Универсальный числовойфункциональный преобразователь типаприращение-приращение

О П И С А Н И Е (ii)428433

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Зависимое от авт. свидетельства 386410 (22) Заявлено 26.04.71 (21) 1648772/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.05.74. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 16.04.75 (51)»Ч. Кл, 6 06» 3/00

Государственный комитет

Совета Микистров СССР но делам изобретений и открытии (53) УДК 681.142.07:

:53.087.091 ,(088.8) (72) Авторы и,зобретен(ия

|О. Н. Ефимов и О. Б. Станишевский

Таганрогский радиотехнический институт (71) Заявитель

1 (54) УНИВЕРСАЛЬНЪ|Й ЧИСЛОВОЙ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТИПА

ПРИ РАЩЕНИ E-П РИ РАЩЕН И Е

Изобретение относится к обла(сти вычислительной техники и может применяться в цифровых»»(»»тегрирующих ма шинах.

Известен у(т»»» версальный числовой функциональный преобразователь ти(па п(риращениеприращение по ооно»вному авт. ав. № 386410.

Этот преобразо ватель не .может реализовать произвольные функции, çà(äàнные гра(фически или таблич(но.

Цель изобретения — расширить функциональные возмож(.»ости (преобразователя и ускорить его настройку. Это достигается те»м, что преобразователь лопал(нительно содержит запоминающее устройст»во для хра нения текущих значений аргументов и на(клонов отрабатьтваемых фу(н(кций, вход адреса которого соединен с ши(»»ой номе ра отрабатываемой функции, кодовые шины чтения — с входами одноразрялно го завами(нающего устройства, счетчика приращений аргумента и счетчика прираще(ний наклонов, кодовые шины записи — с выходами указанных счетчиков и од но»разрядного за(поминающего устройства, а управляющий вход через линию задержки — со счетн ы м вх одо м счетчика п(р и р а щени й» н а(клонов.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагае»ма го п реобразо(вателя; на фи г. 2, 3 и 4 показаны кри(вые, поясняющие его работу.

Преобразователь со(держит ре верси(вный счетчи»к 1 приращений а(ргу(мента, одноразряд- ®» ное запоминающее устрой(ство 2, ли(вин 8 ll 4 задерж(ки, счетчик 5 п(ри ращений накло:»ов, линейный преобразователь б, схему 7 формирования знака приращения функции, линию 8 задержки, схему 9 форми|рования знака прнра(щения наклона и запоминающее устройство

10 для хранения текущих значений аргументов н наклонно в отрабатываемых функций.

В преоб(разо вателе при(менен метод кусочно-ли(нейной а(ппрок»симации заданных непрерывных в(месте со авоими .пер вь»м»» производными фун(кционалыных зависимостей. Такая аппроксимация может быть осуществле»»а с любой зада(н(»»ой точностью, определяющей количество линейных отрезков.

В предлагаемом преобразо(вателе весь диапазон изменения аргумента Х(, (й — номер аргумента соответст(вующей функции) разбит,на

2 "+ " единичных приращений ЛХ»,. Количество приращений в каждом ли»ней(ном отрезке 2 ", а количество линейных отрезка(в 2". При достаточ»»о большом и по»греш ность кусочно-линей ной а(п(прокси(мации,мала.

Поми мо кусочно-ли(ней(ной аппроксимации в преобразователе применена ступенчатая аппрок(симация каж дого линейного от(резка, ооес печивающая квантование аргументов Х, и функций Уо (Х»,)=У» (см. фиг. 2). При этом входная информация — приращения Л Х», представляются в импульсной форме (налн428413

15

65 чпе импульса соответствует наличию приращения, а отсутствие импульса — отсутствию приращения), а выходная информация — приращения функции Л Уr, представляются в форме сдиничпых пли нучевых потенциалов, соответствующих наличию или отсутствию приращений, функции. Наличие ступеньки у ступенчатой кривой на фиг. 2 трактуется как приращение функции и реализуется единичным потенциалом на выходе преобразователя, а отсутствие ступеньки трактуется как отсутствие приращения функции и реализуется нулевым потенциалом.

Система импульсов, соответствующая при.ращениям аргумента, и система потенциалов, соответствующая приращениям функции, построенные для кривой на фиг. 2, представлены на фиг. 3.

Преобразователь отрабатывает функции, масштабиро ванные так, что наклонны их по модулю rre превышают 1 — 2 — " . Поэтому ч исло возможных наклонов линейных отрезков определяется числом приращений Л Х, в линейном отрезке. Таким образом, возможный наклон линей ного отрезка можно представить в фсрме а 2 ", где а принимает любое из значений 0,1,2,,2" — 1.

