Вычислительное устройство

 

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее две матрицы вычислительных ячеек и две группы элементов НЕ, причем в первой матрице вычислительных ячеек, содержащей п строк и п столбцов (п - разрядность исходных операндов), первый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с первым выходом предыдущей вычислительной ячейки той же строки, первые-входы вычислительных ячеек первого столбца соединены соответственно с входами первой группы первой матрицы вычислительных ячеек , вторые входы вычислительных ячеек первого столбца соединены соответственно с выходами элементов НЕ первой группы, входы которых соединены соответственно с входами первой груп пы первой матрицы вычислительных ячеек, второй вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соеди нен с вторым выходом предыдущей вычислительной ячейки той же строки, третий вход каждой вычислительной ячейки, начиная сЬ-й, каждой строки (jt- номер данной строки) соединен с третьим выходом вычислительной ячейки , отстоящей от данной на (k-l) столбцов в сторону уменьшения их нумерации , предыдущей строки, третьи Входы вычислительных ячеек с второй по ()-ю каждой строки соединены с третьим выходом первой вычислительНой ячейки предыдущей строки, третьи входы вычислительных ячеек первой строки соединены соответственно с входами второй группы первой матрицы вы .числительных ячеек ,.четвертый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с четвертым выходом соответствующей вычислительной ячейки предыдущей строки, четвертые входы вычислительных ячеек первой строки соединены соответственно с входами третьей группы первой -матрицы вычислительных ячеек, пятый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с пятым выходом последующей вычислительной ячейки той же строки, пятые входы вычислительных ячеек последнего столбца соеди-, &0 нены с первыми выходами тех же ю вь1 числи тельных ячеек соответственно , шестой вход каждой вычислиО1 тельной ячейки каждой строки соеди4;; нен с шестым выходом последующей вычислительной ячейки той же строки, ; шест, входы вычислительных ячеек последнего столбца соединены с вто- . рыми выходами тех че вычислительных ячеек соответственно, седьмой вход каждой вычислительной ячейки, начиная с1,-й, каждой строки соединен с четвертым выходом вычислительной ячейки i отстоящей от данной на (l.-), столбцов в сторону уменьшения их нумерации , предыдущей строки, седьмые

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1032454

Зад I 06 F 7/548

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ иоГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП-П ЫТИй (21) 3302495/18-24

-(22) 27.04,81 (46) 30.07.83. Бюл. 28 (72) Л.А.Иумилов, Л .И.Суейдан, К,Г,Иваненко,и С.Ф.Лучин .(71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В,И.Ульянова (Ленина) (P) 681. 3(088. 8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 809174, кл. 0 06 F 7/38, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р"913826,кл.С 06 Е 7/38,1980 (прототип). (54)(57) ВИЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее две матрицы вычислительных ячеек и две группы элементов НЕ, причем в первой матрице вычислительных ячеек, содержаще" п строк и и столбцов (и - разрядность исходных операндов), первый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с первым выходом предыдущей вычислительной ячейки той же строки, первые-входы вычислительных . ячеек первого столбца соединены со" ответственно с входами первой группы первой матрицы вычислительных ячеек, вторые входы вычислительных ячеек первого столбца соединены соответственно с выходами элементов HE первой группы, входы которых соединены соответственно с входами первой группы первой матрицы вычислительных ячеек, второй вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с вторым выходом предыдущей вычислительной ячейки той же строки, третий вход каждой вычислительной ,ячейки, начиная с 1 -й, каждой строки (g - номер данной строки) соединен с третьим выходом вычислительной яче ки, отстоящей от данной на (k-1) столбцов в сторону уменьшения их нумерации, предыдущей строки, третьи входы вычислительных ячеек с второй по (к-1) -ю каждой строки соединены с третьим выходом первой вычислитель ной ячейки предыдущей строки, третьи входы вычислительных ячеек первой строки соединены соответственно с вх дами второй группы первой матрицы вы числительных ячеек,.четвертый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с четвертым выходом соответствующей вычислительной ячейки предыдущей строки, четвертые входы вычислительных ячеек первой строки соединены соответственно с входами третьей группы первой матрицы вычислительных ячеек, пятый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с пятым выходом последующей вычис ительной ячейки той же строки, пятые входы вычислительных ячеек последнего столбца соединейы с первыми выходами тех же вычислительных ячеек соответственно, шестой вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с шестым вы",àäîì последующей вычи лительной ячейки той же строки, шест,-.= входы вычислительных ячеек последнего столбца соединены с вторыми выходами тех;»е вычислительных ячеек соответственно, седьмой вход каждой вычислительной ячейки, начиная с 1;-й, каждой строки соединен с четвертым выходом вычислительной ячейки; отстоящей от данной íà (R-1) столбцов в сторону, уменьшения их нумерации, предыдущей строки, седьмые

