Устройство для преобразования декартовых координат

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить время преобразования декартовых координат. Устройство содержит регистры первой и второй координат, регистры старших и младнгих разрядов угла поворота, с первого по третий блоки памяти, сумматор, вычитатель, с первого по четвертый З множители, первый и второй буферные регистры, первый и второй регистры результата, с первого по четвертый мультиплексоры , блок синхронизации. Устройство : преобразует значения первой и второй координат (х, у) в новые значения (х , у ) на основе следукицих соотношений х X у Bin(f , у -X sint/ + у cosCf , где f - угол по ворота системы координат. 1 ил.

СОКИ СОВЕТСКИХ

ССС

РЕСПУБ/ИК

„Я0.„12 др g С 06 F 7/548

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ%9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ARTOPCNOMV ССИССТВ\ЬСТВУ

F g (21) 3792358/24-24 (22) 04.07.84 (46) 23.01.86. Бюл. В 3 (71) Омский политехнический институт (72) А.H. Флоренсов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 660055, кл. С 06 F 15/20, 1977.

Авторское свидетельство СССР

И 1062691, кл. G 06 F 7/548, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ДЕКАРТОВЫХ КООРДИНАТ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет сократить время преобразования декартовых координат. Устройство содержит регистры первой и второй координат,. регистры старших и младших разрядов . угла поворота, с первого по третий блоки памяти, сумматор, вычитатель, с первого по четвертый умнолщтели, первый и второй буферные регистры, первый и второй регистры результата, с первого по четвертый мультиплексоры, блок синхронизации. Устройство .преобразует значения первой и второй координат (х, у) в новые значения (х, у ) на основе следующих соотношений х х cosy+ у sing, у

-х sin() + у cos(g, где Q - угол по ворота системы координат. 1 ил. g а кого управления и навигации для преобразования при повороте декарто/ вой системы координат на плоскости.

Цель изобретения — повьппение быстродействия устройства за счет сокращения числа тактов преобразования.

На чертеже изображена функциональ- 10 ная схема устройства.

Устройство содержит регистр 1 первой координаты 1, регистр 2 второй координаты, регистр 3 старших разрядов угла поворота, регистр 4 млад- 15 ших разрядов угла поворота, первый, второй и третий блоки 5-7 памяти, сумматор 8, вычитатель 9, первый, второй„ третий и четвертый умножители соответственно 10-13, первый и 20 второй буферные регистры 14 и 15, первый регистр 16 результата и второй регистр 17 результата, первый, второй, третий и четвертый мультиплексоры соответственно 18-21, блок 22 25 синхронизации.

Преобразование декартовых координат

x = х cos y + у s iny, у х sing + у cosy (1) Зо где Х,у — значения первой и второй координат до преобразования, — угол поворота системы координат в радианах," х хну — новые значения первой и второй координат, выполняется. на основе следующих соотношений.

Разложив двоичный код угла поворота

J с4<,му,, ° ° ./3„ на (к+2)-старших и (n-k) — младших разрядов, положим, (фр 0 111 / 1 p„О ° О М О

О ° 1 ° О („° ° ° „ф д у — О ф О э ° а О к ф ° ° °

, О... О,, Тогда

cos(f а соз (° cos b,y -ьф ° 81пч

siny = siny, созад +Ьу сову,, (2) где погрешность вычисления соз с и

sin g выходит за пределы разрядной сетки при 1, к В n/3.

Устройство работает в два такта следующим образом.

Регистр 1 первой координаты содержит значение"х, регистр 2 второй координаты — значение у. На регистре

3 старших разрядов угла поворота и регистре 4 с младших разрядов поворо

55

1 12067

Изобретение относится к цифровой, вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматичес7,7 2 та хранятся соответственно значения

ЧОHhy @

Первый блок 5 памяти хранит таблицу значений s iny,, второй блок 6 памяти содержит таблицу значений соз „ а третий блок памяти содержит таблицу значений созе,ср. Вычитатель 9 из числа, поступающего на первый вход, вычитает число, поступающее на второй его вход. В начале работы устройства по значению q, на входах первого и второго блоков 5 и 6 памяти на выходе этих блоков образуются значения sin y, и cost)„ поступающие на первые входы второго и третьего мультиплексоров 19 и 20, а по значению f старших разрядов кода/4„„ „,, Р на входе третьего блока памяти, т.е. по значению а,, на выходе этого блока образуется значение cosa,j

В первом такте работы устройства блок 22 синхронизации вьщает на управляющие входы блоков сигналы, подключающие к выходу первого мультиплексора 18 второй его вход, а к выходам второго, третьего и четвер. того мультиплексоров 19-21 соответственно первые их входы. Кроме того, первый и второй буферные регистры

14 и 15 этими сигналами переводятся в режим записи информации с входов.