Кусочно-линейная ап про ксимация, и опользуем ая в преобразователе, несколько необычна. В соответствии с этой а ппроксимацией наклон лннейного отрезка отличается от наклона соседнего на минимально возможную величину 2 ", та к что соседние отрезки,не могут иметь одинаKotBbrH наклон. Этот способ требует хранения одно разрядных приращений наклонов отрезков вместо многоразрядных наклонов, что резко снижает объем запоминающего устройства.

Преобра зо ватель работает следующим образом.

Значение номера функции к параллельным кодам записывается в регистр адреса запоминающего устройства 10 и в старшие разряды регистра адреса одноразрядного запоминающего устройспва 2. Ияпулысом (AXr,) производится запись из запоминающего устройства 10 соответствующих дан ной функции значений аргумента Х, и наклона. Младшие т разрядов аргумента записываются в счетчик 1 лрира щений аргумента, а ста ршие и разрядов — в младшие разряды реги стра адреса одноразряд ного за поми нающего усгройства. Значение на клона за писываегся в счетчик 5. Таким ооразом, в счетчике 1,находится,предыдущий номер приращения линейного отрезка, в регистре андреса запоминающего у стройства 2— номер функциями и номер отрез ка, а в счетчике 5 — величина на клона. Задержа нчый в линии 8 импульс (Л Xr,) поступает на счетный вход счетчика 1, на управляющий вход которого подается также потенциал знака приращения sign Л Х,. В счетчике 1 формируется число Х,„„Х„„...,Хна, рав ное числу импульсов (Л Х,) или приращений Л Х>, отсчитанных от начала ли нейного отрезка.

При переполнении счетчика 1, т. е, прп окончании очередного линейного отрезка, на выходе последнего каскада счетчика 1 формпруепся иъппулыс, который посту пает в младшие раз рядды рети спра адреса запоминающего у строй ст ва 2. Этот им пульс я вляет ся также им пульсом чге н ия за поминающего устройства

2. По сформированному номеру отрезка 3 младших разрядах регистра адреса .запоминающего усгрой ст ва 2 и Hoìîðó функции в е"0 старших раз рядах считывается знак приращения наклона отрабатываемой функции S>

Действительный знак Sr, приращения ria клона формируется с помощью схемы 9, учитывающей знак приращения аргумен га

sign Л Х и имеющей структуру, опредсляемую логической формулой

Sq — 5 (sign 6 Xr,) v S,ii (sign Ь Х )Знак приращения наклона, выработанный схемой 9, поступает на уцравляющий вхо > счетчика 5,,на,счетный вход которого проходнт им пульс перепол нения со:счетчика 1, задержанный в л)икании 4 на время переходных процессов;в çàпоми нающвм устройстве 2 и схеме 9. TazmM образом в счетчике 5 формируется величина наклона очередного отрезка отрабатываемой в данный момент функц.ии Уr,, В отличие от обычных реверсивных счетчи ко в счетчик 5 работает в прямом коде. Для этого в счетчике помимо ч исло вых разрядов предуоматри вает ся знаковый разряд, любое изменение,состояния,которого используется для сброса IB нуль,acrx числовых разрядов счегчнка за исключением, младшего. Кроме того, знаки прираще н ий наклонов, хранимые в запоминающем устройстве 2, для отрицательных наклонов берутся обратными. Таким об разом, прои последовательном уменьшении наклонов в счетчике вслед,за нулем 0,0...000 формирует ся отрицательная ед и ница 1,0...001 в пря мо м коде. По скольку, н ачиная с этого момента, наклонны становятся отрицательными и кодиро вание знаков при ращений,наклонов в запоминающем у сгрой стве меняечся на обрат ное, то п ри дальнейшем уменьшении наклоков в счет чике фи коируют1ся числа 1,0...010, 1,0...011,,т. е. отрицателыные двой ка, Tlpой ка и т. д. При увеличении наклонов в счетчике, на прнмер, после отрицателыной,двойки

1,0...010 фииси рует ся оприцателыная едини ца

1,0...001, а далее нуль 1,0...000 и вслед за нулем положительная единица 0,0...00.1.

Таким образом, в счетчике 5 формируется в прямом коде величина наклона отрабатываемого лннейного отрезка, т. е. модуль:наклона o. 2 ™=Оа,,а,„и 3IHaiK наклонна а, (в далынейшем индеис номера функции о,пу,скаепся).

