Вычислительное устройство

 

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО , содержащее генеретор импупьсов, счетчик, счетчик аргумента, первый и второй блоки элементов И, первые вхощл KOTOpbix соедИнень соответственно с . BbiM к BTOpbiM выходами счетчика, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я Тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет .дополнительного вычиспенин фу нкций sih ,cosx,qrc5iiix arccpSN, arshx , в него, дополнительно введены первый и второй реверсивные счетчики, третий биок элементов И, схема ср1авненю1, сумматорвычитатель , первый и второй эпеиенты И, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы четвертого элемента.ИЛИ соединены соответственно с Ёы: ЬдаК{и первого, и втррого элементов И, первые входы которых подключены соответственно к прямым выходам /первого и второго триггеров, выход; генератора импупьсов соединен с Бтора 1мв вхо дами первого и второго эиементов И, иу левой вход первого триггера пошсшочвт к выходу схекаа сравнения, шрвый вход которой соединен с выходом перового реверсивногс счетчика, второй илход которого подключен к второму ВХОД7 второго блока элементов И, вход первого реверсивного счётчика соединен е выходом сумматора-вычитателя, первый вход которого подключен через первый элемент ИЛИ к выходу первого блока элемеетов И, второй вход которого соединен с первым выходом второго, реверсивного счетчика, вход которого соединен через (Л второй элемент ИЛИ с выходом рторого блока элементов И, второй вход сумматора-вычитателя соединен через третий элемент ИЛИ с шлходом третьего блока эпементов И, первый вход «оторого под- -. ключен к второму выходу второтч реве| савного счетчика, нулевой вход второго. триггера соединен с первым выходом счетчика аргумента, второй вы хор.; котчэрого подключен к второму входу схемы сравнения, Второй вход третьего блока эпементов И соединен с третьим выходом счетчика, вход которого соединен с выходом четвертого, элемента ИЛИ, выход второго элемента И подключен к входу счетчика аргумента, единичнью входы первого и второго триггеров соединены роотв тственно с первым и вторым входами устройства.

.СОЮЗ СОВГОНИХ социАлис гичиних

РЕСПУбЛИН

5(5I) 06 F 15/31 и 1« е

h)

1 ( е, .. t«1

Н АВТОРФКЦМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е соответственно к прямым выходам первого и второго триггеров, выход генера тора импульсов соединен с вторыми вхо дами первого и второго элементов И, ну левой вход первого триггера подключен к выходу схемы сравнения, первый вход которой соединен с первым выходом первого реверсивногс счетчика, второй. вы ход которого подключен к второму. входу второго блока элементов И, вход первого реверсивного счетчика соединен с выходом сумматора вычитателя, первый вход. которого подключен через первый элемент

ИЛИ к выходу первого блока элементов

-И, второй вход которого соединен с.первым выходом второго, реверсивного .счетчика, вход которого соединен через второй элемент ИЛИ с выходом второго .блока элементов И, второй вход сумматора-вычитателя соединен через третий элемент. ИЛИ с выходом третьего блока элементов И, первый вход которого под-; ключен к второму выходу второго реверсивного счетчика, нулевой вход второго, триггера соединен с первым выходом счетчика аргумента, второй выход zoTopo

r.о подкшочен к второму входу схемы сравнения, второй вход третьего блока элементов И соединен с третьим выходом .. счетчика, вход которого соединен с вы ходом четвертого, элемента ИЛИ, выход. второго элемента И подключен к входу счетчйка аргумента, единичные входы пер вого. и второго тригтеров.соединены соот° ветственно с первым и вторым входами устройства.

Ю%

° ее

Фе

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ H0MHTÅÒ СССР, ПО ДЯЛЛМ ИЗОВРЕТЕНИй И ОТИЩДИй (2l.) 3313682/18-24 (22) 03.07.81 (4G) 07.06.83. Бюл.: М 21 (72) Т. Г. Галамай, В. Б. Дудыкевич и Л.B.Ìoðoç .. (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.-Ленинского комсомола (53), 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ж 616633, кл. Q 06 F 7/548, 1976.

2..Авторское свидетельство СССР

l4 679991, кл. g 06 F 7/548, 1978 . (црототип) .

{54)(57) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее генератор импульсов, счетчик, счетчик аргументе, первый и второй блоки элементов И, первые входы которых соединены соответственно с. пер-.. вым и вторым выходами счетчика, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ, о. т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения клааса решаемых задач за счет . дололнител ного вычисления функций Sin м, соьх,агс&ех, аоссонн, arsh«н «нееii, е него . дополнительно введены первый и второй ревеуснвные .счетчики, третий блок. элементов И, схема сравнения, сумматорвычнтатель, первый и второй элементы

И, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы четвертого элемента.. ИЛИ соединены соответственно с выходами первого и второго элементов

И, первые входы которых подключены

SU„„1022166

1О22166

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение при аппаратном вычислении функций.