10)2454 входы вычислительных ячеек с второй па (K -1)-ю каждой строки соединены с четвертым выходом первой вычисли" тельной ячейки предыдущей строки, седьмые входы вычислительных ячеек первой строки соединены с третьими входами тех же вычислительных ячеек соответственно, восьмой вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с третьим выходом соответствующей вьиислительной ячейки пре" дыдущей строки, восьмые входы вычислительных ячеек первой строки соединены с четвертыми входами тех же вычислительных ячеек соответственно, третьи и четвертые выходы вычисли" тельных ячеек последней строки соединены соответственно с выходами первой и второй групп первой матрицы вычислительных ячеек, при этом каждая вычислительная ячейка первой матрицы вычислительных ячеек содержит два сумматора по модулю два и два одноразрядных сумматора, причем входы первого сумматора по модулю два сое динены с первым и третьим входами вычислительной ячейки, входы второго сумматора по модулю два соединены с вторым и седьмым входами вычислительной ячейки, входы первого одноразрядного сумматора соединены с выходом первого сумматора по модулю два, четвертым и пятым входами вы" числительной ячейки, входы второго одноразрядного сумматора соединены с выходом второго сумма †о ro моду лю два., шестым и ВОсьмым Входами Вычи слител ь ной ячейки, выходы суммы первого и второ" o одноразрядных еумматороз саеди ieHbl с четверть!и и третьим Выходами вычислительной я чей ки соответственна, Выходы переноса первого и второго одноразрядных сумматоров соединены с пятым и шестым выходами вычислительной я-,ейки сооТветственно, первый и второй входы вычислительной ячейки соединены первым и вторым Выходами вычислитель. ной ячейки соответственно первая группа входов устройства соединена с второй группой входов первой матрицы вычислительных ячеек, вторая группа входов устройства соединена с третьей группой Входов первой матрицы вычислительных ячеек, первая и вторая группы выходов которой являются первой и второй группами выходов устройства, во второй матрице вычислительных ячеек, содержа <ей строк и и столбцов (Р - такое целое, 1 пФЕ

1Т1 что для t 7,h al cty g =Е орса.с 2

i=-n-Ю+ первый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с первым выходом соответствующей вычислительной ячейки предыдущей строки, первые входы вычислительных ячеек первой строки соединены соответствен но с входами первой группы второй матрицы вычислительных ячеек и являются входами третьей группы устройства, второй вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с вторым выходом последующей вычислительной ячейки той же строки, третий вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с третьим выходом предыдущей вычислительной ячейки той же строки, вторые входы вычислительных ячеек последнего столбца соединены с третьими выходами тех же вычислительных ячеек соответственно, первые входы вычислительных ячеек первого столбца соединены с входами соответствующих элементов

HE второй группы, выходы которых подключены к третьим входам соответству

ЮЩИХ Hbl!ÈÑËÈTÅËbHÛÕ ЯЧЕЕК ПЕОВОГО столбца, четвертые входы всех вычислительных ячеек соединены с входами второй группы второй матрицы вычислительных ячеек и являются входами четвертой группы устройства, первые входы вычислительных ячеек первого столбца второй матрицы вычислительных ячеек являются первой группой выходов второй матрицы вычислительных ячеек и соединены с входами с первого па (и- R!-й первой группы входов первой матрицы вычислительных ячеек, при этом каждая вычислительная ячейка второй матрицы вычислительных ячеек содержит сумматор па модулю два и одноразрядный сумматор, входы которога соединены с выходом сумматора

