УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЧИСЛОВОЙФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТИПАПРИРАЩЕНИЕ-ПРИРАЩЕНИЕ Советский патент 1974 года по МПК G06J3/00 

Изобретение относитоя к области вычислительной техни1ки и может применяться в цифровых Н1нтегри,рующ,их машинах. Известен универсальный числовой функциональный преоб разователь типа вр.иращениеприращение но ооновному авт. он. № 386410. Этот п;рео51ра;зо1ватель не может реализовать произвольные функции, задаяные графически или табличио. Цель изобретения - расширить ф вкциональные возможсгости преобразователя и ускорить его наотройку. Это достигается там, что преобразователь дополнительно содержит запоминающее устройст|во для хранения текущих значений аргументов и наклонов отрабатьлваемых фу1Н1КЦИЙ, вход адреса которого соединен с шиной номера отра|батываемой фуикцн.и, кодовые шины чтения - с входами одноразрядного запоминающего устройства, счетчи1ка приращений аргумента и счетчика приращений наклонов, кодовые шины залиси - с выходами указанных счетчиков и одноразрядного запоминающего устрой|ства, а управляюЩий вход через задержки - со счетным входом счетчика приращений наклонов. На фиг. 1 изображена бло1К-схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2, 3 и 4 показаны кривые, поясняющие его работу. Преобразователь содержит реверси1вный счетчик / приращений аргумента, одноразрядное за-по.минающее устройство 2, линии 3 4 задерж1Ки, счетчик 5 1при|ращений на клснов, линейный преобразователь 6, схему 7 формирования знака приращения функции, линию 8 задержки, Сихему 9 формирования знака приращения наклона и запоминающее устройство 10 для х,ранения текущих аначений аргументов и на кло1нов отрабатываемых функций. В преоб|разо1вателе при1менен метод кусочно-линейной а1н.прок1симации заданных непрерывных вместе со ОБОИМИ .первы-ми производными функционалБных зависимостей. Такая ашпроксимация может быть осуществлена с любой заданной точностью, определяющей количество линейных отрезков. В предлагаемом преобразователе весь диапазон изменения аргумента Х (k - номер аргумента соответствующей функции) разбит на 2«+m единичных приращений АЛ/,. Количество пфиращений в каждом линейном отрезке 2, а количество линейных отрезков 2. Ири достаточно большом п погрешность кусочно-линейной а1пнрО1КСИ1мациИ мала. Помимо кусочно-линейной аппроксимации в преобразав1ателе применена ступенчатая аппроксимация каждого линейного отрезка, обеспечивающая квантование аргументов Х и функций y/i (Х/0 Уй (см. фиг. 2). При этом входная информация - приращения Д Xji представляются в импульсной форме (наличие импульса соответствует наличию приращения, а отсутствие импульса - отсутствию приращения), а выходная информация - приращения функции Д У/; представляются в форме сдпничпых или нулевых потенциалов, соответствуюии Х наличию или отсутствию приращений, функции. Наличие ступеньки у ступенчатой кривой на фиг. 2 трактуется как приращение функции и реализуется единичным потенцпалом на выходе преобразователя, а отсутствие ступеньки трактуется как отсутствие приращения функции и реализуется нулевым потенциалом.

Система шмлульсов, соответствующая приращениям аргумента, и систалм потейциалов, соответствующая приращениям функции, построенные для кривой па фиг. 2, представлены на фиг. 3.

П|реобразо:ватель отрабатывает функции, масщтабирсваяиные так, что наклоиы их по модулю не превышают . Поэтому число возможных наклонов лИней:ных отрезков определяется числом приращений А f/t в лилейной отреэке. Таки-м образом, возможный наклон линеЙ1НОго отрез/к а можно представить в форме а 2, где а ири1ни мает любюе из значений 0,1,2,..,.

