Устройство для вычисления полиномов

(21) 43424 (22) 14.12 (46) 23.09 (71) Одесс 8124-248789, Бюл,ий политех ческии инсти В.Дро умноеры 2,аторы аЙ ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(56) Авторское свидетельство СССРй 1305670, кл, С 06 Г 7/544, 1985Авторское свидетельство СССРМф 1432509, кл. С 06 Р 7/544, 1986(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОНОМОВ(57) Изобретение относится к тельной технике и может быть зовано в измерительно-вычисли системах, работающих в реальн штабе времени, Цель изобретен повышение быстродействия устр при вычислении полиномов с бо количеством нулевых членов, целью в устройство, содержаще геры 1, 3, 4, 5, 6, 9, элемен 10-14, счетчики 15-17, блоки 21 памяти, сумматоры 25 и 26, таторы 27 и 28, регистр-мульт сор 3 1, регистры 32, 34 и 35, жители 36 и 37, введены тригг 7 и 8, блок 19 памяти, коммут 29, 30 и элемент ИЛИ. 2 ил. вычисли" испольтельных ом масияойства льшимэтойе триг" ты И18, 20, комму" иплек30 и = 1 + , 1 ири нечетной степе 1-ни полиномд)где а- коэффициент полинома О 3 йи;Е 1; - коэффициенты, равные 2 или 1;Р - число членов разложения,и/1Р с и/2 в зависимостиот чйсла нулевых коэффициентов.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии в блоке 21 памяти размещены значения коэффициентов полинома с нечетными индексами а р , а р, , , а, исключая1 ф, К, 1; К;1 с :о 3 150987Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в измерительно-вычислительных системах, работающих в реальном масштабе времени.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при вычислении полиномов с большим количеством нулевых членов. 10На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства на Фиг.2 - временная диаграмма его работы.Устройство содержит триггеры 1-9, элементы И 10-11, счетчики 15-17, 15 блоки 18-21 памяти, группы 22 и 23 элементов И, элемент ИЛИ 2, сумма-, торы 25 и 26, коммутаторы 27-30, регистр-мультиплексор 31, регистры 32- 35, умножители 36 и 37, входы 38-41 20 и выходы М 2 и ч 3 устройства.Устройство реализует вычисление полиномов и-й степени видаиу: ",Гах25:огде 3 - номер члена полинома;п - максимальный показатель степени аргумента;а 1 - 3-й коэффициента полинома.х - аргумент, по формуле1=х(я р., х р+а Р )хф- К 1+ К1 т 1Кр- Кх ++ а + )х + а,) +1+К35 + ар х +ар- )х+ке, л:.е;с++а.,)х +а0 фи = , 1 при четной степени по1ли номакоэффициенты с нулевыми значениями. Располагаются коэффициенты, начиная с нулевого адреса, в порядке убывания коэффициентов. По нулевому адр су записан коэффициент а1+ К,=Аналогично в блоке 20 памяти размещены значения коэффициентов полиномас четными индексами а р, а р.е, е;а, а также исключая коэффициенты с нулевыми значениями. По нулевому адресу записан коэффициента рВ блоках 18 и 19 памяти записан Ркодов, причем в первом разряде бло"ка 18 хранится последовательностьзначений, соответствующих коэффициентам с четными индексами в порядкеих убывания, начиная с коэффициента1а р , й равных нулю для нулевых коТ.е,эффициентов и единице в противномслучае, во втором разряде блока 18хранится аналогичная последовательность значений, поставленная в соответствие коэффициентам с нечетнымииндексами в порядке их убывания, начиная с коэффициента а р1+ КВ первом разряде блока 19 хранится последовательность значений, соот-ветствующих коэффициентам 1 в порядке их убывания, начиная с коэффициента 1 р, и равных нулю, если коэффициент равен 2, и единице, еслиВо втором разряде блока 19 хранитсяаналогичная последовательность значе"ний, поставленная в соответствие коэффициентам к; в порядке их убывания,начиная с коэФфициента 1,Счетчик 15 находится в нулевомсостоянии.На вход 40 устройства поступают .