Функциональный преобразователь

О П И С й Н И Е 924714ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистическиеРеспублик(22) Заявлено 19.03.80 (21) 2923165/18-24 с присоелинением заявки РЙ(23)приоритет 3 Ьоударетааивй комитет СССР ао делам изобретений и отормтийДата опубликования описания 30.04.82 72) Авторы изобретения ранский и В, И,бедев(71) Заявитель лорусский ордена Трудового Красного Знамасудврственный университет им. В, И. Лени 54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ овой5 К нат, и не функций вида АХо.о+С ычислени ты точюц Аввнения отре где хо, Ъо - . кооС - коэффициентыАк+ бъ+ С=О. Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано для аппаратной реализациивычисления расстояния на плоскости отточки до отрезка, заданных в декартсистеме координат,Известно цифровое устройство длярешения уравнений вида Р=)Р+Р 1 1,содержащее сумматор-вычитатель, регистр сдвига, блок анализа состояниясумматора, блок управления ЦДанное устройство осуществляет вычисление расстояния на плоскости от точи до одной из концевых точек отрезка,заданных в декартовой системе коордипредназньчено для вычислениярасстояьия от точки до отрезка, т,е, для 2Наиболее близким к предлагаемому является арифметическое устройство для поворота вектора, работакщее по алгоритму Вслдерв и содержащее три сумматора-вычитателя, три сдвиговых регистра, двв коммутирукщих блока, причем выходы первого сдвигакщего регистра соединены с первой группой одноименных входов первого коммутирукщего блока, выход которого соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, а выходы второго сдвигакщего регистра соединены с первой группой одноименных входов второго коммутирукщего блока, выход которого соединен с первым входом второ го сумматора-вычитателя, выход первого сумматорв-вычнтвтеля соединен с первым выходом устройства и с входом второго сдвигакщего регистра, выход второго сумматора-вычнтателя соединен с вторым выходом устройства и с входом первого сдвигакщего регистра, выход третьего сумматора-вычитателя соединен с третьим выходом устройства и входом тре 3 9247тьего сдвигающего регистра, старшийразряд которого соединен с первым входомтретьего сумматора-вычитателя, а второйвход, третьего сумматора-вычитателя соединен с первой группой входов устройства, вторые группы входов первого и второго коммутирующих блоков соединенысоответственно с второй группой входовустройства 21Однако в известном устройстве отсут 16ствует воэможность вычисления расстояния от точки до отрезка прямой на плос, кости,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет дополнительного вычисления расстояния от точки до отрезка прямой на плоскости,Поставленная цель достигается тем,что функциональный преобразователь, содержащий первый блок поворота вектора, информационные входы которого являются первой группой входов преобразователя дополнительно введены второй и третий блоки поворота вектора, две группыэлементов И, вычитатель, блок управления, содержащий вычитатель аргумента,счетчик, два триггера, пять элементовИ, два коммутатора, два компаратора,три элемента ИЛЕ и элемент НЕ, причемпервый и второй управляющие входыЗОкоммутаторов соединены с выходами первого и второго триггеров соответственнои входами первого элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого яв-35ляется входом тактовых импульсов преобразователя, выход первого элемента Исоединен с входом счетчика, выходы разрядов которого через второй элемент Исоединены с управляющим входом перво 40го и второго компараторов, первым входом второго триггера, и первым входомтретьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом переполнениясчетчика, выход третьего элемента И45соединен с первым входом первого триг- .гера и первым входом второго элемента. ИЛИ, второй вход которого соединен свыходом третьего элемента ИЛИ, входыкоторого соединены с выходами четвертого и пятого элементов И, входы четвертого элемента И соединены с первыми выходами компараторов, входы пятого элемента И,соединены со вторымивыходами компараторов, выход третьегоэлемента ИЛИ через элемент НЕ соединен с вторым входом первого триггера,установочный вход которого соединеи свходом пуска перобразователя и установоч 14 4ным входом второго триггера, выходы коммутаторов соецинены с входами вычитателя аргументов, причем информационные входы второго и третьего бпоков поворота вектора являются соответственно второй и третьей группами входов преобразователя, первая и вторая группы выходов первого блока поворота вектора соединены с входами первого коммутатора, первая и вторая группы выходов третьего блока поворота вектора соединейы с первыми входами первого компаратора и второго коммутатора, вторые входы которых соединены с второй груп пой выходов второго блока поворота вектора и первыми входами второго компаратора, вторые входы которого соединены с второй группой выходов первого блока поворота вектора, выход первого триггера является выходом преобразователя, выходы первого элемента И и вычитателя аргументов соединены соответственно с первыми и вторыми управляющими входами блоков поворота вектора, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющими входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены соответственно с вторыми выходами второго и третьего блоков повс- рота векторов, выходы элементов И первой и второй групп соединены с первыми и вторыми входами вычитателя, выход которого является выходом преобразователя.Каждый блок поворота вектора содержит два.регистра сдвига и два сумматора вычитателя, причем первые входы коммутаторов являкпся информационными входами блока поворота вектора, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров сдвига и входами управления режимом сумматоров-вычитателей, выходы которых являются первой и второй группами выходов блока поворота вектора и соединены с вторыми входами соответствукщих коммутаторов, выходы которых соединены с входами соответствующих регйстров сдвига и первыми входами соответствующих сумматоров-вычитателей, вторые входы .