Устройство для вычисления полинома Советский патент 1985 года по МПК G06F7/544 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности вычисления значений полиномов произвольной степени.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства- на фиг. 2одна из возможных реализаций на отражателях тока по инжекционной интегральной технологии.

Устройство содержит многовходовый сумматор 1, вход 2 устройства, группу дополнительных сумматоров 3, группу элементов ИЛИ 4, блок 5 задания коэффициентов и сумматор 6 по модулю К . .

Многовходовьй к -значный сумматор 1 имеет (К-1) входов с определенными для каждого входа весовыми коэффициентами суммирования d , 1 1, 2,...,k-1. Первьй вход сумматора 1 подключен к входу 2. Остальные () входов сумматора 1 соединены с выходами группы 3 из (К-2) дополнительных сумматоров. Сумирующие входы дополнительных сумматоров соединены с выходами группы 4 из (К-2) элементов ИЛИ многозначных дизъюнктороБ. Вычитающие входы дополнительных сумматоров подключены к входам элементов ИЛИ 4 и к выходам блока задания коэффициентов состоящего из () источников опорных сигналов, вырабатывающих постоянные сигналы 1, 2, .... К.-2, равные соответствующим значениям, принятым для цифрового представления К -значных чисел. Вторые входы элементов ИЛИ 4 связаны с входом 2. К выходу сумматора 1 подключен сумматор 6 по модулю К , вырабатывающий сигнал Р значения результата в данном разряде К -значного числа и сигнал V/ переноса в следующий разряд.

Устройство работает следующим образом.

При выдаче со входа 2 сигнала X появляются выходные сигналы у , Р , W с некоторой задержкой, определяемой инед)ционностью функциональных элементов.

На выходах группы 3 дополнительных сумматоров формируется система

базисных функций х от входной переменной х , с помощью которых при определенных весовых коэффициентах Q; на выходе у устройства может быть получена любая степень или произвольный полином от входной переменной х . Базисные функции могут быть представлены в виде

X-(i-li J при X i- 1 .,

Х.

(1)

О при X S- 1 И

выходная величина КЧ

(2)

. v,

. 3

Для возведения входной переменной в степень п , т.е . реализация функции у коэффициенты q- должны иметь значения, определяемые по формулам

а,-с.; (;-0%(. (з)

в частности, для реализации квадратора () из выр-ажения (3) следует, что а; 2 для всех i 2,3,...,

к-1.

Для реализации полиномов от х вначале по вьфажению (2) находятся выражения для всех необходимых степеней величины х , которые подставляются в формулу полинома. Приводя полученное выражение снова к виду (2), находят необходимые величины коэффициентов О;, ,2, ...,К-1. Например, необходимо реализовать

функцию и 7х+5х +4 , при К 4.

Так как из выражений (2) и (3) следует, что

.9vi v.Av(2l

()

Х X,t+6x +12x

то после подстановки данных выражений в исходную формулу можно получить

50 1)13х +

т.е.

а,-13, , .

Предлагаемое устройство при широких функциональных возможностях 3 характеризуется простотой реализаци Для примера на фиг. 2q представле на функциональная схема устройства возведения в квадрат шестиричных чисел (l(6), реализованного по совр менной интегральной инжекционной технологии на отражателях тока (ОТ) ОТ представляет собой многоколлекторный транзистор с источником тока в цепи базы и с обратной связью от одного из коллекторов в цепь базы (фиг. 2 &). Выходной сигнал (ток) каждого из коллекторов равен t-X , о, X г i . Из сопоставления данного выражения с вь ажением (1) для базис Гь1х функций х) можно заключить, что каждьй формирователь базисной функции, состоящий (фиг. 1) из вспомогательного сумматора и элемента ИЛИ может быть реализован на базе одного ОТ, если на его вход вместо величины X подать ее -значную инверсию (К:-1)-х , а вместо опорног 234 . сигнала i - опорный сигнал К - i . На фиг. 2Q ОТ1 формирует в необходимом количестве сигналы, инверсные к величине , ОТ2 восстанавливает сигнал X , а ОТЗ-ОТ6 формируют соответственно базисные функции X Суммирование сигналов xi) осуществляется простым подключением выходов (коллекторов) ОТ к общей выходной шине, вьтолняющей роль сумматора, причем изменением числа подключаемых коллекторов от каждого ОТ можно получать необходимые весовые коэффициенты о; сумматора. Всего для реализации устройства требуется шесть ОТ. Для сравнения, при реализации аналогичного устройства в соответствии со структурой, принятой за прототип, потребовалось бы в два раза больше активных элементов : пять ОТ для реализации многозначных конъюнкторов, пять пороговых инжекционных элементов плюс ОТ-многозначный инвертор.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛИНОМА, содерж-ицее многовходовьм сумматор, сумматор по модулю К (где К - значность логики) и блок задания коэффициентов, причем выход многовходового сумматора соединен с входом сумматора по модулю К , отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности вычисления полиномов произвольных степеней, в него введены ( К-2) дополнительных сумматоров и (К-2) элементов ИЖ, первые входы которых соедине- . ны с входом устройств и первым информационным входом многозначного сумматора, информационные входы со второго по (К-1)-й которого соединены с выходами соответственно с первого по (К-2)-и допш.нительньк сумматоров, первые входы которых соединены с выходами соответствую(Л щих коэффициентов блока задания коэффициентов и вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых соединены,со вторыми входами соответствующих дополнительных сумматоров. Од Is9 Од