Устройство для вычисления элементарных функций

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

< >955041 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09. 01. 81 (21) 3234164/18-24 ЩМ.К .

G 06 F 7/548 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ($3) УДК 681. 325 (088. 8) Опубликовано 300882 .Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 30.08.82 (72) Авторы изобретения

Т Г. Галамай, В.В. Дудыкевич, Р.A. ®Уравский," и Л.В. Мороз . у ,г

Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель

C (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ

ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике.

Известно устройство для вычисления функций, содержащее накопительные регистры, одноразрядные комбинационные сумматоры-вычитатели, блок односторонней памяти, сдвигающие регистры и ряд вспомогательных элементов (1) .

К недостаткам указанного устройства относятся черезмерная сложность и невозможность вычисления функций

arcsin х и arccos x.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления функции

arcsin х, содержащее четыре сумматора-вычитателя, шесть сдвиговых регистров, триггер, блок управления, блок памяти, блок счета итераций, состоящий из счетчика, дешифратора и логических элементов t2).

Недостатками этого устройства являются его сложность и непригодность цля вычисления функций всея «т, arccos х и агсЙЬ х.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач путем вычисления функций тсв* кя, arccos к и

arcsh x.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее суммирующий счетчик,. дополнительно введены два реверсивных счетчика,три группы элементов И, три элемента ИЛИ, три формирователя импульсов и два импульсных сумматора, причем вход аргумента устройства соединен с входами суммирующего счетчика и первым входом первого импульсного сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с вьходами элементов И первой группы, первые и вторые входы которых соединены соответственно с вьходом разрядов первого реверсивного счетчика и первого формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика, вход которого соединен с выходом первого импульсного сумматора, выход младших разрядов первого реверсивного счетчика соединен через второй формирователь импульсов с первыми входами элементов

И второй группы, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходом старших разрядов первого реверсивного счетчика и входами

ЗО второго элемента ИЛИ, выход которо955041

Так как о N»>

f s s, 1,ц (10) f = f

N (t)

4 о Г (2) 1 foNmdt

"Ф о (о -«о ) 50 (3) (13) бО

Учитывая, что (4) 2 4 5 > или получим

1) ()= N arccos

А1 N ft

2 oN<(t) (14) 65 го соединен с первым входом второго импульсного сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И третьей группы, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходом старших разрядов суммирующего счетчика и выходом третьего формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом младших разрядов суммирующего сче тчик а.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для вычисления злемен15 тарных функций содержит суммирующий счетчик 1, ренерсивные счетчики

2 и 3, группы 4,5 и 6 элементов И, импульсные сумматоры 7 и 8, элементы

9,10 и 11 ИЛИ и формирователи 12,13 и 14 импульсов. г0

Устройство работает следующим образом.

На вход счетчика 1 поступают импульсы входной частоты f0 . К моменту времени в счетчике 1 будет записано число и (t)

Счетчик 1 группы 4 элементов И, формиронатель 12 импульсов и эле- 30 мент 9 ИЛИ представляют собой двоичный умножи тель частоты, средняя частота следования на выходе которого определяется числом N (t), записанным в счетчике 1, и частотой Йо, 35 поступающей на вход счетчика 1

Где N m — козффициен т пересчета счет-. 40 чиков 1-3.

Если первый вход п-ro двухвходового элемента И в двоичном умножителе связан с ныходом и-го разряда одНОГО из счетчикОВ ТО друГОй ВхОд 45 и-го элемента И связан с выходом (k-n) разряда второго счетчика (где

n = 0,1...k).

Импульсы этой частоты поступают на первый вход импульсного сумматора 7, что приводит к появлению на выходе элемента 10 ИЛИ импульсов частоты f . Средняя частота f5 на выходе элемента 10 ИЛИ определяется частотой f<, поступающей на вход счетчика 2, и дополнительным кодом числа N2(t), записанным н счетчике 2

Тогда число N<(t) определяется иэ выражения

"г® = (1, о- о1((1) > где N0 — число, записанное в счетчике 2 перед началом работы устройства.

Знаки + или - определяются работой счетчика 2 соотнетственно в режиме сложения или вычитания.

Решение уравнения (6) дает о о (7)

Счетчики 2 и 3, группа 6 элементов И, формирователь 14 импульсов и элемент 11 ИЛИ образуют дноичный умножитель, средняя частота на выходе которого определяется из выражения у . й:. 2 йЕ (8 (т где f - частота следования импульсов на ныходе счетчика 3;

N --N (t) — дополнительный код чисФ 2 ла N2 (t), записанного в счетчике 2 °

> 0 6 (9) то, учитывая уравнение (8), можно записать

Рассмотрим следующие режимы работы устройства.

1. Счетчик 2 работает в режиме вычитания, счетчик 3 работает в режиме сложения, число, записанное в счетчике 2 перед началом преобразования, равно N

Тогда число И (t), записанное в счетчике .3, будет определяться иэ выражения

Решая это уравнение, получим

N (t) =N arcsin - — °

М о (12)

2. Счетчик 2 работает в режиме вычитания, счетчик 3 работает н режиме вычитания. В этом случае

955041 (15) Результатом решения уравнения (15) будет

N (t) = N arsh †° (16)

f п о

Рассмотрение выражений (7), (12), (14) и (16) показывает, что предложенное устройство пригодно для реалииихии фуихиий a> + х, arceia x, arccos х, arsh x.

По сравнению с прототипом из предлагаемого устройства исключены четыре сумматора-вычитателя, шесть сдвиговых регистров, триггер, блок управления и дешифратор.

Изменение связей и введение дополнительных блоков позволило существенно расширить класс решаемых задач при одновременном упрощении устройства. Функциональное преобразование осуществляется по мере образования число-импульсного кода, т.е. в реальном времени.

Технико-.экономическая эффективсть достигается за счет того, что но амепредлагаемое устройство может за нить несколько устройств, которые предназначены для вычисления отдельных функций, а также за счет уменьшения затрат на его выполнение.

Формула изобретения

4() Источни.си информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 484522, кл. G 06 F 15/20, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

45 Р 478313, кл. G 06 F 15/20, 1973 (прототип) .

3. Счетчик 2 работает в режиме сложения, счетчик 3 работает в в режиме сложения.

Тогда

Устройство для вычисления элементарных функций, содержащее суммирующий счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач путем дополнительного вычисления функции а + х, arccos К и агсзЬХ, в него введены два реверсивных счетчика, три группы элементов

И, три элемента ИЛИ, три формирователя импульсов и два импульсных сумматора, причем вход аргумен та .Ус тройс т5 ва соединен с входами сурующего счетчика и первым входом первого импульсного сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И первой группы, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходом разрядов первого реверсивного счетчика и первого формирователя им15 пульсов, вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика, вход которого соединен с выходом первого импульсного сумматора, выход младших разрядов первого реверсивного счетчика соединен через второй формирователь импульсов с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходом стар25 ших разрядов первого реверсивного счетчика и входами второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго импульсного сумматора, второй вход которого соедиЗО нен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И третьей группы, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходом старших разря35 дов суммиру третьего формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом младших разрядов суммирующего счетчика.

955041

Составитель A. Зорин

Редактор А. Маковская Техред A.A÷ Корректор М. Коста

Заказ б4 37/52 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная 4