Квадратор Советский патент 1988 года по МПК G06F7/552 

о

ел

о ел

со

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении функциональных преобразователей, специали- зированнь х вычислителей, информационно-измерительных систем, устройств для обработки сигналов.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.

На фиг.1 представлена структурная схема квадратора; на фиг.2-эпюры, поясняющие принцип работы.

Квадратор содержит регистр 1 аргумента, первый 2 и второй 3 сумматоры блок 4 памяти, п коммутаторов 5.1- 5.П, группу 6 элементов НЕ. В качестве регистра могут быть использованы например, интегральные микросхемы К589ИР12, К555ИР22, К531ИР22 и др., в качестве сумматоров - К555ИМ65 К531ИПЗ, в качестве блока памяти - 556РТ4, 556РТ5 и др., в качестве коммутаторов - К531ЛП5, в качестве элемента НЕ - К531ЛН1.

Работа квадратора основана на принципе внутренней аппроксимации исходной функции Y X, XsLO,l) с организацией многоразовой параллельной коррекции разности между исходной и ее линейным приближением хордами. На фиг.2а показана исходная функция Y Х и аппроксимирующая ее функция Cf X. Разность между функциями cf и Y - функция коррекции ЛУ (f- Y (фиг.26) также является квадратичной функцией, к тому же симметричной относительно оси, проведенной через точку . Это означает, что йУ может быть аналогично У аппроксимирована хордами - функция ц (фиг,26). В свою очередь, разность /1У 2 т V также выступает в роли корректирующей функции и может быть аппроксимирована хордами - функция у(фиг.2в).

После т-го шага коррекции (фиг.2г получают корректирующую функцию 5 ,

тогда итоговое уравнение преобразования следует записать

hi

У (1:.-ь-). 1

Значения корректирующей функции хранятся в блоке 4 памяти и служат для получения точного результата преобразования. Анализ показывает, что Е - периодическая функция, симметричная на периоде относительно периода и

2 )

(2)

Это означает, что при разрядности входного кода X, равной N, объем блока памяти Q для хранения значений определяется выражением

(n,1).. (3)

Из анализа (3) следует, что количество шагов коррекции хордами необходимо выбирать на основании неравенства

m.f- 1.

(4)

Как следует из эпюр (фиг.2), функция коррекции Ц),- является в общем случае функцией периодической с периодом

2

Т j - , что означает: функция i. может быть воспроизведена на первом периоде, а на следующих использована за счет смещения по оси X. Кроме этого, так как является симметричной функцией на периоде Т-, то ее достаточно задать на интервале О, у):

V. , ЛХ е о, ).

(5)

Для определения значений V, на инг 1 2

тервале yj , уг-) можно воспользоваться выражением (5), заменив 4X на

dX до у, ввиду симЦ

(6)

Из выражений (5) и. (6) следует, что при определении необходимо выполнять операцию умножения части аргумента на коэффициент 2 , где / - целое число. Это означает, что операция умножения может быть выполне.на путем пространственного сдвига разрядов аргумента вправо или влево в зависимости от знака of.

Таким образом, работа коммутаторов 5.1-5,п заключается в том, что в зависимости от участка аппроксимации они пропускают значения части X без изменения или инвертируют, кроме

того, на входах коммутаторов осуществляется пространственный сдвиг разрядов кода X, т.е. выполняется операция умножения. Управление коммутаторами осуществляется старшими разрядами X. Количество коммутаторов п определяется через число шагов коррекции га как т+1, так как необходим еще один коммутатор для управления блоком 4 памяти, в котором хранятся значения функции , поэто- N

му

п -г- - 2, если точность квадрана выходе первого сумматора 2 образуется значение Y Х согласно уравнению преобразования (1).

Формула изобре тения Квадратор, содержащий регистр аргумента, вход которого соединен с информационным входом квадратора, пер- вый сумматор, выходы которого являются выходами квадратора, второй сумматор, блок памяти, п коммутаторов

N (где п у - 2; N - разрядность аргу

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при построении специализированных вычислительных систем, функциональных преобразователей, информационно-измерительных систем и устройств для обработки сигналов. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат. В данном квадратичном преобразователе сокращение аппаратурных затрат достигается за счет использования линейного приближения исходной функции с последующей многоразовой коррекцией разности между исходной функцией и ее приближением путем аппроксимации корректирующих функций хордами. В состав квадратичного преобразователя входят регистр 1, первый 2 и второй 3 сумматоры, блок памяти 4, -п коммутаторов 5.1-5.П, группа элементов НЕ 6 с соответствующими связями. 2 -ил. Q в (Л

тичного преобразования j i , Таким образом, на выходе второго сумматора 3 образуется значение суммы корректирующих функций

всех

m

15 мента), управляющие входы которых подключены к выходам старших разрядов регистра аргумента, остальные разряды которого подключены к информационным входам п коммутаторов, вы.()j которое должно быть выч- 20 ОД ri-го коммутатора соединен с ад- ре сньм входом блока памяти, выходы которого подключены к п-й группе входов второго сумматора, отличающий С я тем, что, с целью со25 кращения аппаратурных затрат, первая группа входов первого сумматора подключена к выходам регистра аргуменk1

тено из у X согласно (1).

Выполнение операции вычитания организуется путем инвертирования зна- чения на выходе второго сумматора 3 с помощью группы 6 элементов НЕ и суммирования проинвертированного значения суммы корректирующих функций с значением X в первом сумматоре 2, при этом вход переноса сумматора 2 должен быть подключен к входу логической 1 . Это означает, что X сум(п-1)-ю второго сумматора подключены 30 к выходам коммутаторов с первого по (п-1)-й, причем выходы второго сумматора через элементы НЕ группы сое- мируется с 2- у., + в дополнительном динены с второй группой входов первого сумматора, вход переноса которого подключен к входу логической единицы

коде, что эквивалентно операции вычиPI

ZJb у. + из X, Следовательно, квадратора

о

% V2 %

2/ т

д у21т-1)

Фиг.2

Составитель А.Литвин Редактор В.Петраш Техред М.Дидык Корректор Г.Решетник

Заказ 3106/53 Тираж 704Подписное

ВПИ-ШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5