Устройство для воспроизведения функций

-ти ИЛИ, вывертыйЕ, перлексоры,тельство СССРС 7/26, 982,ельство СССРС 7/26, 1985.ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ль, пе оро стр ому по оляет джим функсходныхов, обной ве возможального воСОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ 4078221/24-242306.8630.10.87. Бюл.А.С.Просочкин,Максимов681,325 (088.8Авторское свид7966, кл, С 06торское свидет4745, кл. С 06УСТРОЙСТВО ДЛЯ фУН 1 ЦИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых и аналого-цифровых вычислительных комплексах, устройствах управления позиционированиемохвата манипуляционного робота, системах интерактивной машинной графики.Целью изобретения является расширениеобласти применения устройства. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, первый и второйИ-НЕ, первый и второй счетПЗУ формы сплайна, ЦАП, истопорного напряжения, пятыйИ-НЕ, элемент НЕ, триггер (элемент И, второй элементходной регистр, третий и чеэлементы И-НЕ, элемент ИЛИвый, второй и третий мультипервый элемент ИЛИ, умножитвое и второе ОЗУ, первый исумматоры, накапливающий реБлагодаря новым связям и нороению схемы устройство позполнительнс реализовать реционального преобразованияпоследовательностей аргумен гечивает представление вых личины в двоичном коде и даеность произвольного выбора наи конечного значений интервалпроизведения функции. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых и аналого-цифроньгх вычислительных комплексах, устройствах управления позиционированием схвата манипуляционного робота, системах интерактивной машинной графики,Целью изобретения является расширение области применения за счет 10 дополнительной воэможности преобразования исходных последовательностей аргументов.На фиг,1 показана функциональная схема предлагаемого устройства 15 (строччыми латинскими буквами на ней обозначены выходы элементов); на фиг,2 - временные диаграммы. Предлагаемое устройство для воспроизведения функций содержит генератор 1 тактоных импульсов, элементыИ-НЕ 2, 3, счетчики 4 и 5, постоянноезапоминающее устройство (ПЗУ) 6 формысплайна цифроаналоговый преобразоваФ25тель (ЦАП) 7, источник 8 опорного напряжения, элемент И-НЕ 9, элементНЕ 10, триггер 11, элемент И 12, элемент ИЛИ 13, выходной регистр 14,элементы И-НЕ 15 и 16, элемент ИЛИ-НЕ17, мультиплексоры 18-20, элементИЛИ 21, умножитель 22, оперативныезапоминающие устройства (ОЗУ) 23 и24, сумматоры 25 и 26, накапливающийрегистр 27.Устройство работает следующим образом,Управляющее устройство (например,ЭВМ чер 0 з соответствующую интерфейсную схему) подает на шину сбросапредлагаемого устройства уровень 40"0" (фиг,2, момент ), по которомупроисходит опуление выходного регистра 14, и триггер 11 устанавливается в состояние на инверсном выходеТак как в начальный момент на выходе 45элемента И-НЕ 2 присутствует "1",то через элемент И-НЕ 9 к управляющему (например, ЭВМ) устройству подается сигнал ,уровень нОв) готовности предлагаемого устройства к работе. 50Сигнал с инверсного выхода триггера11, имеющий уровень "1", подаетсяна управляющие входы мультиплексоров18 и 19, что приводит к подключениюк адресным входам ОЗУ 23 и 24 шинывнешнего адреса устройства. Наличие1 на первых входа элементов И-НЕ15 и 16 разрешает запись по сигналуна лпне, ввод х, значения аргумента в ОЗУ 23, или запись по сигналу "Ввод Сзначения максимальной ординаты сплайна в ОЗУ 24.Управляющее устройство опознает наличие сигнала "Готовность" на шине предлагаемого устройства и подает на шину режим работы предлагаемого устройства уровень "1", если будет выполняться функциональное преобразование (ФП) произвольных кодов аргумента х, или уровень "0, если предлагаемое устройство будет использоваться как генератор функций времени (ГФВ), т.е. при возрастании кода аргумента по линейному закону.