого слагаемогопервого сумматсФа, выход умножаемогоумножителя соединен с вторым входомвторого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,выход которого подключен к входувторого слагаемого второго сумма 13650795 10 15 20 25 30 35 40 Ф- (х(0,45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для обработки данных, иможет быть использовано в различныхинформационно-измерительных и управляющих системах, в системах моделирования с аппаратурной реализациейфункций, в устройствах дискретнойобработки сигналов, везде, где необходимо вычислять значение тангенсаот последовательности чисел, представляющих собой детерминированнуюфункцию, квантованную по уровню ипо времени,Цель изобретения - увеличениебыстродействия при вычислении значений функции тангенса от совокупностичисел, представляющих собой детерминированную функцию, квантованную поуровню и по времени.На чертеже представлена функциональная схема устройства для вычисления функции тангенса,Устройство содержит входы 1-3, генератор 4 импульсов, элемент И 5,коммутатор 6, реверсивный счетчик 7,схему 8 сравнения, первый 9 и второй10 элементы НЕ, первую 11 и вторую12 группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,умножитель 13, первый 14 и второй 15сумматоры, делительный блок 16, регистр 17 памяти и выход 18 устройства.Коммутатор 6 двухпозиционный выполнен по схеме, реализующей табл.1,Схема 8 сравнения предназначенадля выработки потенциалов на своихвыходах в соответствии с табл. 2,Первый вход реверсивного счетчика 7 является суммирующим, а второй - вычитающим входом.Первые входы первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены поразрядно с третьим входом устройства, на который поступает значение2 "где и - разрядность представления аргумента; 2- вес младшего разряда аргумента. Вторые выходы первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены между собой и с выходом второго элемента НЕ 10, Таким образом, на выходе первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, при значении нуля на выходе второго элемента НЕ 1 О образуется положительное эначение Сд 2 представленное в прямом коде, При наличии единицы на выходе второго элемента НЕ 10 на вьжоде первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 образуется отрицательное значение с 2представленное в обратном коде, и сучетом единицы, поступающей на третий вход первого сумматора, которыйсоединен с входом переноса в младшийразряд, значение на выход первойгруппы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11может интерпретироваться как дополнительный код отрицательной величины 8 2 ",Аналогично, на выходе второй группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 образуются следующие величины:(с 8 х, гд 2 " ) - прямой код положительного произведения при значениинуля на втором выходе схемы 8 сравнения,-(д х, сд 2 ) - дополнительныйкод отрицательного произведения призначении единицы на втором выходе схемы 8 сравнения,где Т х; - значение тангенса для аргумента х снимаемое с выхода регистра 17 памяти.Предлагаемое устройство работает следующим образом.В исходном состоянии реверсивный счетчик 7 и регистр 17 памяти обнулены (связи установки в нуль реверсивного счетчика 7 и регистра 17 памяти с целью упрощения схемы не показаны), На вход 2 подается значение единицы. Вход 1 предназначен для подачи на него кода аргумента х (в исходном состоянии на вход 1 поступает значение х=О), Для фиксированной запятой перед старшим разрядом значения аргумента х находится в пределах Рассмотрим работу схемы устройства при поступлении на его вход кода х,. При изменении состояния реверсивного счетчика 7 по заднему фронту и при записи информации в регистр 17 памяти по переднему фронту синхро импульса, поступающих с генератора 4 импульсов, необходимым условием правильной работы устройства является то, что изменение значения аргумента должно быть непосредственно после заднего фронта синхроимпульсовТаким образом, при поступлении на вход 1 устройства кода аргумента х , после заднего фронта синхроимпульса схе30 По переднему фронту следующего синхроимпульса полученная на выходе блока 16 деления величина сд 2 запишется в регистр 17 памяти. При поступлении на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 заднего фронта синхроимпульса, счетчик переходит в состояние х" = 00010 = 2, .