Устройство для определения аргумента вектора Советский патент 1987 года по МПК G06F7/548 

11

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах определения угловых координат объекта.

Цель изобретения - повьш1ение быстродействия .

На фиг.1 представлена функциональная схема устройстваJ на фиг.2 - функциональная схема блока деления. , / Ус ройство содержит регистры 1 и ;2 койов прямоугольных координат (ре- гистр 1 для хранения кода координаты X,-регистр 2 для хранения кода координаты Y), регистр 3 результата, Ьервьй 4 и второй 5 элементы ИСКЛЮ-, ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 6 памяти, элемент И 7, схему 8 сравнения, коммутатор 9, блок 10 деления, первый элемент ИЛИ-НЕ 1 1,второй элемент И.ПИ-НЕ 12, три элемента ИЛИ 13 - 15, генератор 16 тактовых импульсов.

Блок 10 деления содержит коммутатор 17, параллельно-последовательный регистр 18, блок 19 сравнения, сумматор 20, последовательный регист 21, распределитель 22 импульсов, N инверторов 23, элемент ИЛИ 24, инвертор 25.

Устройство работает следующим образом.

Двоичные коды прямоугольных координат X и Y, записанные соответственно в регистрах 1 и 2, содержат N двоичных разрядов, причем старшие разряды кодов прямоугольных координат являются знаковыми: логическая единица в старшем разряде кодов соответствует знаку минус, логический нуль - знаку плюс.

Три старших разряда кода угла полярных координат вычисляются независимо от остальных младших разрядов.

Старший разряд кода угла полярных координат соответствует старшему разряду координаты Y во всех случаях, за исключением точек, лежащих на оси абсцисс и имеющих отрицательные значения. Поэтому при значении координаты Y, равной нулю, с выхода второго элемента ИЛИ-НЕ 12 на второй вход элемента И 7 поступает логическая единица, а на первый вход - старший разряд кода координаты X, соответствующий значению логической единицы. В результате старший разряд кода уг- .ла полярных координат становится равным логической единице. Третий элемент ИЛИ 15 объединяет выход элемента И 7 со старшим разрядом координа42

ты X. Второй разряд кода угла полярных координат формируется первым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, на выхо ды которого подаются старший разряд

кода координаты X и старший разряд кода угла полярных координат. Исключением являются точки, лежащие на оси координат и имеющие положительные значения. Поэтому при значении

координаты X, равной нулю, на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 11 формируется логическая единица, соответствующая второму разряду кода угла полярных координат. Второй элемент

или 14 объединяет вькод первого элемента ИЛИ-НЕ 11 с вькодом первого элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 4. Третий разряд кода угла полярных координат формируется вторым элементом ИСКГШЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, на входы которого по-) даются второй разряд кода угла полярных координат и сигнал со схемы 8 сравнения, соответствующий логической единице при значении прямоугольных координат . Исключением являются точки, лежащие на диагонали, проходящей через I и III квадранты,, Поэтому при значении прямоугольных координат на третьем выходе блока 8 сравнения формируется третий разряд кода угла полярных координат. Первый элемент ИЛИ 13 объединяет выход- второго элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 5с третьеим выходом схемы В сравнеНИЯ .

Таким образом, три старших разряда кода угла полярных координат определяют ном€;р октанта, в котором находится точка. Коду 000 соответствует первый октант, коду 001 - второй октант и т.д. Вычисление младших разрядов кода угла полярных координат начинается с поступления сиг- нала Запуск, например логического

нуля, на вход управления блока 10 деления и двоичных кодов прямоугольных координат X и Y из регистра 1 и регистра 2 без старших разрядов на схему 8 сравнения. Сигналы управлеНИЯ схемы сравнения поступают на

коммутатор 9. В случае, когда значе-, ние двоичного кода координаты X больше значения двоичного кода координаты Y, коммутатор 9 направляет двоичный код координаты X в делитель, а двоичный код координаты Y - в делимое . В противоположном случае двоичный код координаты X поступает в делимое, а двоичный код координаты Y в делитель блока 10 деления. Частное от деления двоичного кода меньшей координаты на двоичный код большей координаты с выходов блока деления поступает на адресные входы блока 6 памяти, В момент окончания деления с блока 10 деления на вход разрешения выбора блока 6 памяти поступает сигнал, по которому в блоке 6 памяти в зависимости от величины частно- го и третьего разряда кода угла полярных координат производится выбор значения младших разрядов кода угла полярных координат. Значения кода младших и трех старших разрядов угла полярных координат записываются в регистр 3 результата сигналом с выхода признака окончания деления блока 10 деления. Таким образом, в регистр результата записывается код угла полярных координат вида 2, (п - разрядность кода угла полярных координат) . Генератор 16 тактовых импульсов формирует тактовые импульсы, которыми :произБодится деление в блоке ,

/10 деления.

Блок 10 деления работает следующим образом. Коммутатор 17 предназначен для подключения кода меньшей прямоугольной координаты или разнос- ти кодов с выходов сумматора 20 к информационным входам параллельно-последовательного регистра 18.

