Вычислительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06F17/10 

Изобретение огносятся к автоматике и вычиспнгепьной технике и мохсет найт применение при аппаратном вьтиспении функций.. Извастню устройство дпя вычиспений прямых и обратных функций синуса и косинуса, содержащее счетчик аргумента, регистр прираэдений, накаппивающий сумматор, дешифратор, коммутатор кодов, бпок вычисления кода угпа, бпок выдачи информации, три блока сравнения l , Недостатком известного устройства является его ограниченные функциональны возможвости и черезмервая сложность. Наиболее близким по технической сущ кости к предлагаемому является устройство для вычисления функций sb и сЬ X содернсашее генератор импупьсов, ключ, делитель аргумента, счетчик аргумента, делитель участка аппроксимации, счетчик числа участков аппроксимации, два счет- чика, две группы элементов И-ИЛИ, два y нoжитeля, сумматор, сумма тор-вычита те ль, два триггера и два счетчика результата 2. К недостаткам указанного устройства следует отнесги невозможность вычиоления функции Sin х COS х, а re sin X, QPCCOSX , ат-зЬхи Ic-fa t х , а также слож ность устройства. Целью изобретения является расширени класса решаемых задач за счет дополнительного вычисления функции si п х , сое х arcsi п X, arccosx, aVsh х и . Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов счетчик, счетчик аргумента, первый и второй блоки элементов И, neja вые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами счет чика, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ, дополнительно введены первый и второй реверсивные счетчики, третий блок элементов И, схема сравнения, сумматор-вычитатель, перн вый и второй элементы И, третий и четвертый эпементы ИЛИ, причем первый и второй входы четвертого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых подключены соответственн к прямым выходам первого и второго триггеров, выход-генератора импульсов соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, нулевой вход первого триггера подкточен к выходу схемы сравнения, первый вход которой -соединен с первым выходом первого реверсивного счетчика, второй №1ход которого подключен к второму входу второго блока элементов И, вход первого реверсивного счетчика соединен с выходом сумматора- вычита те ля, первый вход которого подключен через первый элемент ИЛИ к выходу первого бло1ка элементов И, второй вход которого соединен с первым выходом второго реверсивного счетчика, вход которого соединен через второй элемент ИЛИ с выходом второго блока элементов И, второй вход сумматора- 1 читателя соединен через третий элемент ИЛИ с выходом третьего блока элементов И, первый вход которого подключен к второму выходу второго реверсивного :счегчика, нулевой вход второго триггера соединен с первым выходом счетчика аргумента, второй выход которого подключен к второму входу схемы сравнения, второй вход третьего блока элементов И соединен с третьим выходом счетчика, вход которого соединен- с выходся«1 четвертого элемента ИЛИ, выход второго элемента И подключен к входу счетчика аргумента, единичные входы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами устройства. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит первый реверси ный счетчик 1, счетчик 2, второй реверсшзнь1й счетчик 3, второй блок 4-элементов И, первый блок элементов И S, третий блок элементов И 6, сумматор-вычитатель 7, счетчик 8 аргумента, схему 9 сравнения, второй триггер 10, первый триггер 11, второй элемент И 12, эпеменг И 13, генератор 14 .импульсов, четвертый элемент ИЛИ 15, первый элемент ИЛИ 16, второй элемент И/1И 17 и третий элемент ИЛИ 18. Устройство позволяет вычислять, функции oircsinx/arceos X, sbxn либо функции sin X , cos X ,5 Ь X . Рассмотрим работу устройства при вычислении функции х , arccos х, rshv и .. Перед началом работы в счетчике 8 аргумента хранится число N , в дополнительном коде, триггеры 10 и 11 находятся в выключенном состоянии. С приходом импульса запуска на уотановочный вход триггера 10 элемент И-12 открывается и импульсы частоты ij, генератора импульсов 14 поступают на вход счетчика 2. Счетчик 2, первый блок элементов И 5 и первый эоемент ИЛИ 16 образуют 1 первый двоичный умножитепь, управляемый кодом N4,( t), записанным в реверсивном счетчике 3, Средняя выходная частота этого умножитепя равна ч ЬЁ, I 5 - 0 где Nm емкость счётчиков 1, 2, 3 и Необходимо отметить, что импульсы на выходах импульсно-потенциальных схем И будут возникать лишь тогда, ког да на управляющем входе определенного эпемента И присутствует сигнал погичео кой 1 а на сигнальном входе этого влемента И присутствует перепад напря ж ния из 6 в 1. ймпупьсаа частоты Ig поступают на первый вход сумматора-вычитателя . 7, выход когоррго связан с входом реверсивного счетчика 1.. Реверсивный счетчи 1 и второй блок элементов И 4 и второ элемент ИЛИ 17 образуют второй двоич умножитепь, cpeatciH выходная часто та которого равна У ЕМ Нп, где i - -частота спвдования импульсов на входе реверсивного счетчика 1; )- число, записанное в счетчике Импульсы частоты i4 поступают, на вход реверсивного счетчика 3, который вместе с третьим блоком элементов И 6 и третьим элементом ИЛИ 18 образуют третий двоичный умножитель, управляемый кодом .Ni t) вь1хрдная частота его равна Поскольку N,(t)fo-t, . (4) где t - текущее время, то с с учетом выражения (2) можно записать Для сумматора-вычитатепя 7 справедливо следующее уравнение: i.fsH 64 де знаки + и - определяют работу умматора-вычитатепя 7 в режиме сложеия или вычитания ооответствекио. С учет, выражений (1) и (5) ураь ение (6) перепишется в следующем виде: ) N Число в ре.