Поэтому поступившее через четвертый мультиплексор 21 значения cosaqywoжаются в первом и третьем умножителях 10 и 12 на поступающие через второй и третий мультиплексоры 19 и 20 соответственно значения sin y u cosy

4 0 с передачей результатов сова, sing и cosa,q«cosy на первые входы сумматоров 8 и вычитателя 9. Значение

Ь с выхода первого мультиплексора

18 поступает на первые входы второго и четвертого умножителей 1 1 и 13, на вторые входы которых подаются соответственно через третий и второй мультиплексоры 20 и 19 значения

cos Ч и sin с образованием на вторых входах сумматора 8 и вычитателя

9 значений а(соз(и hrg, въп у

Поэтому на выходах сумматора 8 и вычитателя 9 образуются, согласно (2) значения sin ф и соз(р, запоминаемые на первом и втором буферных регистрах 14 и 15.

Во втором такте работы устройства блок 22 синхронизации выдает на управляющие входы сигналы, подключаю3 1 щие к выходу первого мультиплексора

18 первый его вход, а к выходам второго, третьего и четвертого мультиплексоров 19-21 — вторые их входы.

Поэтому на первые входы первого, второго, третьего и четвертого умножителей 10-13 подаются с выходов регистров первой и второй координаты соответственно значения у, х, У а на вторые входы этих блоков с первого и второго буферных регистров

14 и 15 — значения sinq, cosy, cosy, sane> соответственно. Поэтому на пер. вом и втором входах сумматора 8 образуются произведения у ° sintg u

x6cosy, а на первом и втором входах вычитателя 9 образуются значения у cos q и х зи".у оэответственно.

В результате на выходах сумматора 8 и вычитателя .9 образуются в соответствии с (i), значения х и у1, запоминаемые на регистрах 16 и 17.

Формула изобретения

Устройство для преобразования декартовых координат, содержащее регистры первой и второй координат, регистры старших и младших разрядов угла поворота, два блока памяти, четыре мультиплексора, четыре умножителя, сумматор, вычитатель, два буферных регистра, первый и второй регистры результата, блок синхронизации, выход регистра первой координаты подключен к первому информационному входу первого мультиплексора, второй информационный вход которого подключен к выходу регистра младших разрядов угла поворота, выход регистра старших разрядов угла поворота подключен к адресным входам первого и второго блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к первым информационным входам третьего и четвертого мультиплексо. ров, выходы которых подключены соответственно к входам вторых операндов первого и второго умножителей, выход регистра младших разрядов угла

206777 4 поворота подключен к второму инфор,мационному входу первого мультиплексора, входы первого и второго операн дов сумматора подключекы к выходам первого и третьего умножителей, выход сумматора подключен к информационным входам первого регистра результата и первого буферного регистра, выходы второго и четвертого

1р умножителей подключены соответственно к входам уменьшаемого и вычитаемого вычитателя, выход которого подключен к информационным входам второго буферного регистра и второго

15 регистра результата, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства за счет сокращения числа тактов преобразования, в него дополнительно вве20 ден третий блок памяти, адресный вход которого подключен к выходу регистра младших разрядов угла поворота, а выход — к первому информационному входу второго мультиплек25 сора, второй информационный вход которого подключен к выходу регистра второй координаты, выход второго мультиплексора подключен к входам первых операндов первого и второго

30 умножителей, выход третьего мультиплексора подключен к входам вторых операндов первого и четвертого умножителей, выход четвертого мультиплексора подключен к входам вторых операндов второго и третьего умнолмтелей, выходы первого и второго буферных регистров подключены соответственно к вторым информационным входам третьего и четвертого мультиплексоров, выходы первого и второго буферных регистров подключены соответственно к вторым информационным входам третьего и четвертого мультиплексоров, выход блока синхронизации подключен к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого мультиплексо— ров и к входам синхронизации первого и второго буферных регистров.

120677,7

Составитель Д.Хан-Магомедов

Техред Т.Тулик Корректор А. Обручар

Редактор В. Иванова

Подписное

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

Заказ 8714/50 Тираж 673

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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