Вычислительное устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для преобразования координат в трехмерном пространстве. Целью изобретения является упрощение устройства . Устройство содержит блок 1 поворота вектора,, регистры 2-4, коммутаторы 5-7, сумматоры-вычитатели 8-10, дешифратор 11, счетчик 12,блок 13 управления. Устройство позволяет осуществлять вращение вокруг трех осей в трехмерной системе координат на основе итерационного алгоритма Волдера. В отличие от традиционных разновидностей алгоритма Волдера в устройстве поворот осуществляется с постоянным шагом, что приводит к упрощенной структуре управляющей части устройства. 2 ил. /50 16 о (Л W оо О) ел 4 05 23 tlZ.i

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 G 06 F 7/544

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

22

17

49

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4 105722/24-24 (22) 21.05.86 (46) 23. 12.87. Бюл. У 47 (72) В.Д. Бартошевский, В.В. Владимиров, E.È.Äóõíè÷ и Б.К.Орлов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 445042, кл. G 06 F 7/38, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 959071, кл. G 06 F 7/544, 1982. (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для преобразования координат в трехмерном пространстве. Целью

„„SU„„1361546 А1 изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит блок 1 поворота вектора,, регистры 2-4, коммутаторы 5-7, сумматоры-вычитатели

8-10, дешифратор 11, счетчик 12,блок

)3 управления. Устройство позволяет осуществлять вращение вокруг трех осей в трехмерной системе координат на основе итерационного алгоритма

Волдера. В отличие от традиционных разновидностей алгоритма Волдера в устройстве поворот осуществляется с постоянным шагом, что приводит к упрощенной структуре управляющей части устройства. 2 ил.

1361546

Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть использовано для преобразования координат в трехмерном пространстве.

Цель йэобретения — упрощение устройства за счет выполнения поворота вектора с постоянным шагом.

На фиг.l представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока управления.

Устройство содержит блок 1 поворота вектора, первый 2, второй 3 и третий 4 регистры, первый 5, второй б итретий 7 коммутаторы, первый 8, второй 9 и третий 10 сумматоры-вычитатели, дешифратор 11, счетчик 12, блок 13 управления, вход 14 первого аргумента, вход 15 второго аргумен- та, вход 16 третьего аргумента, вход

l7 четвертого аргумента, вход 18 вида преобразования, группу тактовых входов, 19, первый информационный выход 20, второй информационный выход

21, третий информационный выход 22, выход 23 сигнала окончания поворота, первую группу выкодов .24 блока управления, первый выход 25 блока управления, вторую группу выходов 26 блока управления.

Блок управления содержит шифратор

27, распределитель 28 импульсов,триггер 29, первый 30, второй 31 и третий

32 элементы И.

Устройство функционирует следую-. щим образом.

Вычисления в устройстве осуществляются в соответствии с алгоритмами вращение вокруг оси Х на угол

X1 + XoÓ

i = 0,1,2... 4/2 " О) «> = о Е о=ЕО 40=

sign 4> при ь. ф 0

Л, =

0 при q. =0 вращение вокруг оси Y на угол 6:

Хд;,„=Х,.-ЛзЕ 1; 2

-К

Y + =Y„, Е,;„=Z „+ Л Х „2

9;+, =9;-А8 2", 0 2 9/2к

Х о — Х„1 Е, =Е„; вa =0;

sign 8 при GpO

A.

0 при 8=0 (2) вращение вокруг оси Е на угол :

31+1 З1 31

-k

Y3. = Y9; -3fxç, 2

ЕЗ " „Е я;„="c; — л,-г, (3)

0,1,2...Я/2, Хэо Х 1 Уьо = У

sign E npu K.ô 0

0 при Е =0

Вращение по алгоритмам (1)-(3) в отличие от традиционных разновидностей алгоритма Волдера осуществляется на всех итерациях 1 с постоянным шаroM dL= 2

Перед началом вычислений в регистры 2-4 по входам 14-16 заносятся координаты Х, Y,, Z, соответственно, а в счетчик 12 по входу 17 значение угла. Перед выполнением каждого из преобразований (1)-(3) на входе 18 выставляется код вида преобразования, по которому блок 13 по первому выходу 25 управляет коммутаторами 5-7. Управление режимами рабо-ты сумматоров-вычитателей 8-10 осуществляется по сигналам на второй группе выходов 26 блока 13 управления, вырабатываемым на основании знака угла и кода вида преобразования в соответствии с алгоритмами (1)(3) .