Кусоч.но-линейиая аипромсимация, иопользуем1ая в лреобразавателе, несколько необыч«а. В соответствии с этой ашшрокси.мацией наклон линейного отрезка отличается от наклона соседнего на минимально возможную величину , TatK что сосадние отрезки ,не могут ИМеть 0|ДИ1нако1ВЫЙ наклон. Этот способ требует хранения одноразрядных приращений наклонов отрезков вместо многоразрядных наклонов, что резко снижает объем запоминающего устройства.

Преобразователь работает следующим образам.

Значение номера функции к параллельным кодам записывается в регистр адреса запоминающего устройства /О и в старшие разряды регистра адреса одноразрядного запоминающего устройства 2. Импульсом () производится за/пись из запоминающего устройства 10 соответствующих данной функции значений аргумента Xk и наклона. Младщие т разрядов аргумента записывают|ся в счетчик / приращений аргумента, а ютарцгие п разрядов - в младшие разря:ды регистра адреса одноразрядного запоминающего усрройств-а. Значение на1клон:а за1писывается Б счетчик 5. Таки-м обpa3OiM, в счетчике / находится предыдущий номер приращения линейного отрезка, в регистре адреса запоминающего устройства 2 - номер функции и номер отрезка, а в счетчике 5 - величина наклона. Задержанный в линии 3 импульс (АЛ;,) поступает на счетный вход счетчика /, на управляющий вход которого подается также потенциал знака приращения sign А Jft. В счетчике 1 фор.мируется число Х,п-1,Хт-2, ...,Xi,Xu, равное числу импульсов (AXk) или приращений АХ/,, отсчитанных от начала линейного отрезка.

При переполнении счетчика /, т. е. при окончании очередного линейного отрезка, на выходе последнего каскада счетчика / формирует1ся импулыс, который поступает в младЩие разряды реги1СТ)ра адреса 3апо)Микающего устройства 2. Этот и М1п у лье является также ИМнульсо1М чтени-я зано1минающего устройства 2. По сформированному ноьмеру отрез1ка в младших разрядах регистра адреса запоминающего устройст1В а 2 и HOMeipy функции в его старших ра3(ря,даХ считывается знак приращения наклона отрабатываемой функции S

Действительный знак 5/ прир ащения }ia клона формируется с помощью схемы 9, учитывающей знак приращения аргуменга sign А Xk и имеющей структуру, определяемую логической ф;ор1Мулой

Sk - (sign Л A-ft) (sign Д ft)Знак приращения наклона, выработанный схемой 9, поступает на управляющий вхоч счетчика 5, на |0чет1ный вход которого /проходит импульс переполнения со счетчика ), задержанный в линии 4 на время переходных процеюаов -.в запоминающем у1стройстве 2 ч схеме 9. Таким образом в счетчике 5 формируется величина наклона очередного отрезка отрабатываемой в данный момент функЦИИ У,гв отличие от обычных раверсивных счетчико/в счетчик 5 ра1ботает в пря1мом коде. Для этого в счетчике ;поми(мо числовых разряд.ов П|редуаматри1вается знаковый разряд, любое

изменение состояния которого используется для сброса IB нуль всех числовых разрядов счетчи1ка за исключением /младщего. Кроме того, знаки приращений наклонов, хранимые в запоминающем устройстве 2, для отрицательных наклонов берутся обратными. Таким образом, |при последовательном уменьщенин наклонов в счетчике вслед за нулем 0,0...000 фор|Мируется отрицательная единица 1,0...001 в прямом коде. Поскольку, начиная с этого

момента, наклоны становятся отрицательными и кодир01ва1ние знаков приращений накло.йов в заноминающем устройстве меняеггся на обратное, то при дальнейшем зменьшении наклон,ов в счет1чике фиксируют/ся числа 1,0...010,

1,0...Oil, т. е. отрицательные д войка, тройка « т. д. При увеличении наклонов в счетчике, на1при1мер, после отрицательной двойки 1,0...010 фик1сируется от|рицатель(ная единица 1,0...001, а далее нуль 1,0...000 и вслед за нулем

положительная единица 0,0...001.

Таким образом, в счетчике 5 фор мируется в прямом коде величина на1клона отрабатываемого линейного отрезка, т. е. (Модуль наклона а , ... и знак на1клона кзн (в дальнейшем индекс номера опускает1ся).