Известно устройство для вычислений прямых и обратных функций синуса и косинуса, содержащее счетчик аргумента, регистр приращений, накапливающий сумматор, дешифратор, коммутатор кодов, блок вычисления кода угла, блок выдачи информации, три блока сравнения (1).

Недостатком известного устройства является его ограниченные функциональные возможности и черезмерная сложность.

Наиболее близким по технической сущ- 15 ности к предлагаемому является устройстВО для Вычисления функций 5 н и Cll X содержащее генератор ймпупьсов, ключ, делитель аргумента, счетчик аргумента, делитель участка аппроксимации, счетчик числа участков аппроксимации, два счетчика, две г}щппы элементов И-ИЛИ, два умножителя, сумматор, сумматор-вычитатель, два триггера и два счетчика. результата (2) .

К недостаткам укаэанного устройства следует отнести невозможность вычиоления функции sjnx, CoSx,arcsin х, al coos x, аттики к Гатт и*, е также спо>хнос ь устройства. 30

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач эа счет дополниТЕЛЬНОГО ВЫЧИСЛЕНИЯ фуНКцИИ 5 Н X sCO5Х, ar csin x, a recon x, arsh x и к-Го*тки .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, счетчик, счетчик аргумента, первый и второй блоки элементов И, пер« вые входы которых .соединены соответст- 40 венно с первым и вторым выходами счетчика, первый и второй триггеры, первый и второй элементы ИЛИ, дополнительно введены первый и второй реверсивные счетчики, третий блок элементов И, схе- 45 ма сравнения, сумматор-вычитатель, пер вый и второй элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы четвертого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами

50 первого и второго элементов И, первые входы которых подкнючены соответственно к прямым выходам первого и второго триггеров, выход-генератора импульсов соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, нулевой вход пер55 вого триггера подключен к выходу схемы сравнения, первый вход которой соединен с первым выходом первого реверсивного счетчика, второй выход которого подключен к второму входу второго блока ,элементов И, вход первого реверсивного счетчика соединен с выходом сумматоре.» вычитатеня, первый вход которого подключен через первый элемент ИЛИ к выходу первого блока элементов И, второй .Вход которого соединен с первым выходом второго реверсивного счетчика, вход которого соединен через второй элемент

ИЛИ с Выходом второго блоха элементов

И, второй вход сумматора-вычитатеня соединен через третий элемент ИЛИ с выходом третьего блоха элементов И, перВый вход которого подключен к второму выходу второго реверсивного счетчика, нулевой вход второго триггера соединен с первым выходом счетчика аргумента, второй выход которого подключен к второму входу схемы сравнения, второй вход третьего блока энементов И соединен с третьим выходом счетчика, вход которого соединен с выходом четвертого элемента

ИЛИ, выход второго элемента И подкнк чен к входу счетчика аргумента, единичные входы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый реверсив ный счетчик 1, счетчик 2, второй реверсивный счетчик 3, второй блок 4.энементов И, первый бнок элементов И 5, третий блок элементов И 6, сумматор-вынитатель 7, счетчик 8 аргумента, схему

9 сравнения, второй триггер 10, первый триггер 11, второй энемент И 12, пер.вый элемент И 13, генератор 14 .Импульсов, четвертый элемент ИЛИ 15, перВый элемент ИЛИ 16, второй элемент

ИЛИ 17 и тре ий. элемент ИЛИ 18.

Устройство позволяет Вычислять. функиии arcsin x, arccos x, shx и к4а к хе либо функции 51А х, с05 х, 5 11 х

Рассмотрим работу устройства при

Вычислении ф HKIlHH orc5<0 Х, 0 ссО5 х, at 5йХ и.k a .+ x .

Перед началом работы в счетчике 8 аргумента хранится число N х в дополнительном коде, триггеры 10 и 11 находятся в выключенном состоянии.

С приходом импульса запуска на уотановочный вход 1 триггера 10 элемент И.12 открывается и импульсы час- тоты 1в генератора импульсов 14 пс ступают на вход счетчика 2.

Счетчик 2, первый блок энементов

И 6 и первый эаемент ИЛИ 16 обраэуюг з 1022 первый двоичный умножитесь, управпяемый кодом N n, (t), записанным в реверсивном счетчике 3. Средняя выходная частота этого умножитепя равна и (t)

5 0

5 0) где Кп - емкость счетчиков 1, 2, 3 и 8 °

Необходимо отметить, что импупьсы .. на выходах импупьсно-потенпиапьных схем И будут возникать пишь тогда, когда на управляющем входе определенного эпемента И присутствует сигнап погичес.кой 1, а на сигнальном входе этого элемента И присутствует перепад напра;жеиия из. О в 1 .

Импульсы частоты f g поступают на первый вход сумматоравычитателя . 7, выход которого связан с входом реверсивного счетчика 1.. Ревероивный счетчик

1 и второй бпок элементов И 4 и второй элемент ИЛИ 17 образуют второй двоич, ный умножитепь, средняя выходная частота которого равна

В свою очередь, число в счетчике 3 будет изменяться по спедуюшему закону

И,(Uf,t

30 где N0 - чиспо, записанное в .реверсивном -счетчике 3 перед началом преобра35 зования (знаки + и - опредепяются работой реверсивного счетчика 3 в режи» мах суммирования или вычитании соотве ственно.