-o модулю два, первым и вторым входами вычислительной ячейки, третий и четвертый входы которой подключены к входам сумматора по модулю два, выходы суммы и переноса адноразрядно .-.о сумматора соединены соответственно с гleðâûì и вторым выходами вы-,ислительнай ячейки, третий вход которой соединен с ее третьим выходом, о т л и ч а ю щ е е с я тем„ что с целью повышения быстродействия и уменьшения аппаратурных затрат, оно

10324 содержит многоразрядный сумматор, первая группа входов которого соединена с первыми выходами вычислитель" ных ячеек с (n- +1)-го по и-й последней строки второй матрицы вычислительных ячеек, вторая группа входов многоразрядного сумматора соединена с пятой группой входов устройства, а выходы разрядов многоразрядного сумматора соединены с входами с (n-1+1)-го по и-й первой группы входов первой матрицы вычислительных ячеек.

10 ь15

25 ь30

45

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих процессорах и специализированных вычислитель ных устройствах.

Известно матричное вычислительное уст рой ст во для вычисления элементарHbN функции 5 I и PI4 cos 9 j1 ).

Данное устройство требует для сво ей реализации больших аппаратурных затрат и имеет низкое быстродействие что затрудняет его реализацию на бол ших интегральных схемах и ограничивает применение в системах реального масштаба времени, Наиболее близким к предлагаемому является вычислительное устройство (для вычисления элементарных функций

s 1п Ч и cos 9 }, которое содержит две матрицы вычислительных ячеек, причем в первой матрице вычислительных ячеек вход вычислительной ячейки i-й строки j-ro столбца соединен с выходам вычислительной ячейки i é строки (j-1)-го столбца, вход вычислительной ячейки i-й строки первого столбц соединен с входом этой же вычислител ной ячейки и является входом матрицы, вход вычислительной ячейки 1-й строки j-го столбца соединен с выходом вычислительной ячейки (i-1)-й строки (j-i+1)-ro столбца, вход вычислительной ячейки первой строки всех столбцов является входом матрицы, вход вычислительной ячейки i-й строки )-го столбца соединен с выходом вычислительной ячейки (i-1)-Й строки j-го столбца, вход вычислительной ячейки первой строки всех столбцов является входом матрицы, вход, вычислительной ячейки 1-й строки j-го столбца соединен с выходом вычислительной ячейки i é строки (j+1)-го столбца, вход вычислительной ячейки i-й строки последнего

2 столбца соединен с выходом этой же вычислительной ячейки, вход вычислительной ячейки I-é строки J ãо столбца соединен с выходом вычислительной ячейки i-й строки {j-1)-ro столбца, вход вычислительной ячейки

i-й строки первого столбца соединен с входом этой же вычислительной ячейки и является входом матрицы, вход вычислительной ячейки 1-й строки j-го столбца соединен с выходом вычислительной ячейки (i-!)-й строки

{j i+1)-го столбца, вход вычислительной ячейки первой строки )-ro столбца соединен с входом этой же вычислительной ячейки, вход вычис" лительной ячейки i é строки "-го

J столбца соединен с выходом вычислительной ячейки (i -1) -й строки j-го столбца, вход вычислительной ячейки первой строки 1 -го столбца соеди" нен с входом этой же вычислительной ячейки, вход вычислительной ячейки строки 1-го столбца соединен с выходом вычислительной ячейки I-é строки (j+1)-ro столбца, вход вычислительной ячейки i-й строки последнего столбца соединен с выходом этой же вычислительной ячейки, выход Bbl числительной ячейки i-й строки j --го столбца соединен с выходом вычислительной ячейки (i+1)-й строки j-ro столбца и- с входам вычислительной ячейки (i+1) -.:; строки (j+ i -1) -го столбца, выход вычислительной ячейки

i-й строки первого столбца соединен с входом вычислительных ячеек (i+1)-й строки столбцов от второго до (j+I

