Цифровой преобразователь координат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях, осуществляющих преобразование координат. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности преобразования треугольных координат в прямоугольные. Преобразователь содержит мультиплексоры 1-4, регистры 5-8, сумматоры-вычитатели 9-12, вычитатель 13, двигатели 14-17, шифратор итерационных переменных 18, сумматоры 19-20, входные регистры 21-24, блок 25 управления. Введение шифратора итерационных переменных, вычитателя, сдвигателя, сумматора-вычитателя обеспечивает возможность выполнения преобразования нового типа, реализуемого по принципу "цифра за цифрой". 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 06 F 7/548

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2l ) 4415268/24-24 (22) 23.02.88 (46) 15.01,90, Бюл. У 2 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И,Ульянова (Ленина) (72) В.Д.Байков и С.Д.Булгакова (53) 681,325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ì 1314337, кл. G 06 F 7/548, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 748418, кл. G 06 F 7/548, 1978. (54) ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КООРД1БАТ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вы„„SU„,, 1536375 А1

2 числителях, осуществляющих преобразование координат. Целью Изобретения является расширение класса решаемых ,задач за счет возможности преобразования треугольных координат в прямоугольные; Преобразователь содержит .мультиплексоры 1-4, регистры 5-8, сумматоры-вычитатели 9-12, вычитатель

13, сдвигатели 14-17, шифратор итерационных переменных 18, сумматоры

19-20, входные регистры 21-24, блок

25 управления. Введение шифратора итерационных переменных, вычитателя, сдвигателя„ сумматора-вычитателя обеспечивает возможность выполнения преобразования нового типа, реализуемого по принципу "цифра за цифрой".

Э ил.

1536375

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач эа счет возможности преобразования треугольных координат в прямоугольные.

На фиг.1 изображена функциональная схема преобразователя; на фиг.2— шифратор .итерационных переменных, пример выполнения; на фиг,3 — блок уп1 ! равления, пример выполнения.

Преобразователь содержит мультиплексоры 1-4 соответственно с первого по четвертый, регистры 5-8 соответственно с первого по четвертый, 1 сумматоры-вычитатели 9-12 соответст( венно с первого по четвертый, вычитатель 13, сдвигатели 14-17 соответст. венно с первого по четвертый, шифратор 18 итерационных переменных, пер( вый 19 и второй 20 сумматоры, входные регистры 21-24 соответственно с первого по четвертый, блок 25 управления ° (Блок управления содержит выходы

26-30 соответственно с первого по пятый, первый 31 и второй 32 входы типа вектора вращения. Мультиплексоры

1-4 с первого по четвертый и регистры

5-8 с первого по четвертый образуют входные регистры 21-24 соответственно с первого по четвертый.

Шифратор итерационных переменных содержит первую 33 и вторую 34 схемы сравнения, элементы И 35-42 с первого по восьмой, третью 43 и четвертую

44 схемы сравнения, элементы ИЛИ 4547 с первого по третий.

Блок управления содержит генератор 48 импульсов, первый элемент И

49, первый триггер 50, элементы И 51—

57 с второго по восьмой, второй триггер 58, первый элемент ИЛИ-HE 59,элемент 60 задержки, счетчики 61-63 с первого по третий, элементы ИЛИ 6466 с первого по третий, второй.элемент ИЛИ-НЕ 67.

Преобразователь функционирует следующим образом.

Работа преобразователя основана на реализации следующих рекуррентных соотношений:

-1

+ 1 2 v,1 (2) ч = ч - 2 (u -В), где х,,у — координаты;

5 нОмер итерации первого вектора;

u > v> — координаты; номер итерации второго вектора;

10  — постоянная величина, равная значению базы. ,В начальном положении вектора расположены вертикально и параллельно друг другу начальные координаты пер15 вого вектора х = 0; у = 0; х = 0; у = R,/К,, начальные координаты второго u - =В; у .= 0; u - =В; v = R /К,, где К, — коэффициент деформации вектора.