версивном счетчике 1 бу- ет изменяться в соответствии с выражеиемM-(i)Nm li bNHtjf.-f (W лfn где Кц - число, записанное в реверсивнсж« счетчике 1 перед началом преобразо+ и - перед интегравания, а знаки пом определяются режимом работы peBai сивного счетчика 1 (суммирование ипи выяитание соответственно). В свою очередь, число в счетчике 3 будет изменяться по следующему закону t . . N. ) где NO - число, записанное в -реверсивном счетчике 3 перед началом преобразования (знаки + и -определяются работой реверсивного счетчика 3 в режимах суммирования или вычитания соответ ственно. Решение уравнения (9) приводит к результату . N,ll), Тогда в реверсивном счетчике 1 в зависимости от различных режимов работы устройства будут воспроизводиться значе ния следующих функций: ioT N, Noarcsin 5102при условии, что реверсивный счетчик 1 работает в режиме суммирования, сумма тор-вь1чигатепь 7 - в режиме сложения; Нц , а в реверсивном счетчике 3 будет воспроизводиться функция ); . ) 0 tn.. NX .поскольку преобразование будет длиться до тех пор, пока счетчик аргумента 8 не переполнится и сигнал с выхода его переполнения установит триггер О в нулевое состояние и тем самым .прекратит подачу импульсов частоты ig на вход счетчика 2. Таким образом NX йп: (13), -iMO° CSin mЕСПИ сумматор-вынитатель 7 работает в режиме сложения, реверсившй j счетчик 1-в ре жиме вычитания, NH Yn и в реверсивном счетчике 3 всх:производигся функция Нзи) .„ ГПi то кошЧный результат преобразования в реверсивном счетчике 1 будет следующий: Н Моа -ссбв-., . Если сукшатор-вычитатепь 7 работае в режиме вычитания, реверсивный счетчик 1 в режиме, суммирования w3(t)M.(iot); , NX ,arch jj : Перед вычиcпieниeм функции Sin х , .Cosx ,5hx, в счетчике аргумента 8 хранится прямой код числа N , на прямых выходах триггеров 1О и 11 находятся нулевые потенциалы. Поступление импульса запуска на уо тановочный вход триггера 11 при. водит к тому, что элемент И13 открывается и импульсы - частоты поступают на вход сгчетчика 2. Преобразования длиться до тех пор, пока значения кодов в счетчиках 1 и 8 не станут рав ными. В 8ТОМ случае схема сравнения 66 ,0 выдаст шпупьо О1к)нчания првобраэо вания, который выключит триггер 11 и тем самым закроет элемент И 13. Исйольвуя уравнения (4), (14), (13 и (15), можио скаэть, что при тех же самых режимах работы устройства полуи чим следующие результаты: NxNoOfCSin Nl N.xrNoarcco -WoOrshNX Ni N Sin7:.NX Kl -Nrncos-NXNrnSh-p Таким образом в счетчике 2 будет хранится результат преобразования. Анализ выражений (10), (13), (14), (15), (19), (20), (21) позволяет сделать вывод -о. том, что в предлагаемом устройстве значительно расширены функцИонаН:ьные возможности 1Ю сравнению с прЬтртипом, который принят в качестве базового црибора. Это стало возможным благодаря введению в устройство двух реверсивных счетчиков, одного блока элементов И, схемы сравнения, сумматора-вычитатепя, двух элементов И, двух элемевтоэ ИЛИ и изменению связей между элементами. - . Технико-экономическая эффективность предпагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет значительно расайфйть класс решаемых задач за счет вычисления дополнительных функций.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генеретор импупьсов, счетчик, счетчик аргумента, первый и второй блоки элементов И, первые вхощл KOTOpbix соедИнень соответственно с . BbiM к BTOpbiM выходами счетчика, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я Тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет .дополнительного вычиспенин фу нкций sih ,cosx,qrc5iiix arccpSN, arshx , в него, дополнительно введены первый и второй реверсивные счетчики, третий биок элементов И, схема ср1авненю1, сумматорвычитатель, первый и второй эпеиенты И, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы четвертого элемента.ИЛИ соединены соответственно с Ёы: ЬдаК{и первого, и втррого элементов И, первые входы которых подключены соответственно к прямым выходам /первого и второго триггеров, выход; генератора импупьсов соединен с Бтора 1мв вхо дами первого и второго эиементов И, иу левой вход первого триггера пошсшочвт к выходу схекаа сравнения, шрвый вход которой соединен с выходом перового реверсивногс счетчика, второй илход которого подключен к второму ВХОД7 второго блока элементов И, вход первого реверсивного счётчика соединен е выходом сумматора-вычитателя, первый вход которого подключен через первый элемент ИЛИ к выходу первого блока элемеетов И, второй вход которого соединен с первым выходом второго, реверсивного счетчика, вход которого соединен через (Л второй элемент ИЛИ с выходом рторого блока элементов И, второй вход сумматора-вычитателя соединен через третий элемент ИЛИ с шлходом третьего блока эпементов И, первый вход «оторого под- -. ключен к второму выходу второтч реве| савного счетчика, нулевой вход второго. триггера соединен с первым выходом счетчика аргумента, второй вы хор.; котчэрого подключен к второму входу схемы сравнения, Второй вход третьего блока эпементов И соединен с третьим выходом счетчика, вход которого соединен с выходом четвертого, элемента ИЛИ, выход второго элемента И подключен к входу счетчика аргумента, единичнью входы первого и второго триггеров соединены роотв тственно с первым и вторым входами устройства.