1)-ro, выход вычислительной ячейки последней строки всех столбцов является выходом матрицы, выход вычислительной ячейки 1-й строки j-ro столбца соединен с входом вычислительной ячейки i-й строки (j-1)-ro столбца, выход вычислительной ячейки

1032454

1-й строки первого столбца является свободным, выход вычислительной ячейки

i -й строки j - го столбца соеди нен с входом вычислительной ячейки i-й строки (J+1) -го столбца, выход вычиелительной ячейки i é строки последнего столбца соединен с входом этой же вычислительной ячейки, выход вычислительной ячейки i-й строки J--го столбца соединен с входом вычисли- 1О тельной ячейки (i+1)-й строки 1-го столбца и с входом вычислительной ячейки (i+1) -й строки (J+3 -1) -ro столбца, выход вычислительной ячейки

1-й строки первого столбца соединен 15 с входом вычислительной ячейки (1+1)-й строки столбцов от второго до (j+11)-го„ выход вычислительной ячейки по" следней строки всех столбцов является выходом матрицы, выход вычисли- 20 тельной ячейки i-й строки 3 "го столбца соединен с входом вычислительной ячейки i-й строки (J-i)-ro столбца, выход вычислительной ячейки i-й стро" ки первого столбца является свобод- 25 ным„ выход вычислительной ячейки 1-й строки j-го столбца соединен с входом вычислительной ячейки i-й строки (J+1)-го столбца, выход вычислительной ячейки i é строки последнегостолбзд ца соединен с входом этой же вычислительной ячейки, а каждая вычислительная ячейка содержит два сумматора по модулю два и два сумматора, причем первый вход первого сумматора по модулю два является входом вычис " лительной ячейки, второй вход первого сумматора по модулю два является входом вычислительной ячейки, выход первого сумматора по модулю два соединен с вторым входом перво", о сумматора, первый вход второго сумматора по модулю два является входом вычислительнсй ячейки, второй вход второго сумматора по модулю два является входом вычислительной ячейки, выход второго сумматора по модулю два соединен с вторым входом второго сумматора, первый вход первого сумматора является входом вычислительной ячейки, второй вход перво"

ro сумматора соединен с выходом перВого сумматора по модулю два третий вход первого сумматора является вхо" дом вычислительной ячейки > первый выход первого сумматора является выходом:.;вычислительной ячейки, второй выход первого сумматора является выходом вычислительной ячейки, первый вход второго сумматора является входом вычислительной ячейки, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго сумматора по модулю два, третий вход второго сумматора является входом вычислительной ячейки, первый выход второго сумматора является выходом вычислительной ячейки, второй выход второго сумматора является выходом вычислительной ячейки, выход вычислительной ячейки соединен с ее входом, вход матрицы вычислитель" ных ячеек является входом матричного вычислительного устройства, выход матрицы вычислительных ячеек является выходом матричного вычисли" тельного устройства, а 80 второй матрице вычислительных ячеек каждая вычислительная ячейка содержит сумматор по модулю два и сумматор, причем первый вход сумматора является входом вычислительной ячейки, второй вход сумматора соединен с выходом сумматора по модулю два, третий вход сумматора является входом вы" числительной ячейки, первый вход сумматора по модулю два является входом вычислительной ячейки, второй вход сумматора по модулю два является входом вычислительной ячейки, первый выход сумматора является выходом вычислительной ячейки, второй выход сумматора является выходом вычислительной ячейки, выход вычислительной ячейки соединен с ее входом, причем вход вычислительной ячейки (-й строки j- ro столбца соединен с выходом вычислительной ячейки (i""1)-й строки j-го столбца, вход вь1числительной ячейки первой строки всех столбцов является входом матричного вычислительного устройства, вход всех вычислительных ячеек второй матрицы вычислительных ячеек является входом матричного вычислительного ,устройства, вход вычислительной