Независимо от выбранного режима работы управляющее ус гройство (ЭВМ) заполняет ОЗУ 24 требуемым для воспроизведения функции количеством кодов С Для этого на старшие и-р разрядов шины внешнего адреса предлагаемого устройства подается адрес ячейки ОЗУ 24, на шину внешних данных - код С а на второй нхсд элемента И-НЕ 16 "1" - сигнал "Ввод С ". Запись последовательности кодов С, происходит до заполнения ОЗУ 24 требуемым для ФП количеством кодов.Если режимом работы предлагаемого устройства является режим ФП, то управляющее устрсйство заполняет ОЗУ 23 поспедовательностью С преобразуемыхкодов аргумента. Для этого на шины внешнего адреса и внешних данных предлагаемого устройства подается адрес ячейки ОЗУ 23 и код 1, х) соот 1 ветственно, а на второй вход элемента И-НЕ 15 "1" - сигнал "Ввод х,". Ввод значений аргумента х, н ОЗУ 23 производится до тех пор, пока не будет записано необходимое оячество кодов аргумента ФП. Все описанные пересьлки заканчиваются до момента , (фиг.2)В момент г., (фиг.21 управляющее устройство подает на шину запуска предлагаемого устройства сигнал пСтартлогической единицей, Уровень "0" на выходе элемента И-НГ 2 появ-. ляется только н время до момента2 (фиг.2, снав 1, ), а затем послс этогоч момента за счет "0" на выходе элемигаа И-НЕ 9 держится логической единиц, до начала гового греобразования. "Лог.О на выходе элемента И-НЕ 2 в моментустанавливает в состоя 1ние "1" прямой выход триггера 11 и .аписывает коды с .,пны впешнего ад- "са . внешних данных н первый 4 из 134 второй 5 счетчики соответственно, тем самым определяя начальное значение в режиме ГФВ или начальный адрес в режиме ФП аргумента преобразования и количество воспроизводимых отчетов функции, В нулевом и первом разрядах счетчика 4 при этом устанавливается код 00 (фиг.2, сигналы д и е)."Лог. 1" на прямом вьгходе триггера 11 разрешает прохождение тактовых импульсов на выход элемента И-НЕ 3 (фиг .2, сигнал с), Так как нулевой и первый разрядь 1 счетчика 4 обнулены, то на выходе элемента ИЛИ 13 "1" запрещает работу элемента И 12 и разрешает работу элемента ИЛИ 21, Инвертированный тактовый импульс с выхода элемента НЕ 10 проходит через элемент ИЛИ 21 (фиг.2, сигнал г) и сбрасывает накапливающий регистр 27. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 21 не проходит через элемент ИЛИ-НЕ 17, так как сигнал "Старт" еще не снят управляющим устройством за время от до Т (фиг,2), поэтому перезаписи обнуленного выходного регистра не происходит. Сигнал 11 Стартдолжен быть снят управляющим устройством до момента времени Т 1, (фиг.2) в ответ на переход сигнала Готовность" в состояние "1".Задний фронт первого тактового импульса с выхода элемента НЕ 10 записывает начальное значение формы сплайна с выхода ПЗУ 6 В,(х), определяемое младшимиразрядами кода на выходе мультиплексора 20, и начальное значение ординаты максимума (номер участка аппроксимации г определяется п-р старшими разрядами кода на выходе мультиплексора 20) сплайна С, с выхода ОЗУ 24 в умножитель 22 и увеличивает на единицу код в счетчике 4,После первого тактового импульса (фиг.2, время от г. до г. ) выходнойзрегистр 14 обнулен, накапливающий регистр 27 обнулен, умножитель вычисляет произведение С , В(х), которое без изменения проходит на выход сумматора 26, а на выходе двух младших разрядов счетчика 4 код 01.При воспроизведении функции с помощью базисных В-сплайнов третьей степени, представленных на фиг.За, ее отсчеты на г-м участке аппрокси 8828 мации (где г = 1,2 Б) определяются в соответствии с выражением 10 За время от Т до55 5выходе умножителя 22изведение С, В, (х)сумматора 26 - сумма+ С В, (х). г (фиг.2) на появляется проа на выходе С В, (х) + где С - максимум ординат В-сплай 111нов третьей степени, соответствующих г-му участку аппроксимации;В, (х) - ординаты формы В-сплайна,1третьей степени на томучастке, которые хранят ся в последовательныхячейках ПЗУ 6 в порядке,приведенном на фиг.Зб.Номер участка 3 задается кодом надвух младших разрядах счетчика 4.