Устройство для вычисления тригоно-метрических функций

О П И С А Н И Е 832555ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советск изСоциаиистическкк. Республик АВТОРСКОМУ СВИДЕТ ЕЛЬ СТ(6 ) Дополнительное к авт. св 22) Заявлено 13. 07. 79 (21) 2798796/18-2с присоединением заявки М 5 6 06 Г 7/54 ююудюрстююнный нюмнтют СССР ю делам пзюбрютюннй и ютнрытнйДата опубликования сания 28 .О 72) Авторы изобретен Циделко В. с хметов, А.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИФУНКЦИЙ Изобретение относитсной технике и может быт Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее блок односторонней памяти, блоки умножения,сумматоры, работа кото; ого основанана использовании таблично-алгоритмического метода, достоинством которогоявляется высокое быстродействие 12 1Недостатком устрой тва являетсязначительный объем требуемой памяти.так для предоставления величиныфункции пятнадцатираэрядным двоичньл 1кодом общее число ячеек памяти составляет 4564 бита,Цель изобретения - уменьшениеобъема односторонней памяти и увеличение числа вычисляемых функций.Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее блок односторонней памяти, блок умножения,первь 1 й и второй алгебраические сумматоры, причем первый и второй вы -ходы блока умножения соединены соотк вычислитеиспользовании элео при аппаратном вычи ентарных функций, в ч пециализированных ЦБМ тиос ти вработающихения фиксидвоичнои систованной запято чи для вычислеФункций, ра а вычислени Известно устроиствония тригонометрических бота которых основана функций синуса и косин щения системы диффере ненийса, путем ре иальных урав 1 едостатк15 устройст и налич малоенакапливаюбыстродействиещейся ошибки.Известно табота которого йство, рана использоже уст снован алгори ании таблично етода, достои яется высокоеНедостаток ическог торого явйствие. а - значительством к быстродестройстви. й объем пам832555 ды схемы 5 сравнения подключаются че. рез коммутатор 12 к выходам накапливающего сумматора 11 аргумента, на другие входы через шину 6 входной переменной подается величина угла В;В начальный момент времени в сдвиговый регистр 7 через шину 8 начальных условий подается двоичный код угла о соответствующий углу в 45, который далее поступает на адрес О ные входы блока 1 односторонней памяти и входы накапливающего сумматора 11 аргумента, предварительно установленного в нулевое состояние, Блоком 1 односторонней памяти, запрограмми рованными на систему базисных Функций углов для уравнений (3), вырабаты ваются значения синуса и косинуса угла и подаются на соответствующие входы блока 2 умножения для реализа.- 20 ции произведений в уравнениях(2). Схемой 5 сравнения вырабатывается значение оператора ,в соответствии с условиями (4) и(5), который используется в следующей итерации. Значение оператора знака , поступает на: управляющие входы алгебраических; суьщаторов 3 и 4 накапливающего сумматора 1 аргумента, определяя режим суммирования - вычитания для нахож- З 6 дения очередного приближения функции, которое выводится с выходов алгебраических сумматоров 3 и 4. С началом очередной итерации при подаче тактового импульса на вход 1 О33 устройства, происходит сдвиг содержимого сдвигового регистра 7 на один разряд вправо; значение угла 3 с выходов сдвигового регистра 7 подается на адресные входы блока 1 односторонней памяти, которыйавырабатывает значения синуса и косинуса этого угла значение углаподается на входы накапливающего сумматора 11 аргумента,где производится его сложение (вычитание)со значением угла из предыдущеи итерации; вид операцйи определяется значением оператора знака, полученного в предыдущей итерации; на выходе схема 5 сравнения получаем значение оператора знакакак результат сравнения эначенйя входной переменной 9 и содержимого накапливающего сумматорааргумента, значение оператораиспользуется на последующей итерации; константы синуса и косинуса угла . - с выходов блока 1 одностооонней памяти подаются на соответствующие входы блока 2 умножения, на другие входы которых подаются значения предыдущих приближений функции синуса и косинуса, которые выводятся с выходовалгебраических сумматоров 3 и 4; блок2 умножения осуществляет перекрестное перемножение входных операторовдля реализации произведений в уравнениях (2),затем в зависимости отзначения оператора знака предыдущейитерации алгебраические суматоры 3и 4 производят суммирование ,вычитание)полученных произведений по уравнениям (2),Таким образом, на выходах алгебраических сумматоров 3 и 4 получаем очередные значения приближений функциисинуса и косинуса. Процесс повторяется до набора заданного числа итерацнй,которое определяется заданнойточ"костью вычислений и в конкретном устройстве постоянно, Число итерацийФиксируется счетчиком 9 итераций,При вычислении Функций а) сссек и01 СЧиХначальные состояния всех бло"ков такие же, как и при вычисленииФункций 8 ФИ 9 и СЖЭ, Работа устройствааналогичча работе устройства описан"ной выше эа искдочением того, то навходы схемы 5 сравнения через шину6 входной переменной подается значение 9 и ъ и Совч в зависимости оттого, какой из алгебраических сумматоров 3 или 4 через коммутатор 12подключен иа другие входы схемы 5сравнения. Искоаай угол получаем яаразрядных выходах накапливающегосумматора 11. Используя соотношениеСРсОИ Х =ЖЙ-О 3"С 51 и Х можно определитьвеличину другой обратной тригонометрической Функции. Максимальное значение угла, которое может быть зафиксировано накапливающим сумматором11, должно быть 90Эффективность устройства для вычитания тригонометрических функцийсостоит в том, что оно содержит блокодносторонней памяти уменьшенногообъема в несколько раэ по сравнениюс известным в котором для представле 2ния Функции с точностью не нижеО,ООЗХ 15 двоичных разрядов) необходим объем блоков памяти 4,5 кбит.В то же время для предлагаемогоустройства для той же точности представления Функции необходимы пятнадцать 15.-ти разрядных слов синуса и32555 8динен с первым входом коммутатора и со входом блока односторонней памяти, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вто - рым входами блока умножения, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго алгебраических сумматоров, вторые входы которых соединены с пер О вым входом схемы сравнения и вторымвходом накапливающего сумматора аргумента, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго алгебраических сумматоров и с первым и вторым выходами устройства, выход коммутатора соединен со вторым входом схемы сравнения, третий вход которого 20 соединен со второй входной шиной устройства, управляющий вход коммутатора соединен с управляющим входом устройства. Формула изобретения Устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее блок односторонней памяти, блок умножения, первый и второй алгебраические сумматоры, причем первый и второй выходы блока умножения соединены соответственно с первым и вторым алгебраическими сумматорами, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью сокращения количества оборудования, оно содержит счетчик итераций, сдвиговый регистр, коммутатор, схему сравнения и накапливающий сумматор аргумента, причем вход счетчика итерации и первый вход сдвигового регистра соединены с тактовым входом устройства, второй вход сдвигового регистра соединен с первой входной шиной устройства, выход сдвигового регистра соестолько же для значения косинуса, итого 450 бит. Такич образом, объем блоков памяти уменьшается в 10 раз.Кроме того,по сравнению с извест/ным, предлагаемое устройство позволяет вычислить функцииагсМиХ ицгссоч без дополнительных аппаратурю х затрат. 25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 474811, кл . 6 06 Р 15/34, 1975.2, Оранский А. М. Аппаратные ме 30 тоды в цифровой вычислительной технике Минск, БГУ, 1977, с. 49-50