Решение уравнения (9) приводи к реэупьтату Досконьку

)40

М ®=—

Му (10) (4) 50

1о "х й,-йоатсь п

1 5 6 ((2) 4

rae g< - -частота следования импульсов на входе реверсивного счетчика 1.;

Й2ф- чиопо, записанное в счетчике 2.

Импупьсы частоты 14 поступают на вход реверсивного счетчика 3, который вместе с третьим. бпоком эпементов И 6 и третьим эпементом MEIN 1 8 образуют третий двоичный умножитепь, управпяемый кодом.й2(т.) средняя выходная частота его.равна где t -. текущее время, то с с учетом выражения (2) можно записать (ot) ь 1NQ

Дпя сумматора-вычитатепя 7 справедпиво следующее уравнение:

166 где знаки "+" и - опредепяют работу сумматора-вычитатепя 7 в режиме спожения ипи вычитания соответственно.

С учетом выражений (1) и (5) ураь ненне (6) перепишется в спедующем виде:

Чиспо в реверсивном счетчике 1 будет изменяться в соответствии с выражением

Мъ(Ц NN

М„(<)=Nи+ ... ), (8) rae М q - число, записанное в реверсивном счетчике 1 перед начапом преобразования, а знаки + и - перед интеграпом определяются режимом работы pesap;сивного счетчика 1 (суммирование ипи вычитание соответственно) .

Тогда в реверсивном счетчике 1 в зависимости от разпичных режимов работы устройства будут воспроизводиться значе ния спедующих функпий:

5 . 10221 88 е при условии, что реверсивный счетчик 1,9 выдаст импульс окончания преобразО- работает в режиме суммирования, сумма вания, который выключит триггер 11 и

1 тор-вычитатепь 7 - в режиме спожения; тем самым закроет эпемент И 13.

Nq 0, а в реверсивном счетчике 3 будет i Испопьвуя .уравнения (4), (14), (13) воспроизводиться функция, К5(Ц; * . 5 .и (15)., можно скаэть, что при тех же о самых режимах работы устройства попу

Й „д (1 o ) Очевидно что ОТХ чим спедующие резупьтаты -

Al

Мх, поскольку преобразование будет " М2 длиться цо тех пор, пока счетчик аргу и -N arcsin„ х (МЬ) мента 8 не перепблнится и сигнап с вы- Ф хода его переполнения установит триггер

"LO в нулевое состояние и тем самым прекратит подачу импульсов частоты 10 (т) на вход счетчика 2. Таким образом

N2

Их =htîîãññ0%М

15 пх

N3"-NpCXÈ С910

"2

М х = )0 с г5Ь

Если сумматор-вычитатепь 7 работает .в режиме спожения, реверсивный . ипи. счетчик 1-врежимевычитания, Мн = N и в реверсивном счетчике 3 воспроизвоцйтся функция g (g) й„„(.f ц, то конечный результат преобразования в реверсивном счетчике 1 будет следующий

Nx 2-" 1п

0 (19) Nx й. =М,,пcoe „

Нх

8<=40»0 0 „„

Д (14) Где

gN

М0= „

Если сумматор-вычитатепь 7 работает в режиме вычитания, реверсивный счетчик 1 — в режиме. суммирования

Таким образом в счетчике 2 будет хранится результат преобразования, 0

N)(4) =—

40 (15) Технико-экономическая. эффективность предпагаемого . устройства заключается в том, что оно позВопяет значительно расширйть. класс решаемых задач за счет вычиспе ния допопните льны х функций. х то И =М 0 ГСИ

Перед вычиспением функции Ып х,,Со& х, Sh Х, в счетчике аргумента 8 хра-, нится прямой код чиспа М, на прямых 45 выходах триггеров 10 и 11 находятся нулевые цотенциапы.

Поступпение импупьса запуска на уо тановочный вход 1 триггера 11 при,воцит к тому, что элемент И13 откры50 вается и импульсы =,частоты поступают на вход счетчика 2. Преобразования бу дут цпиться до тех пор, пока значения . коцов в счетчиках 1 и 8 не станут рав» ными. В этом спучае схема сравнения

Анапиэ выражений.(10), (13), (14),,(15), (19), (20), (21) позвопяет сдепать вывод о, том, что в предпагаемом устройстве значительно расширены функционапьные воэможности по сравнению с прЬтотипом, который принят в качестве базового прибора. Это стало возможным бпагодаря введению в устройство двух реверсивных счетчиков, оцного бпо= ка эпементов И, схемы сравнения, сумматора-вычитатеая, цвух эпементов И,. двух эпементов ИЛИ и изменению связей между эпементами.

Составитель А. Шулапов

Редактор Н. Безродная Техред М.Коштура Корректор К). Макаренко

Заказ 4046/42 " Тираж 706 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откраатий3.13035, Москва, Ж»35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4