"ячейки i-й строки 1-го столбца соединен с выходом вычислительной ячейки i"é строки (j+1)- го стобца, вход вычислительной ячейки 1-й строки последнего столбца соединен с вы" ходом этой же вычислительной ячейки, вход вычислительной ячейки т-й строки

j-го столбца соединен с выходом вычислительной ячейки (-й строки (.11) -го столбца, вход вычислительной ячейки первой строки первого столбца является входом второй матрицы вычислительной ячейка i-й строки ïåð1032454

6. =8 - aiCtg2, Г = -, .(1, если 8 )i0, 1, если 8 (О

50 второй этап

i=0,1,2,...,è-1; и - число шагов итераций;

: вого столбца и соединен с выходом вычислительной ячейки (i 1) -й строки первого столбца, выход вычислительной ячейки i -й строки j- го столбца соединен с входом вычислительной ячей- 5 ки (i+1)-й строки 1-го столбца, выход вычислительной ячейки i-й строки первого столбца является выходом второй матрицы вычислительных ячеек и входом первой матрицы вычислительных ячеек и соединен с входами вычислительной ячейки (+1)-й строки первого столбца первой матрицы вычислительных ячеек и с. входом вычислительной ячейки (i+1)-й строки первого столбца второй матрицы вычислительных ячеек, выход вычислительной ячей- ки последней строки всех столбцов является свободным, выход вычислительной ячейки i-й строки 1-ro столбца 20 соединен с входом этой же вычислительной ячейки и с входом вычислительной ячейки i-й строки (j+1)-ãî столбца, выход вычислительной ячейки

i-й строки последнего столбца соединен с входом этой же вычислительной ячейки, выход вычислительной ячейки -й строки j-го столбца соединен с входом вычислительной ячейки i é строки (j-1) "го столбца, выход вы- з0 числительной ячейки -й строки первого столбца является свободным, вход второй матрицы вычислительных ячеек является входом матричного вычислительного устройства1 выход второй матрицы вычислительных ячеек соединен с входом первой матрицы вычислительных ячеек (2 "1.

Данное устройство выполняет вычисление Функций з1п 9 и cos Ð по методу "цифра за цифрой" °

Рекуррентные соотношения, описы.вающие алгоритм "цифра за цифрой" по которому работает данное устройство, следующие: 45 первый этап ДУ„ - те кущие координаты вектора;

Х», Y конечные координаты вектора, Начальные условия коэффициент деформации вектора;

К вЂ” константа, зависящая только от количества желаемого числа итераций; r+z .

Результаты вычисления:Х =cos Р. и"

"(= 5i tr Ч

Погрешность вычисления функций по

f этому методу зависит только от числа итераций и от количества разрядов, т.е. в данном устройстве погрешность зависит от количества столбцов и строк матриц устройства.

Данное устройство также требует для своей реализации больших аппаратурных затрат и имеет низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия и уменьшение аппаратурных затрат, Указанная цель достигается тем, что вычислительное устройство, содержащее две матрицы вычислительных ячеек и две группы элементов НЕ, причем в первой матрице вычислительных ячеек, содержащей и строк и и столбцов (и — разрядность исходных операндов), первый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с первым выходом предыдущей вычислительной ячейки той же строки, первые входы вычислительных ячеек первого столбца соединены соответственно с входами первой группы первой матрицы вычислительных ячеек, вторые входы вычислительных ячеек первого столбца соединены соответственно с выходами элементов HEпервой группы, входы которых соединены соответственно с входами первой группы первой матрицы вычислительных ячеек, второй вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с вторым выходом предыдущей вычислительной ячейки той же строки, третий вход каждой вычисли1632454 тельно" ячейки,начинаясt-й, каждой строки (k- номер данной строки}соединен с третьим вь1ходом вычислительной ячейки, отстоящей от данной на (t-1) столбцов в сторону уменьшения их нумерацйи предыдущей строки, тРетьи входы вйчислительных ячеек с второй по (k-1)""ю каждой строки соединены с третьим выходом первой вычислительной ячейки предыдущей строки; третьи входы вы- 30 числительных ячеек первой строки

