Вычислительное устройство Советский патент 1987 года по МПК G06F7/544 

Изобретение относится к вычисли- тельцой технике и может быть использовано как автономно, так и в соста- 1ве больших ЭВМ в качестве функциональных расширителей арифметических операций.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач путем обеспечения возможности вычисления значений квадратного корня, прямых и обратных тригонометрических функций.

На фиг. I представлена функциональная схема устройства; на фиг 2 функциональная схема блока управления.

Вычислительное устройство содержит тригонометрический преобразователь 1, первый 2 и второй 3 сумматоры, блок 4 деления, группу элементов ИЛИ 5, регистр 6 аргумента, умножитель 7, блок 8 управления, буферный регистр 9, первую 10 и вторую 11 групгы элементов И,

Блок 8 управления образуют шесть элементов ИЛИ 12,1 - 12.6, три триггера 13.1 - 13.3, счетчик 14, четыре элемента И 15.1 - 15.4, элементы 16 и 17 задержки и элемент НЕ 18.

Устройство реализует выражение:

|1-«1

у(. + 5)sin

arccos

1+ 2

22 J

(I)

Устройство работает следуюшрм .образом.

В начальный момент времени на вход задания режима блока 8 подается код единицы, устанавливающий режим вычисления квадратного корня, на входы вторых слагаемых сумматоров 3 и 2 подаются соответственно коды единицы младшего п-го и старшего первого разряда, в тригонометрическом преобразователе осуществляются начальные установки, на вход блока 8 управления и стробиру- кнций вход регистра 6 аргумента поступает сигнал Пуск. По этому сигналу в регистр 6 аргумента производится запись аргумента айв блоке 8 управления происходит отключение входа (тактового) блока 8 управления от аналогичного входа (тактового) тригонометрического преобразователя 1 на время выполнения упе- рации сложения и деления, а также производится переключение триггеров 13,1 и 13.2, управлякяцих работой

тригонометрического преобразователя I, настраивая его на вычисление обратных -тригонометрических функций, С регистра 6 обратный код аргумента а поступает на вход первого слагаемого сумматора 2, а код аргумента а, сдвинутый на один разряд вправо, поступает на вход первого слагаемого сумматора 3, По сигналу

с первого тактирующего выхода блока 8 управления в сумматоре 2 обратный код числа а ррр преобразуется в дополнительный код путем сложения а1д„ с единицей мпадшего

п-го разряда

f -«l /t-l.ep Во втором сумматоре 3 вычисляется выражение:

I + 2 22

В первом сумматоре 2 результат со сдвигом на один разряд вправо,

I -Cll

т.е. ---, подается на вход делимого блока 4 деления, на вход делителя которого подается результат с второго сумматора 3, В блоке 4 деления производится вычисление косинуса угла

h-al -- 2

cpsft:

1. « 2 2

0

5

результат которого через группу элементов ИЖ 5 по команде с второго тактирующего выхода блока 8 управления записывается в буферный регистр 9. К тригонометрическому преобразователю 1 подключается тактовый вход устройства,, В преобразователе 1 производится вычисление величины

об

arccos

/1-е./

.

22

за пятнадцать тактов. С приходом шестнадцатого импульса в блок 8 управлегия выдается сигнал окончания вычислений, в соответствии с которым происходит отключение тактового вхо да от тригонометрического преобразователя на время передачи кода й в буферный регистр 9 через группу элементов И 10 по команде с четвертого

3

тактирующе г о выхода блока 8 управления, а также осуществляется переключение каналов коммутатора в тригонометрическом преобразователе 1 на вычисление прямых тригонометрических функций, При подключении тактового входа в тригонометрическом, преобразователе 1 происходит вычисление величины sinoi за пятнадцать тактов, С приходом шестнадцатого импульса тактовый вход тригонометрического преобразователя 1 отключается и с пятого тактирующего выхода блока 8 управления на вход второй группы элементов И 11 поступает сигнал, по которому на первьш вход -умножителя 7 поступает код sinci, а на

1 а

второй вход - значение - + - с второго сумматора 3, На выходе умножителя 7 формируется результат вычисления квадратного корня по (1), При вычислении тригонометрических функций на вход заданий блока 8 управления подается сигнал нуля и работа тригонометрического преобразователя 1 происходит авто- но мно,

Формула изобретения

1

Вычислительное устройство, содержащее регистр аргумента, первый сумматор, блок деления, умножитель, причем вход аргумента устройства соеди- ней с информационным входом регистра аргумента, выход которого соединен с входом первого слагаемого первого сумматора, выход которого соединен