Знак наклона а„, и зна к при ращения аргумента Sign Л Х используются схемой 7 для форми рова)ния знака приращений фу иксии

428413

Sign Л У. Структура схемы 7 onределяется логической формулой, которая имеет вид

sign /1 У = а,„/ (sign b, Х) / и„/ (sign Л Х)

Импульс с Bblxopà линии 4 задержки используется TBIK?Ke для эа1писи,в запоминающее устройст1во 10 BHQIIb Qopa30IBB!HHblx значений аргуюмента Х и наклона линейного отрезка.

Для этого и м1пульс с выхода л1инии 4 задер1р живается ливонией 8 на время 1переходных процессов в счетчике 5 и посту1пает на шину записи запоминающего устройства 10, а выходы счетчиков 1 и 5 соед1инены с нодовыми !

5 шинами за1писи запоминающего устройства 10, по которым содержимое счетчиков 1 и 5 записывается в запоминающее устройство 10.

Мо дуль наклона л1инейного,отрезка

О,K. K H чи1сло Х,„, Х . g... ÕI Хр, содержащееся в счетчике 1 приращений аргумента и равное количеству приращений ЛХ, отсчитанных от начала ли1нейного отрезка, используются преобразователем б для формирования единичного или нулевого нотенциала, соответствующего наличию или отсутствию п1риращения ЛУ 1в точке Х„, 1 Х„„ ... Х, Х, линейного отрезка, имеющего наклон а 2 " =Оа 1... а

Фор мула, описывающая структуру линейного нреобразавателя, может, быть уста новлена в результате следующих ра ссуждений.

Ч,исло а 2 — m=0,а 1 а q...à 1 а может быть представлено в виде

35 а 2 "=а 1 010... 00+а

0,010... 00+....+а m 0,00... 01, что соответствует представлению наклона а 2 .некоторою о линейного отрезка суммой 4р наклонов 0,10...00,...,0,00...01 отрезков, которые можно назвать основными. Основанные отрезки и ступенчатые кривые,,соответствующие им, показа1ны на фиг. 4 для случая т=4. В частноспи, на1кло1ну 0,10...00 соответспвует ступен- 45 чатая 1кривая на фи1г. 4, а, где Л У=1 во всех точках, 1в которых чи сло приращений в отрезке Х„, 1... Х, Хю представляется числом с

Хю — — 1. Поэто1му функция ЛУ может быть представлена в виде АУ=а/1 Хю 5Р

11aêëoHó 0,010...00 соответствует ступенчатая кривая на фнг. 4, о, где АУ=1 во всех точках. в которых Л„,,... Х, Х, является чиC l u 31 C Х, Хю —— 1 О. HO3ToxI Ую=а XI * Хю

Аналогично для наклона 0,00...0-..; 0...0 можно .получить соответствующую логическую функцию

ЬУ = z — 1 Х/-1 1Х! 2" " / Х1ХО

Исходя из предста1вления любого возможного наклона суммой основных и учитывая, что ступеньки ступенчаTblx кривых основных отрезков не могут накладываться одна на другую, .можно утверждать, что логическая функция, соответ ству1ощая отрезку с .произвольным

НаКЛОНОМ ю1-2 " =О, а 1 а, .n..„„ может быть представлена:в форме

ЬУ= а, Х а лХ,,:.Хю1/

x — 1 Х! — 1 Х1 ю/ ЛХ / Х / Л . 1 Х > ... Х1 л Хю

Предмет изобретения

Уни1версальный числовой функциональный а преобразователь типа приращение-приращение по авт. св. ¹ 38б410, отличающийся тем, что, с целью .расширения его функциональных возможностей и ускорения настройки, он дополнительно содержит запоминающее устройство для хра1нения текущих значений аргументов и наклонов отрабатываемых функций, вход адреса которото,соединен!c шиной номера отрабаты1ваемой функции, кодовые шины чтения — с входами одноразрядного за1поминающего устройства, счетчика приращений аргумента и счетчика пр1иращений .наклонов, кодовые шины записи — с выходами указанных счетчиков и одноразрядного запоминающего устройст1ва, à управляющий вход через линию задержки —,со счетным входом счетчика приращений наклонов.

428413

Составитель И. Долгушева

Техред Г. Васильева

Корректор В. Гутман

Редактор Т. Юрчикова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 60/320 Изд. № 1571

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, Я-З5, Раушская

Тираж 624 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5