+1, если (х; ы ) р (у; > ч ) h (v ф)

1;=, - i,åñëH ((x; > u>) к (у; v )

6 1 (у; О))Ч((х;-и ) л(у ач )A

Л(у;(О)) или

25 +1, если ((х; з u ) p, (у, > v) д

h (v) 0) v ((x;, u ) p, (у > v ) ) Л(ч 0)); (4) 1 -1,если (х;аu ) III(у; v )h

Л b — О) °

3р По сигналу ."Пуск" в блоке управления производится установка начальII lI ных значений, а именно сигнал Пуск устанавливает второй триггер 58 в состояние "1". Сигнал с инверсного

35 выхода второго триггера 58, проходя через первый элемент ИЛИ-НЕ 59 и элемент 60 задержки, формирует на выходе первого элемента ИЛИ-,НЕ 59 импульс, устанавливающий начальные значения счетчиков: 4 (n-1) в пер40

11 1! вом счетчике 61, 1 — во втором 62 и третьем 63 счетчиках, сигнал с прямого выхода второго триггера 58 разрешает прохождение сигналов через первый элемент И 49 из генератора

48 импульсов. С выхода первого эле-. мента И 49 через формирователь тактовых импульсов, включающий первый триггер 50, второй 51 и третий 52 л л элементы И, тактовые сигналы с, начинают поступать на соответствующие элементы блока управления. Тактовый сигнал с,, проходя через третий элемент И 53 и элементы ИЛИ 65

55 и 66, формирует синхронизирующие сигналы записи во входные, регистры

21-24 с первого по четвертый, Одновременно с сигналом "Пуск" на информационные входы преобразователя

1536375 подаются соответствующие начальные значения х =0, у =R,/Ê,, и =В, v =R /К,.

В преобразователе реализованы соотношения, соответствующие двухкратным поворотам каждого вектора на один и тот же по модулю угол. Равенство углов поворота соответствует равенству констант сдвига, формируемых счетчиками 62 и 63, выходы разрядов, начиная с второго которого, обеспечивают равенство констант сдвига для каждой нечетной и последующей четной итерации. Общее число итераций равно 4 (n-1), где n — разрядность операндов.

Координаты х, у, u, v из вход1! 1! 5 ° ных регистров 21-24 поступают на входы шифратора 18 итерационных переменных, (где реализуются выражения (3) и (4)), сигнал на выходе направления. вращения которого подается на входы операции сумматоров-вычитателей 912 ° По сигналу на входе блока 31 управления и тактовому сигналу в

2 блоке управления производится вычитание 1 в первом счетчике 61 и при-!! !! бавл ение " 1 " в третьем сче тчике 6 3 .

С выхода счетчика 6 3 сформированная константа сдвига передается на управляющие входы сд ви гат елей 1 4 и 1 5 .

На сумматорах-вычитателях 9 и 1 0 реализуется выражение (I ) . Результат с выхода сумматоро в-вычита телей 9 и

1 0 записывается во входные регистры

2 1 и 2 2 . Содержимое входных регистров

23 и 24 н е изменя е тся, Аналогично в случае формирования на выходе шифратора 18 итерационных переменных управляющего сигнала на выходе 32 производится вычисление новых координат и„ !, v, а именно по сигналу выхода 32 и тактовому сигналу !,< в блоке управления производить ся вычитание "1" в первом счетчике

61 и прибавление "1" во втором счетчике 62. С выхода второго счетчика

62 сформированная константа сдвига, передается на управляющие входы сдвигателей 17 и 16, на которых реализуются выражения (u>-В) 2, v 2 " .

На сумматорах-вычитателях 11 и 12 реализуется выражение (2) ° Результат с выхода сумматоров-вычитателей 11 и

12 пропускается на входные регистры

23.и 24. Содержимое входных регистров 21 и 22 не изменяется °

Таким образом, на каждой итерации производится вычисление новых координат одного из векторов х, у с!Ф(!,! ф!.