синхроимпульсы (СИ), тактирующие работу устройства, Выход заема счетчика 15 находится в нулевом состояниии разрешает прохождение СИ через элемент И 1 Й на синхровходы регистрамультиплексора 31 и регистра 33 и ус-тановку триггеров 7 и 8 в единичноесостояние. На вход 39 поступает сиг5 150987нал "Пуск", по которому триггер 1 вырабатывает импульс Т 1 длительностью,равный периоду СИ, Импульс Т поступает на вход триггера 2, входы сброса регистров 32 и 34 и управляющиевходы регистра-мультиплексора 31 икоммутатора 28. Триггер 2 под действием импульса Т 1 вырабатывает импульс Т 2, поступающий на соответствующие входы блоков 31 и 32, 34 и 28и на вход триггера 3, импульс Т 3 свыхоДа которого устанавливает счетчики 15-17 и триггеры 4 и 5 в исходноесостояние. При этом выхОд заема счетцика 15 переходит из нулевого состояния в единичное и разрешает прохождение СИ через элемент И 10 на вычитающий вход счетчика 15, первые входыэлементов И 11 и 12 и синхровходы 20блоков 18 и 19 памяти, а также запрещает прохождение.СИ на синхровход регистра-мультиплексора 31 в процессесчета счетчика 15. При этом, в моментвремени с, в регистр-мультиплексор 31 25записывается значение аргумента х 1,которое поступает на входы умножителя 36, в результате чего значениех 12 записывается в регистр-мультиплексор 31 через его второй информационный вход в момент времени С, одновременно значение х 1 с выхода регистра-мультиплексора записываетсяв четвертый регистр 33.Аналогично, во врея 1Т (формируются значения х 1 и х 12,Импульсами Т 1 и Т 2 регистры 32 и34 обнуляются до момента еч. Коэффи" циенты аи аскладывае, ;гк;401=1ются на сумматорах 25 и 26 с нулевыми значениями, поступающими с выходов умножителей 36 и 37, и с приходом СИ (с 4) записываются в регистры 32 и 34 45 соответственно.На каждом новом такте происходит домножение промежуточных результатов, получаемых на выходах регистров 32 и 34 на величину х 12 или х 1 и их соот гФветственное сложение с новой парой полученных коэффициентов полинома. Этот процесс продолжается до тех пор, пока нулевое значение на выходе заема счетчика 15 не запретит дальнейшее поступление СИ на выцитающий вход сцетцика 15, При этом по заднему Фронту сигнала заема устанавливается триггер 6 (момент е), а с приходом очередного СИ единичное значение с выхода триггера 6 переписывается в триггер 9, сбрасывающий триггер 6. Следующий СИ сбрасывает триггер 9.Разряды кодов с первого и второго выходов блока 18 поступают на вторые входы элементов И 11 и 12, запрещая нулевыми значениями прохождение СИ с выхода элемента И 10 на счетные входы счетциков 16 и 17 соответственно.Это препятствует изменению значения адресов на адресных входах блоков -20 и 21 памяти с началом следующего такта, код с выходов блоков 18 и 19 памяти поступает на информацион" ные входы триггеров 4, 5 и 7, 8 соответственно и записывается в них в новом такте.Нулевое значение сигнала заема счетчика 15 вновь разрешает прохождение СИ на синхровход регистра-мультиплексора 31, принимающего к моменту временизначение аргумента х 1. Импульс Т 4 с выхода триггера 9 поступает на управляющий вход коммутатора 27, обеспецивая на время действия импульса Т 4 подключение выхода регистра 32 к входу сумматора 26, на другой вход которого поступает результат домножения кода с выхода регистра 34 на знацение аргумента х 1. С выхода сумматора 26 значение полинома и-й степени записывается в регистр 35 по заднему фронту импульса Т 4. Передний фронт импульса Т 4 сообщает о возможности подать на вход 38 аргумента устройства нового значения аргумента х 2 для вычисления полинома и-й степени с прежними коэффициентами, о завершении вычисления полинома и-й степениформула изобретения Устройство для вычисления полинамов, содержащее шесть триггеров, пять элементов И, три блока памяти, два сумматора, три регистра, два коммутатора, два умножителя, три счетчика, две группы элементов И и регистр-мультиплексор, выход которого соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с входом множимого первого умножителя, выход которого соединен с первым информационным входом регистра-муль" типлексора и с входом первого слага 1509878емого первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом первого регистра выход которого соединен с вторым информационным входом5 первого коммутатора и первым информационным входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом пер" вого слагаемого второго сумматора, выход которого соединен с информаци- онным