Устройство для преобразования декартовых координат Советский патент 1986 года по МПК G06F7/548 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и навигации для преобразования при повороте декарто- вой системы координат на плоскости.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет сокращения числа тактов преобразования

На чертеже изображена функциональ ная схема устройства.

Устройство содержит регистр 1 первой координаты 1, регистр 2 второй координаты, регистр 3 старших разрядов угла поворота, регистр 4 младших разрядов угла поворота, первый, второй и третий блоки 5-7 памяти, сумматор 9, вычитатель 9, первый, второй третий и четвертый умножители соответственно 10-13, первый и второй буферные регистры 14 и 15, первьй регистр 16 результата и второ регистр 17 результата, первьй, второй, третий и четвертый мультиплексоры соответственно 18-21, блок 22 синхронизации.

Преобразование декартовых координат

х X coscf + у sincj.

;у X sinif + у coscf, где/, у

(1

значения первой и второй координат до преобразова

ния,

f х ,у

угол поворота системы координат в радианах; новые значения первой и второй координат, выполняется на основе следующих соотношений.

Разложив двоичный код угла поворота cf (Х,, , ,.. .|3„ на (к+2)-старших и (n-k) - младпих разрядов, положим, tfo . .. Эк 0.. .0, лч О, О...0р,... /3„ , A-,q 0,0... ... ...0,.Тогда

COS(f а COSCfp- COSU.Cf -4Ср- slnCf, ,

siny sin(,. cosu,(f+&cficosqi|,, (2)

где погрешность вычисления cos c| и sin cf выходит за пределы разрядной сетки при 1, к п/3.

Устройство работает в два такта следукяцим образом.

Регистр 1 первой координаты содержит значение х , регистр 2 второй координаты - значение у. На регистре 3 старших разрядов угла поворота и регистре 4 с младших разрядов поворо

та хранятся соответственно значения и А Ч .

Первьй блок 5 памяти хр.анит таблицу значений sinCf, второй блок 6 памяти содержит таблицу значений cos 4о а третий блок памяти содержит таблицу значений cosfi.q. Вычитатель 9 из числа, поступающего на первьй вход, вычитает число, поступающее на второй его вход. В начале работы устройства по значению на входах первого и второго блоков 5 и 6 памяти на выходе этих блоков образуются значения sin q и cos%, поступающие на первые входы второго и третьего мультиплексоров 19 и 20, а по значению f старших разрядов ко- да|,,,,. йп на входе третьего блока памяти, т.е. по значению А,ц , на выходе этого блока образуется значение cos a,tf.

В первом такте работы устройства блок 22 синхронизации вьщает на управлякяцие входы блоков сигналы,

подключающие к выходу перв.ого мультиплексора 18 второй его вход, а к выходам второго, третьего и четвертого мультиплексоров 19-21 соответ- ственно первые их входы. Кроме того,

первьй и второй буферные регистры 14 и 15 этими сигналами переводятся в режим записи информации с входов. Поэтому поступившее через четвертьй мультиплексор 21 значения сов 4,ц умножаются в первом и третьем умножителях 10 и 12 на поступающие через второй и третий мультиплексоры 19 и 20 соответственно ; значения sinCf и cos if, с передачей результатов cosu,(f sincf, и cos4,t. coscy на первые входы сумматоров 8 и вычитателя 9. Значение &tf с выхода первого мультиплексора 18 поступает на первые входы второго и четвертого умножителей 11 и 13, на вторые входы которых подаются соответственно через третий и второй мультиплексоры 20 и 19 значения сов tf и sin Cfj с образованием на вторых входах сумматора 8 и вычитателя 9 значений д (f cos(р и д (f, sin (f, . Поэтому на выходах сумматора 8 и вычитателя 9 образуются, согласно (2) значения sin ср и cosq, запоминаемые на первом и втором буферных регистрах 14 и 15.

Во втором такте работы устройства блок 22 синхронизации вьщает на управляющие входы сигналы, подключаюх

щие к выходу первого мультиплексора 18 первый его вход, а к выходам второго, третьего и четвертого мультиплексоров 19-21 - вторые их входы. Поэтому на первые входы первого, второго, третьего и четвертого умножителей 10-13 подаются с выходов регистров первой и второй координаты соответственно значения у, х, у , а на вторые входы этих блоков с первого и второго буферных регистров 14 и 15 - значения sincf, coscf, cos(|, sincf соответственно. Поэтому на первом и втором входах сумматора 8 образуются произведения у. sin if и (f, a на первом и втором входах вычитателя 9 образуются значения у cos If и X sin ,1/ озответственно. В результате на выходах сумматора 8 и вычитателя . 9 образуются в соответствии с (1), значения минаемые на регистрах

Формула изобретения

Устройство для преобразования де- картовых координат, содержащее регистры первой и второй координат, регистры старших и младших разрядов угла поворота, два блока памяти, четыре мультиплексора, четыре умножителя, сумматор, вычитатель, два буферных регистра, первый и второй регистры результата, блок синхронизации, выход регистра первой координаты подключен к первому информационному входу первого мультиплексора, второй информационный вход которого подключен к выходу регистра младших разрядов угла поворота, выход регистра старших разрядов угла поворота подключен к адресным входам первого и второго блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к первьм информационным входам третьего и четвертого мультиплексоров, выходы которых подключены соответственно к входам вторых операндов первого и второго умножителей, выход регистра младших разрядов угла

,

10

206777

поворота подключен к второму информационному входу первого мультиплексора, входы первого и второго операн дов сумматора подключены к выходам первого и третьего умножителей, выход сумматора подключен к информационным входам первого регистра результата и первого буферного регистра, выходы второго и четвертого умножителей подключены соответственно к входам уменьшаемого и вычитаемого вычитателя, выход которого подключен к информационным входам второго буферного регистра и втор.ого

15 регистра результата, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства за счет сокращения числа тактов преобразования, в него дополнительно вве20 ден третий блок памяти, адресный вход которого подключен к выходу регистра младших разрядов угла поворота, а выход - к первому информационному входу второго мультиплексора, второй информационный вход которого подключен к выходу регистра второй координаты выход второго мультиплексора подключен к входам первых операндов первого и второго умножителей, выход третьего мультиплексора подключен к входам вторых операндов первого и четвертого умножителей, выход четвертого мультиплексора подключен к входам вторых операндов второго и третьего умножителей, выходы первого и второго буферных регистров подключены соответственно к вторым информационным входам третьего и четвертого мульти- - плексоров, выходы первого и второго буферных регистров подключены соответственно к вторым информационным 1 входам третьего и четвертого мультиплексоров, выход блока синхронизации подключен к управляющим входам первого , второго , третьего и четвертого мультиплексо - ров и к входам синхронизации первого и второго буферных регистров .

25

30

35

45

I ,Г

Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить время преобразования декартовых координат. Устройство содержит регистры первой и второй координат, регистры старших и младнгих разрядов угла поворота, с первого по третий блоки памяти, сумматор, вычитатель, с первого по четвертый З множители, первый и второй буферные регистры, первый и второй регистры результата, с первого по четвертый мультиплексоры, блок синхронизации. Устройство : преобразует значения первой и второй координат (х, у) в новые значения (х , у ) на основе следукицих соотношений х X у Bin(f , у -X sint/ + у cosCf , где f - угол по ворота системы координат. 1 ил.

Редактор В. Иванова

Составитель Д.Хан-Магомедов

Техред Т.Тулик Корректор А, Обручар

8714/50 Тираж 673Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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