Вычисления начинаются по сигналу

"Работа", поступающему по входу 19, по которому блок 13 на первой группе выходов 24 выдает сигналы сдвига информации в регистрах 2-4. При выпол40 нении преобразования (1) коммутатор

5 закрыт, коммутатор 6 соединяет выход регистра 4 (Е; 2 « ) с входом сумматора-вычитателя 9, а коммутатор

7 соединяет выкод регистра 3 (Y; 2 ) с входом сумматора-вычитателя 10.

На (i+1)-й итерации координаты Х,, Y, Z с выходов регистров 2-4 поступают на входы сумматоров-вычитателей

8-10 соответственно. Так как коммутатор 5 закрыт, координата перезаписывается через сумматор-вычитатель 8, оставаясь на всех итерациях неизмен- ной. На сумматоре-вычитателе 8 вычисляется новое значение координаты Y

-к

55" 71„+,-У„;+ ЛУ Е, 2 а на сумматоре-вычитателе 10 — новое значение координаты которые записываются .в регистры 3 и

61546

-10

20

30

40

3

13

4 соответственно. B конце каждой итерации i+1 на счетный вход счетчика

12 .с блока 13 управления поступает счетный импульс, и содержимое счетчика уменьшается на единицу.

В счетчик 12 записан обратный код угла . Выдача на каждой итерации на его счетный вход сигнала "+1" (с весовым коэффициентом 2 ) эквивалент но вычитанию. При полной отработке угла срабатывает дешифратор ll и по его сигналу блок 13 управления отключает на шине 24 сдвиговые серии. Вычисления заканчиваются. На выходе 23 блока 13 управления выставляется сигнал окончания преобразования.

Аналогичным образом выполняются преобразования (2) и (3).

Блок управления функционирует следующим образом. Код преобразования задается трехразрядной шиной 18, каждый разряд которой задает определенный вид преобразования ° По этим сигналам непосредственно управляются коммутаторы 5-7. На выходах шифратора 27 вырабатываются сигналы управления сумматоров-вычитателей 8 — 10.

На выходе шифратора 27 обозначен режим работы сумматоров-вычитателей, а номер указывает, к какому сумматору-вычитателю данный режим относится.

Третий элемент И 32 в первом такте по сигналу 19.2 итерации включает триггер 29 и второй элемент И 31 разрешает выдачу сдвиговых серий на регистры 2-4. На первом элементе И 30 в последнем такте итерации вырабатывается сигнал, поступающий на счетный вход счетчика 12. После полной отработки угла сигнал с дешифратора

11 обнуляет триггер 29 и выдается сигнал 23 окончания поворота.

Формула изобретения

Вычислительное устройство, содер/ жащее блок поворота вектора, содержащий три регистра, три сумматора-вычитателя и три коммутатора и блок управления, причем входы первого, второго и третьего аргументов устройства соединены с первыми информационными входами соответственно первого, второго и третьего регистров, вторые информационные входы которых соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей, входы первых операндов, первого, второго и третьего сумматороввычитателей соединены с выходами первого, второго и третьего регистров соответственно, входы вторых операндов и первого, второго, третьего сумматоров-вычитателей соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего коммутаторов, синхронизирующие входы и входы сдвига первого, второго и третьего регистров соединены соответственно с первым и вторым выходами первой группы блока управления, первый выход которого соединен с управляющими входами соответственно второго, третьего и первого коммутаторов, первый, второй и третий выходы второй группы блока уцравления соединены с управляющими входами сумматоров-вычитателей, с первого по третий выходы первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей соединены соответственно с первым, вторым и третьим информационными выходами устройства, второй выход блока управления является выходом сигнала окончания поворота устройства, вход вида преобразования и группа тактовых входов устройства соединены соответственно с одноименным входом и группой входов блока управления, отличающееся тем,что, с целью упрощения устройства за счет выполнения поворота вектора с постоянным шагом, устройство содержит счетчик и дешифратор, причем информационный вход счетчика соединен с входом четвертого аргумента устройства, счетный вход счетчика соединен с третьим выходом блока управления, информационные выходы счетчика соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входом признака нуля угла блока управления, вход анализа знака которого соединен с выходом старшего разряда счетчика, выход первого регистра со сдвигом на

К разрядов в сторону младших разрядов (К вЂ” константа поворота) соединен с первым информационным входом второго и третьего коммутаторов, выход второго регистра со сдвигом на К разрядов в сторону младших разрядов соединен с первым информационным входом первого и вторым информационным входом третьего коммутаторов, выход третьего регистра со сдвигом на К разрядов в сторону младших разрядов соединен с вторыми информационными входами первого и второго коммутаторов .

1361546

Составитель С. Куликов

Техред А. Кравчук Корректор Н. Король

Редактор Н.Тупица

Заказ 6291/48 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4