Различие режимов ФП и ГФВ заключается только в том, что в режимеФП на вход адреса ПЗУ 6 и вход сумматора 25 поступает через мультиплексор 20 линейно нарастающий код с выхода счетчика 4, а код, определяемыйзначениями, записанными до запускапредлагаемого устройства, - на воспроизведение функции в ОЗУ 23. Поэтому в дальнейшем этй режимы не разК моменту г., (см. фиг,2) на входе накапливающего регистра установлено первое произведение С В (х),передний фронт второго тактового импульса с выхода элемента И-НЕ 3 через элемент И 12, работа которогоразрешается логической единицей навыходе элемента ИЛИ 13 (фиг.2, сигнал д), записывает первое произведение в накапливающий регистр 27, а 40задний фронт этого же импульса с выхода элемента НЕ 10 записывает значения В,(х) и С , с выхода ПЗУ 6 иОЗУ 24 в умножитель 22, запись именноэтих значений обеспечивает код 01 45на двух младших разрядах счетчика 4,(фиг.2, Зб, сигналы с 1 и е) и увеличивает на единицу код в счетчике 4,На двух младших разрядах счетчикапоявляется код 1 О, обеспечивающий выборку из ПЗУ 6 и ОЗУ 24 значенийВ (х) и С(г+2), которые потребуютсядля вычислений третьего произведения.1 З 488 Передний фронт третьего тактового импульса с выхода элемента И 12 записывает сумму с выхода сумматора 26 в накапливающий регистр 27, а задний фронт того же импульса с выхода элемента НЕ 10 записывает значения В (х) и С;, в умножитель 22 и увелйчивает на единицу код в счетчике 4. На выходах двух младших разрядов 10 счетчика 4 устанавливается код 11.За время от С до С (фиг.2) на выходе умножителя 22 появляется произведение С;, В (х), а на выходе сумматора 26 - сумма С 1 о В (х) + 1 +С;В (х) +С; В (х).Передний фронт четвертого тактового импульса записывает сумму с выхода сумматора 26 в накопительный регистр 27, а задний фронт того же импульса записывает значения Ц (х) (так как на двух младших разрядах счетчика 4 код 11) в умножитель 22 и увеличивает на единицу код в счетчике 4. Два младших разряда счетчика 2 4 переходят в состояние 00.К моменту , (фиг.2) на выходе сумматора 26 появляется сумма четырех произведений 555" вертого элементов И-НЕ, информационС, В,(х) + С В,(х) + С В,(х)+ Так как на выходе элемента ИЛИ 13 уровень 0, то пятый тактовый импульс пройдет через элемент ИЛИ 21, а не через элемент И 12. Так как сигнал "Стюарт" управляющим устройством к моменту Е, снят, то передний фронт пятого тактового импульса с выхода элемента ИЛИ-НЕ 17 запишет сумму с выхода сумматора в выходной регистр 14 и уменьшит на единицу код в счетчике 5. Уровень "0" на выходе элемента ИЛИ 21 сбросит накопительный регистр, подготовив его для следующего шага преобразования.После момента(фиг.2) на выюкоде выходного регистра 14 устанавливается код первого отсчета воспроизводимой функции, а на выходе ЦАП 7 соответствующее ему напряжение.Циклическое повторение описанных процессов приводит к последовательному появлению на выходе выходного регистра 14 кодов всех требуемых отсчетов воспроизводимой функции.При записи значения последнего отсчета в выходной регистр 14 на вш 5 0 5 30 35 40 45 50 286ходе заема счетчика 5 возникает импульс по длительности, равный тактовому (фиг.2, сигнал а), задний фронт которого устанавливает триггер 11 в исходное состояние и на выходе элемента И-НЕ 9 появляется сигнал "Готовность", говорящий об окончании работы предлагаемого устройства по воспроизведению заданной функции,Формула изобретения Устройство для воспроизведения функций, содержащее генератор тактовых импульсов, первый и второй счетчики, триггер, элемент НЕ, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй элементы ИЛИ, элемейт И, блок постоянной памяти, накапливающий ре- . гистр, выходной регистр, вход пуска устройства соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом второго элемента И-НЕ, выходготовности устройства соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применений за счет дополнительной возможности преобразования исходных последовательностей