5 или и >Ä, ч, . После выполнения

4 (п-1) итераций в блоке управления содержимое первого счетчика 61 станет равным О!!, на выходе второго элемента ИЛИ-НЕ 67 появится сигнал, сбрасывающий второй триггер 58 в состояние "0!, сигнал с выхода которого запрещает прохождение тактовых сигналов через первый элемент И 49. Кроме того, сигнал с выхода второго элемента И1П1-НЕ 67 является источником управляющего сигнала выхода 30, подключенного к стробирующим входам сумматоров 19 и 20. В результате выполнения сложений на выходах сумматоров

20 19 и 20 со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов формируются значения

+ v 4 ! х + u ! J х ьых 2 Вых

У

25 являющиеся результирующими прямо- . угольными координатами.

Запись начальных и промежуточных значений в регистры 5-8 с первого по четвертый, являющиеся элементами хранения соответственно входных регистров 21-24, может осуществляться по сигналу с выхода элемента ИЛИ-НЕ

59, блока управления, обеспечивающего необходимый режим работы мульти35 плексоров 1-4 с первого по четвертый.

Формула и з о б р е т е н и я

Цифровой преобразователь координат, содержащий три сумматора-вычитателя, три сдвигателя, три входных регистра и блок управления, причем выходы входных регистров с первого по третий соединены с информационными входами сдвигателей с первого по третий соответственно, выходы первого и второго сдвигателей соединены с входами первых операндов соответст-. венно первого и второго сумматороввычитателей, входы вторых операндов которых соединены с выходами соответственно второго и первого входных регистров, выход третьего входного

55 регистра соединен с входом первого операнда третьего сумматора-вычитателя, выходы первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей соединены с информационными входами соот1536375

Ветственно второго, первого и третьеГо входных регистров, первый выход блока управления соединен с синхронизирующими входами первого и второго входных регистров, второй выход блока управления соединен с синхроНизирующим входом третьего входного регистра, третий выход блока управлевия соединен с управляющими входами первого и второго сдвигателей, четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом третьего рдвигателя, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности преобразования треугольных координат в прямоугольные, в него дополнительНо введены шифратор итерационных переменных, вычитатель и два сумматора, четвертый входной регистр, четвертый сдвигатель и четвертый сумматорвычитатель, причем выход четвертого входного регистра соединен с входом уменьшаем го вычитателя, вход вычитаемого которого соединен с входоМ константы преобразователя, выход вычитателя соединен с информационным входом четвертого сдвигателя, выходы четвертого и третьего сдвигателей со,единены соответственно с входом второго операнда третьего сумматора-. вычитателя и входом первого операнда четвертого сумматора-вычитателя„ выход которого соединен с информационным входом четвертого входного регистра, выход которого соединен с входом второго операнда четвертого сумматора-вычитателя, выходы входных

5 регистров с первого по четвертый соединены с входами соответственно с первого по четвертый шифратора итерационных переменных, выход управления вращением которого соединен с входами операции сумматоров-вычитателей соответственно с первого по четвертый, первый и второй выходы номера вектора вращения соединены с одноименными первым и вторым входами блока управления, выходы первого и третьего сумматоров-вычитателей соединены с входами соответственно первого и второго слагаемых первого сумматора, выходы второго и четвертого сумматоров-вычитателей соединены с входами соответственно первого и второго слагаемых второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров со25 единены со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов с выходом соответственно ординаты и абсциссы преобразователя; второй и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с синхронизирующим входом четвертого входного регистра и управляющим входом четвертого сдвигателя, пятый выход блока управления соединен со стробирующими входами первого и второго сумматоров.

1536375

Фиг. 3

Составитель С.Куликов

Техред М. Дидык Корректор Т.Малец

Редактор Е.Копча

Заказ 109 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Paymcxasr наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат нПатент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101