1соединены соответственно с входами второй группы первой матрицы вычис» лительных ячеек, четвертый вход каждой вычислительной ячейки каждой 5 строки соединен с четвертым выходом соответствующей вычислительной ячей" ки предыдущей строки, четвертые входы вычислительных ячеек первой строки соединены соответственно с входами третьей группы первой матрицы вычислительных ячеек, пятый вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с пятым выходом последующей вычислительной ячейки той же строки, пятые входы вычислительных ячеек последнего столбца соединены с первыми выходами тех же вы-, числительных ячеек соответственно, шестой вход каждой вычислительной ячейки каждо" строки соединен с шестым выходом последующей вычислительной ячейки той же строки, шестые входы вычислительных ячеек послед— него столбца соединены с вторыми выходами тех же вычислительных ячеек соответственно, седьмой вход каждой вычислительной ячейки, начиная с <-й, каждой строки соединен с четвертым выходом вычислительной ячейки, отстоящей от данной на (R-l) столбцов в сторону уменьшения их нумерации, предыдущей строки, седьмые входы вычислительных ячеек с второй пс (";:-3)-ю каждой строки соедине ны с четвертым выходом первой ьычислительной ячейки предыдущей стро-, ки, седьмые входы вычислительных яче" ек первой строки соединены с третьими входами тех же вычислительных ячеек соответственно, восьмой вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с третьим выходом соответствующей вычислительной ячейки предыдущей строки, восьмые входы вычислительных ячеек первой строки соединены с четверть1ми входами тех же вычислительных ячеек соответст". ,венно, третьи,и четвертые выходы вычислительных ячеек последней строки соединены соответственно с выходами первой и второй групп первой матрицы вычислительных ячеек, при этом каж дая вычислительная ячейка первой мат рицы вычислительных ячеек содержит два сумматора по модулю два и два од норазрядных сумматора, гричем входы

Первого сумматора по модулю два соединены с первым и третьим входами вычислительной ячейки, входы второго сумматора по модулю два соединены с вторым и седьмым входами вы" числительной ячейки, входы первого одноразрядного сумматора соединены с выходом первого сумматора по модулю два, четвертым и пятым входами вычислительной ячейки, входы второго одноразрядного сумматора соединены с выходом второгo сумматора по модулю два, шестым и восьмым входами вычислительной ячейки, выходы ,суммы первого и второго одноразрядных сумматоров соединены с четвер-. тым и третьим выходами вычислительной ячейки соответственно, выходы переноса первого и второго однораз" рядных сумматоров соединены с пятым и шестым выходами вычислительной ячейки. соответственно, первый и вто" рой входы вычислительной ячейки сое" динены с первым и вторым выходами вычислительной ячейки соответственно, первая группа входов устройства соединена с второй группой входов первой матрицы вычислительных ячеек, вторая rpynna входов устройства соединена с третьей группой входов первой матрицы вычислительных ячеeê, первая и вторая группы выходов которой являются первой и второй группами выходов устройства, во второй матрице вычислительных яче" ек, содержащей В с †р и r столбцов (В - такое целое, что для

01

-nef, — >,r! оцс1с 2 ":./, err 4 Г .), педвыи =п-0+1 вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен с первым выходом соответст вующей вычислительной ячейки предыдущей строки, первые входы вычислительных ячеек первой строки соединены соответствен-о с входами первой группы второй матрицы вычислительных ячеек и являются входами третьей группы устройст" ва, второй вход каждой вычислительной ячейки каждой строки соединен