аргументов, в него введены с третьего по пятый элементы И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, с первого по третий мультиплексоры, первый, второй блоки оперативной памяти, первый и второй сумматоры и умножитель, причем вход сброса устройства соединен с входом установки в 0 триггера и входом установки выходного регистра, выход которого соединен с выходом значения функции устройства, входы записи аргумента и ординаты которого соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с инверсным выходом триггера и управляющими входами первого и второго мультиплексоров, выходы которых соединены с входами адреса соответственно первого и второго блоков оперативной памяти, управляющие нходы которых соединены с выходамн соответственно третьего и четные входы блоков оперативной памятисоединены с входом данных устройстваи информационным :хоГом первого счетчика, выход переполнения которогосоединен с входом синхронизации триггера, информационный вход которогосоединен с входом логического нуляустройства, выход первого элементаИ-НЕ соединен с входом установки в"0" триггера, входами разрешения записи первого и второго счетчиков ипервым входом пятого элемента И-НЕ,второй вход которого соединен с прямым выходом триггера и вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И и через элемент НЕ - с входом разрешения умножителя, входомсуммирования второго счетчика и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходомвторого элемента ИЛИ и вторым входомэлемента И, выход которого соединенс входом разрешения записи накапливающего регистра, вход установки которого соединен с выходом первогоэлемента ИЛИ и первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом разрешения записи выходного регистра и входом вычитания первого счетчика, второй вход элементаИЛИ-НЕ соединен с входом пуска устройства, вход адреса которого соединен с первым информационным входомпервого мультиплексора и с второгопо (и+2)-й разряды информационноговхода второго счетчика, где и+1-разрядность устройства, нулевой и первыйразряды информационного входа которого соединены с входом логическогонуля устройства, выходы первого инулевого разрядов второго счетчикасоединены соответственно с первым ивторым входами второго элемента ИЛИ,выходы с второго по (и+2)-й разрядов 5 10 15 20 25 30 35 40 второго счетчика соединены с первым информационным входом третьего мультиплексора и вторым информационным входом первого мультиплексора, выход первого блока оперативной памяти соединен с вторым информационным входом третьего мультиплексора, управляющий вход которого соединен с входом задания режима вычисления устройства, выходы разрядов с нулевого по (р)-й, где р - количество младших разрядов, соединены с соответствующими разряда 4 ми адресного входа блока постоянной памяти, р.-й и (р+1)-й адресные входы которого соединены с выходами соответственно нулевого и первого разрядов второго счетчика и нулевого и первого разрядов первого сумматора, разряды с второго по (и-р)-й которого подключены к входу логического нуля устройства, разряды с нулевого по (и-р)-й входа адреса которого соединены с первым информационным входом второго мультиплексора, второй информационный. вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходами разрядов с р-го по и-й третьего мультиплексора, выход второго блока оперативной памяти соединен с первым информационным входом умножителя, второй информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока постоянной памяти и первым входом второго сумматора,второй вход которого соединен с выходом накапливающего регистра, информационный вход которого соединен с выходом второго сумматора и информационныМ входом выходного регистра, выход пятого элемента И-НЕ соединен с выходом готовности устройства.,Слободян аказ 5191/48 Тираж 670 Подпис изводствен Ирж1Опора а1 Составитель Зорин Техред А.Кравчук ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5