Параллельно-последовательный регистр 18 производит параллельную запись кода с выхода коммутатора по входам D - DN, (по входу D 1 записывается логический нуль) -или последовательный сдвиг ранее записанного кода. Таким образом, производится умножение кода на два.

Блок 19 сравнения сравнивает код, поступаюпрй с выходов параллельно- последовательного регистра 18, с кодом большей прямоугольной координаты

Сумматор 20 и элементы 23, образуя вычитатель, вырабатывают разност

между кодом с выхода параллельно-последовательного регистра 18 и кодом большей прямоугольной координаты.

Распределитель 22 импульсов управляет работой блока, по сигналу Запуск начинается деление, а по сигналу Признак окончания деления с (N+1)-ro выхода заканчивается.

Элемент ИЛИ 24 объединяет сигналы с первого выхрда распределителя 22 импульсов и с выхода инвентора25

Инвентор 25, подключенный к выходу блока 19 сравнения, формирует сигнал AS В.

J последовательный регистр 21 тактовыми импульсами производится запис кода частного от деления прямоугольных координат.

По сравнению с известным в предлагаемом устройстве быстродействие увеличивается за счет исключения счетчика, второго блока сравнения, универсального регистра и сумматора, а также изменения схемы выбора значений из блока памяти.. Пошаговый выбор значений arctgX из блока памяти, используемый в известном устройстве, заменен на параллельную запись младших разрядов koдa угла полярных координат непосредственно с выходов блока-памяти в регистр результата.

Блок 6 памяти программируется значениями младших разрядов, начиная с четвертого, кода угла полярных координат. Если точка, для которой определяется угол полярных координат, расположена в нечетном октанте, код младших, разрядов, хранящихся в блоке 6 памяти, соответствует arctg. Если точка расположена в ЧЁТНОМ октанте, код младших разрядов имеет вид 45 - arctg/3, где /3 - угол, образованный осью большей прямоугольной координаты и направлением на точку в пределах октанта.

Таким образом, быстродействие увеличивается в раз, где п - разрядность кода угла полярных координат.

В опытном образце изделия в качестве блока памяти используются микросхемы типа 541РТ1. При принятой разрядности кода угла полярных координат, равной восьми, используются две микросхемы, быстродействие увеличивается в 32 раза.

Формула изобретения

Устройство для определения аргумента вектора, содержащее два регистра координат, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента ИЛИ-НЕ, три элемента ИЛИ, элемент И, коммутатор, блок деления, схему сравнения блок памяти, регистр результата, генератор тактовых импульсов, причем выход знакового разряда первого регистра координат соединен с первыми входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

51

ИЛИ и элемента И, выход знакового разряда второго регистра .координат соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выходы информационных разрядов первого и второго регистров координат соединены соответственно с первыми и вторыми информационными входами коммутатора, схемы сравнения и с соответствующими входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, выход Больше схемы сравнения соединен с первыми управляющими входами коммутатора, выход Меньше схемы сравнения соединен с вторьм управляющим входом коммутатора и первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй выходы коммутатора соединены с входами делимого и делителя блока деления, выход Равно схемы сравнения соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с первым входом третьего и вторым входом второго элементов ИЛИ соответственно, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с вторыми входами третьего элемента ИЛИ и элемента И соответственно, выход элемента И соеди46

нен с вторым входом первого элемента ИЖ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮ ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход третьего элемента

ИЖ соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы второго, третьего и первого элементов ИЛИ соединены с информационными входами трех старших разрядов регистра результата, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым адресным входом блока памяти, вход разрешения

выборки которого и тактовый вход регистра результата соединены с выходом признака окончания деления блока деления, выход которого соединен с BTOpbiM адресным входом блока памяти,

выходы которого соединены с информационными входами младших разрядов регистра результата, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом блока деления, вход запуска устройства соединен с одноименным входом блока деления, выход регистра результата является выходом аргумента устройства.

Г

Признак окончания деления

Фи&.г

Редактор О.Бугир

Составитель З.Шершнева Техред МоХоданич

Заказ 2513./43Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Корректор И.Муска

Изобретение относится к вычислительной технике и может быТь использовано в устройствах определения угловых координат объекта. Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства достигается за счет исключения счетчика, второго блока сравнения, регистра, сумматора, а также изменения схемы выбора значений из блока памяти. Устройство для определения аргумента вектора содержит регистр 1 для хранения кода координаты X, регистр 2 для хранения кода координаты Y, регистр результата 3, первый элемент ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 4, второй элемент ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 5, блок 6 памяти, элемент И 7, схему 8 сравнения, коммутатор 9, блок 10 деления, первый элемент ИЛИ-НЕ 11, второй элемент ИЛИ-НЕ 12, первый, второй и третий элементы ИЛИ 13,14,15, генератор 16 тактовых импульсов. В устройстве быстродействие увеличено за счет исключения счетчика, второго блока сравнения, универсального регистра и сумматора, а также изменения схемы выбора значений из блока памяти. Пошаговый выбор значений arctgX из блока памяти, используемый в прототипе, заменен на параллельную запись младших разрядов кода угла . полярных координат непосредственно с выходов блока памяти в регистр результата. 2 ил. i СЛ - Ы ( ипМнегв устроистНа