1032454

9 со вторым выходом последующей вычислительной ячейки той же строки, третий вход каждой вычислительной ячейl ки каждой отроки соединен с .третьим выходом предыдущей вычислитель- 5 ной ячейки той же строки, вторые входы вычислительных ячеек последнего столбца соединены с третьими выходами тех же вычислительных ячеек соответственно, первые входы вычислительных ячеек первого столбца соединены с входами соответствующих элементов HE второй группы, выходы которых подключены к третьим входам соответствующих вычислительных ячеек 15 первого столбца, четвертые входы всех вычислительных ячеек соединены с входами второй группы второй матрицы вычислительных ячеек и являются входами четвертой группы уст- 20

povIства, первые входы вычислительных ячеек первого столбца второй матрицы вычислительных ячеек являются первой группой выходов второй . матрицы вычислительных ячеек и сое- 25 динены с входами с первого по (n- Р)-й первой группы входов первой матрицы вычислительных ячеек, при этом каждая вычислительная ячейка второй мат рицы вычислительных ячеек содержит сумматор по модулю два и одноразрядный сумматор, входы которого соединены с выходом сумматора, по модулю два, первым и вторым входами вычислительной ячейки, третий и четвертый

35. входы которой, подключены к входам сумматора по модулю два, выходы суммы и переноса одноразрядного сумматора соединены соответственно с первым и вторым выходами вычислительной ячеики, третий вход которой соединен с ее третьим выходом, содержит многоразрядный сумматор, первая группа входов которого соединена с первыми выходами вычислительных ячеек

45 с (n" 1+1)-го по и-й последней строки второй матрицы вычислительных ячеек, вторая группа входов многоразрядного сумматора соединена с пятой группой входов устройства, а выходы разрядов многоРазрядного сумматора сое50 динены с входами с (n- 2+1)-го по и-й первой группы входов первой матрицы вычислительных ячеек.

На фиг. 1 изображена блок-схема вычислительного устройства; на Фиг.2-55 блок-схема первой матрицы вычислительных ячеек; на фиг. 3 — функциональная схема вычислительной ячейки первои матрицы вычислительных ячеек, на фиг. 4 - блок-схема второй матрицы вычислительных ячеек; на фиг.5- функциональная схема вычислительно" ячейки второй матрицы вычислительных ячеек.

Устройство содержит матрицу 1 вычислительных ячеек 2, матрицу 3 вычислительных ячеек 4, группы элементов

HE 5и6,,многоразрядный сумматор 7, группы входов 8 и 9, соединенные с группами входов 10 и 11 матрицы 1, группы входов 12 и 13, соединенные с группами входов 14 и 15 матрицы 3, группу входов 16, соединенную с входами сумматора 7, группы выходов 17 и

18, соединенные с группами выходов

l9 и 20 матрицы 1, Группа выходов

21 матрицы 3 и выходы 22 сумматора 7 соединены с группой входов 23 матрицы 1 и с входами групп элементов

НЕ 5 и 6, выходы которых соединены соответственно с группой входов 24 матрицы 1 и группой входов 25 матрицы 3. Группа выходов 26 матрицы 3 соединена с входами сумматора 7.

Вычислительная ячейка 2 содержит сумматоры па модулю два 27 и 28, одноразрядные сумматоры 29 и 30, входы

31-38, выходы 39-44, Вычислительная ячейка 4 содержит сумматор 45 па модулю два,. одноразрядный сумматор 46, .входы 47-50, выходы 51-53.

Предлагаемое устройство вычисляет функции s i n Y и саз Р па методу .

"цифра за цифрой, сущность которого описана выше, Матрица 3 выполня.ет первый этап алгоритма Валдера, формируя линейку Д;», где i=0al, ...,и-l. Из формулы первагo этапа алгоритма ясно, что при увеличении члены формулы О; и arctg 2 быстро уменьшаются по .модулю, c3tctg 2 примерно в два раза при каждой итерации, Е; уменьшается случайным образам и не монотонно. Таким образом, с ростом i увеличивается число нулей F ..тарших разряд:-.õ,члеНоВ 8„ и агс у 2 и значительное количество аппаратуры используеTcR неэффективно. Количества строк можно сократить, если учесть, что 8

I .= 6 О ) а с w 2,(сумма подразуме1= и-0 вается алгебраическая), Кроме того,для

--и+8 п1 данного 1т ; и с Гс Ь 2 = и-0+6

Отсюда следует, чта можно НИити такое

1032454 для данного и, что Ân.образуется суммированием 6„ р и а rctg 2п со своим знаком. Иоделирс>ванием установлено, что „Е „...,, „„являются соответственно первым, ...,(-1)-м выходными разрядами сумматора 7, на входы которого поступают сдвинутое на {n- g-2) разряда влево значение 8 >> с выходов 26 матрицы 3 и кони1Î станта "0,5" с вхсдов 16.