с входом делимого блока деления, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач путем обеспечения возможности вычисления значений квадратного корня, прямых и обратных тригонометрических функций, в него дополнительно введены второй сумматор, буферный регистр, группа элементов ИЛИ, две группы элементов И, тригонометрический преобразователь и блок управления, причем разрядные выходы регистра аргумента соединены со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядив с входами первого слагаемого второго сумматора, выход которого соединен с входом первого сомножителя умножителя и входом делителя блока деления, выходы частного блока деления соединены с пер-

Ш

837554

выми входами элементов ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с входами аргумента тригонометрической функции устройства, выходы элементов ИЛИ группы соединены с информационными входами буферного регистра, выходы которого соединены с входами аргумента тригонометрического преобразователя, выходы значения обратной функции которого соединены с первыми входами элементов И первой группы и выходом значения обратной функции устройства, выходы элемен- , тов И первой группы соединены с тре- 5 тьими входами элементов ИЛИ группы, выход значения прямой функции тригонометрического преобразователя соединен с одноименш 1м выходом устройства и первыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с входом второго сомножителя умножителя, выход которого соединен с выходом значения квадратного корня устройства, стробирующие входы первого и второго сумматоров, буферного регистра, тригонометрического преобразователя, элементов И первой и второй групп соединены с управляющими выходами блока управления с первого по пятый соответственно, выход задания режима блока управления соединен с одноименным входом тригонометрического преобразо20

25

30

вателя, вход запуска устройства со35 единен с входом разрешения записи регистра аргумента и входом запуска блока управления, тактовый вход устройства, входы задания режима, управления, тригонометрическим пре-

40 образователем, управления записью в буферный регистр устройства соедине ны с одноименны в1 входами блока управления, первый и второй входы коррекции аргумента устройства соеди45 нены с входами вторых слагаемых первого и второго сумматоров, выход признака окончания вычисления тригонометрического преобразователя соединен с одноименным входом блока

50 управления, содержащего счетчик, три триггера, шесть элементов ИЛИ, четыре элемента И, элемент НЕ, два элемента задержки, причем вход за-, пуска блока управления соединен с

2 первыми входами первого и второго элементов И, вход задания режима блока управления соединен с вторым входом первого элемента И, первым входом третьего элемента И и через

элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, вход признака окончания вычисления тригонометрического преобразователя блока соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход первого элемента И соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И непосредственно и через первый элемент задержки - с первым входом четвертого элемента ИЛИ второй вход которого соединен с первым вы- ходом второго элемента задержки, выход третьего элемента И соединен с первыми входами первого и шестого элементов ИЛИ, вторые входы пятого и шестого элементов ИЛИ соединень соответственно с вькодами первого и второго элементов И третий и второ входы шестого, элемента. ИЛИ соединены с входом управления записью в буферный регистр блока управления и первым выходом второго элемента задержки соответственно 5 выходы первого и третьего элементов И,ПИ соединены со входами сброса соответ

ственно первого и второго триггеров, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки второго триггера, вход управления тригонометрическим прео-бразователем блока управления соединен с вторыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ и входом установки первого триггера, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с выходом задания режима блока управления, выходы четвертого и пятого элементов ИЛИ соединены с входами соответственно установки и сброса третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с тактовым входом блока управления, второй выход второго элемента задержки соединен с первым

управляющим выходом блока управления, второй, третий управляющие выходы которого соединены с выходами соответственно шестого элемента ИЛИ и четвертого элемента И, выходы разрядов счетчика соединены с четвертым и пятым управляю - щими входами блока управле НИН.

Такт

Ь|}%

КИ1 КИ

Составитель С, Куликов Редактор Л, n4ejmHCKaH Техред 1,Сердюкова , Корректор Л. Патай

Заказ 7442/47Тираж 670Подписное

ВШИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, MocKBaj 1-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

Изобретение может быть применено автономно в специализированных вычислителях или в составе больших ЭВМ в качестве функциональных расширителей арифметических операций. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за.счет возможности вычислений значений квадратного корня, прямых и обратных тригонометрических функций. Устройство содержит тригонометрический преобразователь 1, регистр аргумента 6, буферный регистр 9, первый сумматор 2, второй сумматор 3, блок деления 4, группу элементов ИЛИ 5, первую группу элементов И 10, вторую группу элементов И 11, умножитель 7, блок управления 8. Вычисление основано на итерационном процессе вычисления обратного косинуса и синуса в блоке 1 и использовании известного соотношения для вычисления квадратного корня, 2 ил. Л