Знак наклона ссзп и знак приращения аргумента Sign А X используются схемой 7 для формирования знака приращений функции

Sign Л У. CTpyiKiyipa схемы 7 определяется логической формулой, которая имеет вид

sign Д У аз„л (sign Л Х v аз„л (sign Л А )Импульс с выхода линии 4 задержки используется также для запиаи ,в запоминающее устройство 10 вновь образоввиных эна-ченяй аргумента X и на.клона линейного отрезка. Для этого и1М1пульс с выхода линии 4 задержи1вается лииией 8 на время переходных процессов в счетчике 5 и лостудает «а шину записи запоминающего устройства 10, а выхады счет.чи1кав 7 и 5 ооедияены с жодовым.и шинами записи запо.м«нающего устройства 10, по 1которым содержи1мое счетчиков 1 н 5 записывается в запоминающее устройство W.

.Модуль наклона линейного отрез.ка

0,а.-1,..., и ЧИ1СЛО Х,п-2 1 0.

С0держа;щееся в счетчике / приращений аргумента и равное количеству приращений АХ, отсчитанных от начала линейного отрезка, напользуются лреобразователвм 6 для форМиравания единичного или нулевого потенциала, соответствующега наличию или отсутствию приращения АУ IB точке Х, Хт- ... Xi Хд линейного отрезка, имеющего наклон ,...а-,п.

Ф01р мула, описывающая структуру линейного 1преойра|30 вателя, может .быть уста1Новлена в результате следующих раюсуждений. Ч.ИСЛО а-2-™ 0,а-1 ..am-i а-т может быть представлено в виде

а 2- а 1 -0,10... OO-fa-2.0,010... 00+ .... + 0,00... 01,

что соответствует представлению наклона а 2 некоторого линейного отрезка суммой наклонов 0,10...00,...,0,00...01 отрезков, которые можно назвать основными. Основные отрезки и ступенчатые кривые, соответствующие им, показаны на фиг. 4 для случая . В частности, нажлону 0,10...00 соответствует ступенчатая кривая на фиг. 4, а, где во всех точках, в которых число приращений в отррзке ...Xi XQ представляется число.м с . Поэтому функция АУ 1может быть представлена ,Б виде АУ ссЛХо

Наклону 0,010...00 соответствует ступенчатая кривая на фнг. 4,6, где во всех точках, в которых Л ,„ .. . Xi Хд является числом с А , . Поэтому

А Xi

Лг

Аналогично для наклона 0,00... 0...0 можно получить соответствующую логическую 10 функцию

Д У : а S / , Xi--2 А ... л АДо

Исходя из представления любого возможного На клона суммой основных и учитывая, что ступеньки ступенчатых кривых основных отрезков не могут накладываться одна на другую, .можно утверждать, что логическая функция, соответствующая отрезку с произвольным на-клоном а 2 О, «-; а.. .. .а.,„, может быть нредставлена .в форме

,

.:if.x,: Xi .,r....x,,y

. а..„, Л Х„-. 1 А ,,,.-., л... л А л А

30

Предмет и з о б р е т е .н н я

Универсальный числовой функциональный преобразователь типа ториращение-приращение по авт. св. Л 386410, отличающийся тем, что, с целью расщирвния его функциональных возможностей и ускорения настройки, он дополнительно содержит запоминающее устройство для хранения текущих значений ар гументоВ и наклонов отрабатываемых функций, вход адреса которого соединен с щиной номера отрабатьвваемой функции, кодовые шины чтения - с входами одноразрядного запоминающего устройства, счетчика приращений аргумента и ючетчика приращений наклонов, кодовые щины записи - с выхода ми указанных счетчиков и однораз,рядного запоминающего устройства, а управляющий вход через линию задерл ки - со счетны-м входом счетчика приращений наклонов.

Фиг. 2

I М I I И I I { И I И И 1 I i И 1

П П ГиО-О П П П П П

t

а

ff