Введение сумматора 7 позволяет сократить объем оборудования на строк и время вычисления линейки((;, Устройство работает следующим образом.

Матрица 3 выполняет первый этап алгоритма, На входы 14 поступает значение угла Ч, синус и/или косинус кОтОрОгО нужно Вычислить, >1а ВхОды

15 ячеек и первой строки матрицы

3 подается значение константы arctg 2, Каждая строка ячеек >> матрицы 3 выполняет Операцию алгебраического сложения, Тип операции, выполняе25 мой в первой ст„ îêå матрицы 3, определяется знак(и аргумента М, который поступает на вход 1ч первого столб,а первой строки матрицы 3, а также снимается с выхода 2 1 перво" ЗО строки матрицы 3 для передачи на матрицу 1„>наковый разряд суммы, образова- ной на первой c tðoêå матрицы 3, является управляющим для ВТо рой строки обеих матриц l, 3. На вторую с- року матрицы ; поступают результат первой строки ма; рицы 3 и константа a>.ctg 2 ",. которые складываются алгебраиче ки в зависимости от знака первой с.-рок матри- „,0 цы 3, В свою очередь знаковый разряд второй строки матрицы 3 является управляющим дл третьей строки обеих матриц :, 3, причем на третью стро(у матрицы 3 г:оступают резуль 4Б тат суммирования на второй строке матрицы 3 и константа àrctg 2 2и т.д.

Таким образом„йормируются (и-Р уп равляющих сигналов 4, . Управляющие

> 3 сигналы для и-3+1(i < n-) 1;орм1руются как выходы сумматора 7 с первого по Р-й, причем на вход сумматора 7 поступают сдвинутый на (n-8-2) разряда влево результат (n-g) -й строки матрицы 3 и констан-га "0

Матрица 1 выполнйет второй этап алгоритма. На входы 10 и 11 поступают значения начальных условий Х(,Y

Первая строка матриць> 1 выполняет две операции алгебраического суммирования, cooTBBT còE.óþöèe первой итерации второго этапа алгоритма.

Управляющим сигналом этой строки является знаковый разряд аргумента или (, который служил управляющим сигналом для первой строки матрицы 3, Результат действий первой строки матрицы 1 поступает во вторую строку матрицы 1, где выполняются соответствующие операции второй итерации второго этапа, Сдвиг данных выполняется аппаратно за счет связей между ячейками 2. Управляющим сигналом второй строки матрицы 1 является знаковый разряд первой строки матрицы 3, Результат действий второй строки матрицы 1 поступает в третью строку матрицы

1 с соответствующим сдвигом; управляющим сигналом для третьей строки матрицы 1 является знаковый разряд второй строки матрицы 3 и т.д, Результатом п-й строки матрицы 1 явЛЯЮтСЯ Х „-, И yn, Г>РЕДСтаВЛЯЮЩИЕ СОбой cos Ó и cin(i ссответственно.

Предлагаемое устройство лиыено основных недостатков прототипа, Naде;>ирован 1е алгоритма работы данного устройства показывает, что с ростом и величина 9 увеличивается, поэтому Относительный вы грьпл как по оборудованию, так и по скорости растет. Объем оборудования сокращается на {P-1) строку ячеек ч матрицы 3,. а время выполнения алгоритма на (R 1} й,э, где t .- время су>->ь(ирования на одной ли,лейке ячее;. -.-. >-й строке.

В свою очередь, .сокращение оборудования и повышение быстродействия устройства влекут "-а .-собой экономический эФфект как на стадии производства, так и на стадии е-о приме" нения,.

1032454 Ф 4

1032454

1032454

Составитель.В ° Березкин

Редактор А.Ворович Техред И.Надь Корректор Л.Бокшан

Заказ 5402/53 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, _#_"35, Раушвкая наб., д. 4/5

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