входом второго регистра, выход которого соединен с входом множимого второго умножителя, выход которого соединен с входом второго слагаемого второго сумматора, выход которого со единен с информационным входом третьего регистра, выход которого является информационным входом устройства, синхровход которого соединен с синхровходом с первого по пятый триггеров, первого и второго регистров, первыми входами первого и третьего эЛементов И и прямым входом второго элемента И, выход третьего элемента И соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, вычитающим входом первого счетчика и синхровходом первого блока памяти, первый и второй выходы которого соединены с информационными входами первого и второго триггеров и вторыми входами четвертого и пятого элементов И соответственно, выходы последних соединены с синхровходами второго и третьего счетчиков соответственно, выходь 1 которых соединены с адресными входами35 второго и третьего блоков памяти соответственно, выходы которых соединены с первыми входами элементов И первой и второй групп соответственно,40 выходы которых соединены с входами второго слагаемого первого сумматора и вторым информационным входом второго коммутатора соответственно, выход третьего триггера соединен с вторым45 входом первого элемента И, выход которого соединен с входом записи первого счетчика, входами сброса второго и третьего счетчиков и входами установки первого и второго триггеров, .выходы последних соединены с вторыми50 входами элементов И первой и второй групп соответственно, вход показателя степени устройства соединен с входом , данных первого счетчика, информационный выход которого соединен с адрес ным входом первого блока памяти, вы-ход заема первого счетчика соединен с вторым входом третьеГо элемента И,входом установки шестого триггера иинверсным входом второго элемента И,выход которого соединен с синхровходом регистра-мультиплексора, второйинформационный вход которого являетсявходом аргумента устройства, выходсигнала окончания цикла работы которого соединен с выходом пятого триг"гера, синхровходом третьего регистра,управляющим входом второго коммутатора и входом сброса шестого триггера,выход которого соединен с информационным входом пятого триггера, входзапуска устройства соединен с информационным входом четвертого триггера,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия устройства при вычислении полиномов сбольшим количеством нулевых членов,в него введены четвертый регистр,четвертый блок памяти, с седьмого подевятый триггеры, третий и четвертыйкоммутаторы и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса пер"вого и второго регистров и управляющими входами первого коммутатора ирегистра-мультиплексора, выход которого соединен с первыми информационными входами трет"ьего и четвертогокоммутаторов и информационным входомчетвертого регистра, выход которогосоединен с вторыми информационнымивходами третьего и четвертого коммутаторов, выходы которых соединены свходами множителей первого и второгоумножителей соответственно, выходчетвертого триггера соединен с первымвходом элемента ИЛИ и информационнымвходом седьмого триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и информационным входомтретьего триггера, синхровходы сседьмого по девятый триггеров соединены с синхровходом устройства, выходвторого элемента И соединен с синхро"входом четвертого регистра и входамиустановки восьмого и девятого триггеров, выход третьего элемента И соединен с синхровходом четвертого блокапамяти, первый и второй выходы которого соединены с иНформационными входами восьмого и девятого триггеров,выходы которых соединены с управляющими входами третьего и четвертогокоммутаторов соответственно, информационный выход первого счетчика соединен с адресным входом третьего блокапамяти,1 Производственно-издательский комбинат Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,101 Составитель Н.МатвееТехред А.Кравчук Заказ 5813/й 6 Тираж 668ВНИИПИ Государственного комитета по изобрете113035, Иосква, Ж, Раушск Подписноем и открытиям при ГКНТ СС