Устройство для преобразованияКООРдиНАТ Советский патент 1981 года по МПК G06F15/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в специализированных цифровых вычислительных устройствах. Известно арифметическое устройств }, содержащее три сдвиговых регист ра, три сумматора-вычитателя и два коммутирующих блока и элемент И, которое реализует алгоритм Волдера для преобразования координат и построения вектора и наряду с этим позволяет вычислять обратную величину г Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет изменять направление поворота систеьы координат на противоположное при переходе от одной прямоугольной систем координат в другую, повернутую относительно первой. Известно также устройство 2, ко торое реализует алгоритм Волдера для преобразования координат и построения вектора и позволяет выполнять коррек цию модуля вектора путем введения дополнительной операции поворота сйс- темы координат на угол Р arcsinjj-i (где . 6467602). Это устройство также не позволяет изменять направ-, ление поворота системы координат на противоположное при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую, повернутую относительно первой. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является арифметическое устройство, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя, два коммутирующих.блока, блок памяти, элемент И,- коммуТа- - тор и блок анализа знака. Преобразование прямоугольных координат в полярные осуществляется в два этапа. На первом этапе реализуется рещение формул х К(х cos9-t- у sin&) /.ч у К(у cose - X sin6 ), где .6467602... - коэффициент, войственный алгоритму Волдера и зависящий от числа итераций. При этом в устройстве выполняется поворот коорди натной системь на такой угол в , при котором у 0. В результате имеем угол Э , равный аргументу вектора, и модуль вектора х К V у kr .увеличенный в К раз. На втором этапе реализуется реиение формул (XCOS4- /5in4 (Voos4-i-XSinV)) при фиксированном значения Если в формуле (2) , , и sinS-jjTj , то имеем скорректирован ный модуль вектора у г. Недостатком устройства является не возможность реверсировать направление поворота системы координат при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей уст ройства для преобразования координат за счет выполнения преобразования координат при повороте координатной сис темы как в положительном, так и в отрицательном направлениях. Поставленная цель достигается тем что в устройство для преобразования координат, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя, два коммутирующих блока, блок памяти элемент И, коммутатор знаков и блок анализа знака, выходы младших разрядо первого, второго и третьего сдвиговых регистров соединены с первым входами соответственно первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей, вы ходы которых соединены со входами старших разрядов соответственно первого, второго и третьего сдвиговых регистров, разрядные выходы первого, и второго сдвиговых регистров соединены с разрядными входами первого и второго коммутирующих блоков соответственно, выходы первого и второго коммутирующих блоков соединены соответственно со вторыми входами второго и первого сумматоров-вычитателей, вт рой вход третьего сумматора-вычитате ля - с первым выходом блока памяти, второй выход которого через элемент И соединен со вторым входом третьего сдвигового регистра, управляю1ций вхо элемента И соединен с первьш управляющим входом устройства, выходы знаковых разрядов второго и третьего сдвиговых регистров соединены соот- ветственно с первым и вторым входами коммутатора, а третий и четвертый ВХОДЫкоммутатора соединены соответственно со вторым и.третьим управляющими входами устройства выход коммутатора соединен с входом блока анализа знака, выход которого соединен с управляющим входом третьего сумматора-вычитателя, дополнительно введен блок инверсии управляющего воздействия, первый вход которого подключен к выходу блока анализа знака, второй вход -к четвертому управляющему входу устройства, а выход - к управляющим входам первого и второго сумматора-вычитателей. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - вариант принципиальной схемы блока инверсии управляющего воздействия. Устройство содержит сдвиговые регистры 1-3, сумматоры-вычитатели 4-6, коммутирующие блоки 7 и 8, блок памяти, 9, элемент И 10, коммутатор 11, блок анализа знака 12, управляющие входы 13-15,блок инверсии управляющего воздействия 16 и четвертый управляющий вход 17. Устройство благодаря введению в его состав блока инверсии управляющего воздействия позволяет выполнять преобразование координат при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую, повернутую относительно первой на угол по формуле x-«(XGbs4-.i7,-Vb4 )/ / к (V OOS4 ,-X si п ), где К,6467602... коэффициент, свойственный алгоритму Волдера и зависяпщй от числа итераций; Ч - коэффициент, принимающий значения -I. +1 в зависимости от заданного направления поворота системы координат. Работа устройства при повороте системы координат по часовой стрелке li I) не отличается от работы прототипа, так как при этом управляющее воздействие CJ. (о; О проходит с выхода блока анализа знака 12 через блок инверсии 16 на управляющие входы сумматоров-вычитателей 4 и 5 без изменения. В случае необходимости изменения направления поворота системы коорди нат на противоположное (т, -1) на четвертый управляющий вход 17 устройства подается признак Реверс, присутствующий на этом входе как и признак операции преобразования координат на входе 15, на протяжении всей операции. При этом блок инверсии управляющего воздействия 16 вырабатывает инверсное значение управляющего воздействия q, которое изменяет режим работы сумматоров-вы читателей 4 и 5 на противоположный по сравнению с предыдущим случаем, когда сигнал Реверс отсутствует, что вызывает изменение направления поворота системы координат. Реверсирование направления поворота системы координат может быть полезным также и при коррекции моду ля вектора, выполняемой путем поворота системы координат на угол arcsinjji . Если на втором этапе преобразования прямоугольных коорди нат в полярные, когда выполняется коррекция модуля, на четвертый управляюпщй вход 17 устройства подать сигнал Реверс, то в регистре 2 бу дет получен дополнительный код модуля вектора, т.е. будет вычислено значение -Ух1+ уЧ что полезно, например, при последукицем использов НИИ величины модуля вектора в преобразователях код-временной интервал: дополнительный код вектора поступает в счетчик, на который поступают такж импульсы счета, временной интервал между импульсом начала счета и импул сом переполнения счетчика пропорционален величине модуля.

Формула изобретения

Устройство для преобразов-ания координат, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя,два 50 коммутирующих блока, блок памяти, элемент И, коммутатор, блок анализа знака, причем выходы младщих рази второго сумматоров - вычипервоготателей

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 568947, кл. G 06 F 15/20, 1977 (прототип) . рядов первого, второго и третьего сдвиговых регистров соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены с входами старших разрядов соответственно первого, второго и третьего сдвиговых регистров, разрядные выходы первого и второго сдвиговых регистров соединены с разрядными входами первого и второго коммутирующих блоков соответственно со вторыми входами второго и первого сумматоров-вычитателей, второй вход третьего сумматора-вычитателя соединен с первым выходом блока памяти, второй выход которого через элемент И соединен со вторым входом третьего сдвигового регистра, а управляющий вход элемента И соедине с первым управляющим входом устройства, выходы знаковых разрядов второго и третьего сдвиговых регистров соединень соответственно с первым и вторым входами коммутатора, а третий и четвертый входы коммутатора соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами устройства, выход Коммутатора соединен с входом бло-. ка анализа знака, выход которого соединен с управляющим входом третьего сумматора-вычитателя, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства за счет выполнения преобразования координат при повороте координатной системы как в положительном, так и в отрицательном направлениях, в него дополнительно введен блок инверсии управляющего воздействия, первый вход которого подключен к выходу блока анализа знака, второй вход - к четвертому управляющему входу устройства, а выход - к управляющим входам