которых соединены с выходами разноименных регистров сдвига.На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 и 3 - блоксхемы блока поворота вектора и блока управления; соответственно;Функциональный преобразователь содержит блоки Х, 2 и 3 поворота век9 924714 10 возможности. Кроме этого, предлагаемоеустройство характеризуется повышеннымбыстродействием, позволяет не менеечем в два раза сократить время вычисления расстояний по сравнению с вычислением по известным формулам. Действительног для случая параллельно параллельной структуры вычислителя и организацииоднотактного многоразрядного сдвига информации в регистрах основное время . 10падает на операцию корректировки полученного расстояния на величину коэффициента деформации Кр Е), Однаковведением некоторых дополнительныхитерационных шагов коэффициент деформации можно приблизить к двум, чтодает возможность операцию делениявычисленного значения Ъ на К, заменить операцией сдвига на один разрядв сторону младших разрядов, В результате максимальное время вычислениярасстояния между точкой и отрезкамии между двумя точками определяетсясоответственно зависимостямиГ: ЦпЦТ;1С = п+1)тГВ то же время для вычисления расстояния от точки до отрезка по известнойзависимости"ооЧд ес помощью вычислителя, содержащегоумножители, делитель и устройство дляизвлечения квадратного корня необходимо затратить время :4 пТ, а для1вычисления расстояния между двумя точ 1ками С,2:Зп Т.Следовательно, предлагаемое устройство позволяет повысить время вычисления расстояния не .менее, чем в два раза. При этом структура изобретения болеепроста и регулярна, чем структура устройства для непосредственного вычисления расстояний по известным формулам. 1. Функциональный преобразователь, содержащий первый блок поворота вектора,50 информационные входы которого являются первой группой входов преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет дополнительного вычисле ния расстояния от точки до отрезка прямой на плоскости, в него введены вто- . рой и третий блоки поворота вектора,формула изобретения 15 20 25 30 35 40 45 две группы элементов И, вычнтательблок управления, содержащий вычитательаргумента, счетчик, два триггера, пятьэлементов И, два коммутатора, два компаратора, три элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем первый и второй управляющие входы коммутаторов соединены с выходами первого и второго триггеров соответственно и входами первого элемента ИЛИ,выход которого соединен с первым входомпервого элемента И, второй вход которогоявляется входом тактовых импульсов, преобразователя, выход первого элемента И соединен с входом счетчика, выходы разрядов которого через второй элемент И соединены с управляющим входом первого и второго компараторов, первым входом второго триггера и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом переполнения счетчика; выход третьего элемента И соединен с первым входом первого триггера и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами четвертого и пятого элементов И, входы четвертого элемента И соединены с первыми выходами компараторов, входы пятого элемента И соединены с вторыми выходами компараторов, выход третьего элемента ИЛИ через элемент НЕ соединен с вторым входом первого триггера, установочный вход которого соединен с входом пуска преобразователя и установочным входом второго триггера, выходы коммутаторов соединены с входами вычитателя аргументов, причем информационные входы второго и третьего блоков поворота вектора являются соответственно второй и третьей группами входов преобразователя, первая и вторая группы выходов первого блока поворота вектора соединены с входами первого коммутатора, первая и вторая группы выходов третьего блока поворота вектора соединены с первыми входами первого. компаратора и второго коммутатора, вторые входы которых соединены с второй группой выходов второго блока поворота вектора и первыми входами второго компаратора, вторые входы которого соединены с второй группой вь;- ходов первого блока поворота вектора, выход первого триггера является выходом преобразователя, выходы первого элемента И и вычитателя аргументов со. единены соответственно с первыми и вто. рыми управляющими входами блоков поворота вектора, выход второго элемента11 9247 ИЛИ соединен с управляющими входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены соответственно с вторыми выходажи второго и третьего блоков поворота вектора, выходы элементов И первой и второй групп соединены с первыми и вто- рыми входами вычитателя, выход которого является выходом преобразователя.2. Преобразователь по п,1, о т л и - 1 о ч а ю щ и й с я тем, что каждый блок поворота вектора содержит два коммутатора, два регистра сдвига и два сумматора-вычитателя, причем первые входы коммутаторов являются информационными 1 З входами блока поворота вектора, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров сдвига и входами 14 12управления режимом суворов-вычитателей, выходы которых являются первой и второй группами выходов блоков поворота вектора и соединены с вторыми входами соответствующих коммутаторов, выходы которых соединены с входами соответствующих регистров сдвига и первыми входами соответствукщих сумматоров-вычитателей, вторые входы которых соединены с выходами разноименньм регистров сдвига,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР453697, кл. 6 06 Р 15/32, 1977,2, Авторское свидетельство СССР445042, кл. 6 06 Р 7/38, 1973Заказ 5542ВНИ Тираж 732ИПИ Государствен по делам изобрете 035, Москва, Ж,П одписноего комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная