Функциональный преобразователь

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий первьш регистр, соединенный первым информационным входом с шиной ввода аргумента, выходной сумматор, выход которого является выходом преобразователя, элемент И, первыйвход которого соединен с шиной ввода опорной частоты, а выход элемента И соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с входами младших разрядов адреса первого блока памяти, соединенного выходом кода приращения ординат воспроизводимой функции с входом первого сомножителя блока умножения и информационным входом первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу выходного сумматора, о т л ич аю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй блок памяти, формирователь разности кодов, второй накапливающей сумматор, дешифратор, блок сдвига кода, второй регистр л элемент задержки, причем выход элемента И через элемент задержки соединен с управляющими входами первого и второго накапливающих сумматоров, выход кода показателя степени длительностей участков аппроксимации первого блока памяти подключен к управляющему входу блока сдвига кода и информационному входу дешифратора, выход которого подключен к информационному входу второго накапливающего сумматора , соединенного выходом с первым входом формирователя разности кодов, второй вход которого соединен с выi ходом первого регистра, выход знакового разряда формирователя разности (Л кодов подключен к второму входу элемента И, а выход кода разности подключен к входу сомножителя блока умножения , выход которого соединен с информационным входом блока сдвига кода, соединенного с вторым входом выходного сумматора, информационньй вход второго регистра соединен с шиной ввода кода номера воспроизводимой функции, а выход подключен к 4j . входам старших разрядов адреса первого блока памяти и адресному входу Ч 4 второго блока памяти, соединенного выходом кода начальных значений ординат и выходом кода начальных значений абсцисс воспроизводимых функций с входами установки начальных значений соответственно первого и второго накапливающих сумматоров.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1)) (sl) 4 G 06 F 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3705590/24-24 (22) 20.02.84 (46) 07.08.85. Бюл, N - 29 (72) С.В.Казинов (53) 681 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 463116, кл. G 06 Г 15/31, 1973.

Авторское свидетельство СССР

1(- 894692, кл. G 06 F 1/02, 1981. (54) (57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый регистр, сое диненный первым информационным входом с шиной ввода аргумента, выходной сумматор, выход которого является выходом преобразователя, эле- . мент И, первый вход которого соединен с шиной ввода опорной частоты, а выход элемента И соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с входами младших разрядов адреса первого блока памяти, соединенного выходом кода приращения ординат воспроизводимой функции с входом первого сомножителя блока умножения и информационным входом первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу выходного сумматора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй блок памяти, формирователь разности кодов, второй накапливающ;ш сумматор, дешифратор, блок сдвига кода, второй регистр и элемент задержки, причем выход элемента И через элемент задержки соединен с управляющими входами первого и второго накапливающих сумматоров, выход кода показателя степени длительностей участков аппроксимации первого блока памяти подключен к управляющему входу блока сдвига кода и информационному входу дешифратора, выход которого подключен к информационному входу второго накапливающего сумматора, соединенного выходом с первым входом формирователя разности кодов, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, выход знакового разряда формирователя разности кодов подключен к второму входу элемента И, а выход кода разности под" ключен к входу сомножителя блока умножения, выход которого соединен с информационным входом блока сдвига кода, соединенного с вторым входом выходного сумматора, информационный вход второго регистра соединен с шиной ввода кода номера воспроизводимой функции, а выход подключен к

1 входам старших разрядов адреса первого блока памяти и адресному входу второго блока памяти, соединенного выходом кода наскальных значений ординат и выходом кода начальных значений абсцисс воспроизводимых функций с входами установки начальных значений соответственно первого и второго накапливающих сумматоров.

1171774

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к кусочно-линейным многофункциональным преобразователям с неравномерным расположением узлов аппроксимации.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На.фиг.-..1 мфрбражена блок-схема функционального преобразователя, на фиг; 2 — блок-схема первого запоминан щего устройства в случае использования запоминающего устройства с ограниченным временем доступа, Функциональный преобразователь (фиг. 1) содержит первый 1 и второй регистры 2, формирователь 3 разности,кодов, элемент И 4, элемент 5 задержки, счетчик 6, первый 7 и второй 8 блоки памяти, дешифратор (преобразователь кода) 9, первый 10 и второй 11 накапливающие сумматоры, блок 12 умножения, блок 13 сдвига кода, выходной сумматор 14, шину 15 ввода аргумента, шину 16 ввода кода номера функции, шину 17 ввода опорной частоты и вход 18 запуска. Первый блок 7 памяти может быть перепрограммируемого типа с ограниченным временем доступа и содержать ЗО (фиг. 2) блок 19 памяти, выходные регистры 20 и 21, элемент ИЛИ 22, элемент 23 задержки и формирователь 24 импульсов, выполненный, например, на одновибраторах 25 и 26 35 и элементе И 27. Пунктиром изображены (фиг. 1) цепи управления запуском (в случае выполнения запоминающих устройств 7 и 8 аналогично известному у них отсутствуют управля- 40 ющие входы).

Принцип действия функционального преобразователя основан на кусочнолинейной аппроксимации воспроизводимьгх функций у = f"(х), где 1 — но- 45 мер функции, с неравномерным разбиением на участки аппроксимации и определения узлового значения функции на текущем участке аппросимации путем суммирования ее приращений на 5Q предыдущих участках. При этом длины Ьх =х" -х где i — но1) i1 -3j э мер участка аппроксимации, участков выбираются равными по числу два, возведенному в произвольную целую 55 степень n" .

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии обнулены регистры 1 и 2, накапливающие сумматоры 10 и 11, счетчик 6 и регистры 20 и 21 запоминающего устройства 7 (цепи приведения устройства в исходное состояние не изображены).

Элемент И 4 закрыт нулевым сигналом со знакового выхода блока 3 вычитания (на знаковом выходе блока 3 вычитания единичный сигнал формируется только при отрицательных значениях разности). B запоминающее устройство 7 записаны коды приращенийду tj

= у„" — у;,, ординат воспроизводимых функций у = f (õ) на участках аппрок3 симации и коды показателей степени

4 пм„„, г степени, соответствующий участку п,чин ,аппроксимации минимальной длины 2 длин участков аппроксимации соответственно. В запоминающее устройство 8 записаны значения аргументов х и

Ч ординат у, конечной точки первого участка аппроксимации функций соответственно.

Работа функционального преобразователя начинается с того, что подается пусковой импульс, с помощью которого осуществляется запись в регистры 1 и 2 кодов текущих значений аргумента х и номера 1 функции соответсвенно, выборка из запоминающего устройства 9 по его первому и второму выходам кодовых значений абсциссы и ординаты конечной точки первого участка аппроксимации и запись этих кодов в накапливающие сумматоры 10 и 11 соответственно (запоминающее устройство 8 может быть также перепрограммируемого типа с ограниченным временем доступа и содержать собственно блок памяти и формирователь импульса "Выборка кристалла", вход которого является управляющим входом устройства). Запись кодов начальных условий в сумматоры 10 и 11 выполняется подачей этих кодов непосредственно на входы параллельной записи регистров, входящих в состав сумматора 10 и 11. Помимо указанного, импульс запуска с входа 18 поступает на вход обнуления счетчика 6 и в случае использования запоминающего устройства 7 перепрограммируемого типа поступает на первый управляющий вход устройства 7, где, после задержки элементом 23 (фиг. 2) на время установления счетчика 6, на выходах фор1171774 мирователя 24 формируются соответбт венно импульс "Выборка кристалла" для блока 19 памяти и импульс записи информации в регистры 20 и 21. На первом и втором выходах запоминающе- 5 го устройства 7 формируются соответственно код приращения функции 6 у<

y< — у и код показателя степео.j ни n". для первого участка аппроксимации.

«,1 1 О

Спустя время установления начального кода разности (х 11- х) на выходах блока 3 вычитания на шину 17 начинают подаваться импульсы опорной частоты. Если текущее значение 15 аргумента лежит эа пределами первого участка аппроксимации, то на знаковом выходе блЬка 3 имеется единичный сигнал (соответствующий отрицательному коду разности), от- 20 пирающий элемент И 4 и разрешающий прохождение импульсов опорной частоты на счетчик 6 и вход элемента 5 задержки. По поступлению каждого импульса опорной частоты выполняются 25 следующие действия: код счетчика 6 увеличивается на единицу младшего разряда, по новому адресу на выходах запоминающего устройства 7 формиру- ются значения кода приращения фУнк- 30 ции и показателя степени длины нового участка аппроксимации. Код приращения функции поступает на информационный вход сумматора 10 и первый вход множительного блока 12 ° Код по- 35 казателя степени длины участка поступает на управляющий вход блока 13 сдвига и вход дешифратора 9, выполняющего преобразование в код длины участка аппроксимации по соотноше- 40 нию A х " = 2 11+"<" « Выходной код деи +я

1f шифратора 9 поступает на информационный вход сумматора 11. Импульс с выхода элемента 5, задержанный на время установления кодов на ин- 45 формационных входах сумматоров 10 и 11, поступает на управляющие входы этих сумматоров, разрешая сложение входных кодов с содержащими сумматоров 10 и 11..Сумматор 10 выполняет суммирование кодов с учетом знака приращения функции на текущем интервале апрроксимации. Значения кодов на выходах сумматоров 11 и 10 становятся равными ординате и абсцис-55 се конечной точки нового участка аппроксимации соответствеи— но.

Указанные действия продолжаются до тех пор, пока разность кодов (х" — х) на выходе блока 3 вычита«1 ния не станет положительной, что свидетельствует о том, что в счетчике 6 определен адрес i участка аппроксимации (х,, x;J соответствующему текущему значению аргумента, т.е. х е (х;,, х,). В этом случае на знаковом выходе блока 3 вычитания появляется нулевой сигнал, запрещающий дальнейшее прохождение импульсов опорной частоты через элемент И 4, а на выходах запоминающего устройства 7 фиксируются коды приращения 1 у = у" — у . и показатео «1 «1 1«f ля и;. соответственно. Код разности с выхода блока 3 вычитания умножается в блоке 12 на код приращения функции, поступающий с первого выхода запоминающего устройства 7. Код произведения с выхода блока 12 через блок 13 сдвига поступает на второй (вычитающий) вход сумматора 14.

Блок 13 выполняет сдвиг кода произведения в сторону младших разрядов сумматора 14 на число разрядов, соответствующее коду показателя степени с второго выхода запоминающего устройства 7 ° На выходе сумматора 14 (с учетом знаков слагаемых) формируется результат функционального преобразования в соответствии с выражением

-n,f у=у; — (х — х)6у 2

При работе функционального преобразователя в режиме синхронного обмена с внешними устройствами полученный результат считывается через время, соответствующее отработке всех участков аппроксимации функции. Если же преобразователь работает в режиме асинхронного обмена, то сигнал готовности к обмену может формироваться

t по моменту времени перехода в ноль знакового выхода блока- 3 вычитания (с задержкой на время установления и считывания результирующего кода с выхода сумматора 14). Для повышения надежности работы может быть использован Я,"триггер, подключенный тактовым входом к шине опорной частоты, единичным и нулевым установочными входами — к входу запуска и инверскому выходу знакового разряда блока 3 соответственно, а выходы1171774 к дополнительному третьему входу элемента И 4.

Рассматриваемый функциональный преобразователь по сравнению с из- 5 вестным позволяет повысить быстродействие работы в режиме многофункционального преобразователя за, счет исключения потерь времени на перестройку параметров аппроксимации при смене вида воспроизведенной функции и сокращения времени полного цикла функционального преобразователя. Последнее достигается за счет уменьшения общего числа обрабатываемых

15 участков аппроксимации при неравномерном разбиении аргумента на участки (при равной с известным точности аппроксимации). При этом запаздывание, вносимое блоком 3 вычитания комбинационного типа и дешифратором 9, мож- но не учитывать, так как оно мало по сравнению с временем выборки из запоминающего устройства 7 и суммирования в сумматоре 10, а время выполнения операций в сумматоре 11 можно не учитывать, так как оно совмещено со временем выполнения операций в сумматоре 10.

1171774

Составитель Н.Зайцев

Техред O.Âàùèøèíà Корректор М.Пожо

Редактор Н.Бобкова

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

Заказ 4863/40 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5