На этом второй такт работы предлагаемого устройства закончен,На последующих тактах работы устройство работает аналогично до тех ма 8 сравнения выработает в соответствии с табл. 2 на своем первом выходе значение нуля, а на втором выходе - значение единицы, В этом слу 5чае на выходе первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 образуется величина +С 8 2 , которая через первыйсумматор 14 подается на первый входделительного блока 16. На выходе умОножителя образуется величина 0 с 8 2которая поступает через вторую группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 напервый вход второго сумматора 15, Навыходе последнего образуется код1 - 0 с 8 2 " = 1, который поступаетна второй вход делительного блока 16.Последний осуществляет операцию деления величины, находящейся на первом его входе на значение делителя,находящегося на втором его входе,т,е. на выход блока 16 деления обра 2зуется код = с 8 2 , которыйпо переднему фронту следующего синхроимпульса записывается в регистр17 памяти. При поступлении на суммирующий вход реверсивного счетчиказаднего фронта синхроимпульса,счетчик переходит в состояние, равноех= 00001 = 2 ,где единицамладшего разряда равна весу младшего разряда аргумента х , На этомпервый такт работы предлагаемогоустройства закончен,35На втором такте на выходах соответствующих блоков образуются следующие значения величин: на выходеблока 11 8 2 , на выходе блока 132 с 8 2 , на выходе блока 14 40сд 2 +с 8 2 " =2 с 8 2 , на выходеблока 12 -Т 8 2 " ср 2 ", на выходеблока 15 1 - ср 2 " с 8 2 , на выходе блока 16л2 л, 2 - С 2 2 =8 22 ср 2 ь1-С 82 "С 82 пор, пока значение кода на реверсивном счетчике 7 не сравняется со значением кода аргумента х, на входе 1 устройстваПри этом на 1-м такте на выходе делительного устройства образуется следующее значение:( ) т 8 х +с 8 2 ах 1 Сдх Са 2 При равенстве х, = х, на первомвыходе схемы 8 сравнения вырабатывается значение единицы, которое через элемент НЕ 9 перекрывает поступление синхроимпульсов с элемента И 5на вход коммутатора 6 и регистра 17памяти,При поступлении на вход 1 устройства нового значения хсхема работает в соответствии с описанным алгоритмом ее функционирования, Однако,в отличие от работы известного устройства, устанавливать схему в нулевое исходное состояние нет необходимости, так при поступлении новогозначения х(например, хс х, ) напервом выходе схемы 8 сравнения всоответствии с табл. 2 вырабатываетсянуль, а на третьем выходе - значение единицы, На первом такте новогоэтапа работы на выходах соответствующих блоков образуются следующие значения величин: на выходе блока 112 ", на выходе блока 13 8 х;С 82,на выходе блока 14 с 8 х, - Т 8 2на выходе блока 12 Т 8 х, С 8 2 навыходе блока 15 1 + С 8 х, С 8 2на выходе блока 16- с 8 (х,-2 ) .1+с 8 х, с 82"По переднему фронту синхроимпульса полученная на выходе делительного блока 16 величина записывается в регистр памятиПри поступлении на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 заднего фронта синхроимпульса счетчик переходит в состояние х1(х, - 2-"). На этом первый такт работы устройства закончен.В дальнейшем устройство работает аналогичным образом до тех пор, пока на реверсивном счетчике 7 не образуется значение кода. Численно равное новому значению кода аргумента х. При этом на выходе регистра 17 памяти записана величина, равная гд х. Количество тактов на втором этапе работы равно не величине аргумента х , а разности х,-х1365079 Т а б л и ц а 1 Вход 1 11 1 11 Таблица 2 Выход Значение величин 111 0 а= Ь аЬ а Ь П р и и е ч а н и е. а - значение величины на первом входе схемы 8 сравнения;Ь - значение величи-, о и г 1.л о ламп 1на входахсхемысравнения О 01 о .л л.л о л.п.л о ны на втором входе схемы сравнения,1365079Составитель З.Шершнева Редактор М,Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор ВГирняк Заказ 6611/42 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4