Устройство для вычисления функций тангенса

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 06 F 7/548 зсгсм »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblT (21) 3869905/24-24 (22) 18.03.85 (46) 07.01.88. Бюл. М 1 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (72) Ю.А.Плющ (53) 681.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1001093, кл. С 06 F 7/548, 1980.

Авторское свидетельство СССР

81 935950, кл. G 06 F 7/548, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ФУНКЦИЙ ТАНГЕНСА, содержащее генератор импульсов, элемент И, делитель, умножитель, два сумматора, коммутатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при вычислении функции тангенса от совокупности чисел, представляющих собой дифференцированную функцию, квантованную по уровню и по времени, устройство содержит два элемента ИСКЛЮЧАММЦЕЕ ИЛИ, два элемента

НЕ, схему сравнения, реверсивный счетчик, регистр, выход которого является выходом устройства и соединен с первым входом умножителя, входом первого слагаемого первого сумматора, вход начальных условий устройства соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторым входом умножителя, вход логической единицы устройства соединен с входом первого слагаемого второго сумматора, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого свя„„SU„„1365079 А 1 эан с выходом первого сумматора, выход делителя соединен с входом эапи1си регистра, синхровход которого соединен с выходом элемента И, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой является входом аргумента устройства, выход "Больше" схемы сравнения соединен с входом первого элемента НЕ, выход "Равно" схемы сравнения — с первым управляющим входом коммутатора, входом второго элемента НЕ, первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входом переноса второго сумматора, выход "Меньше" схемы сравнения соединен с вторым управляющим входом коммутатора, выход второго элемента

НЕ соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входом переноса первого сумматора, выход первого элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом первого слагаемого первого сумматора, выход умножаемого умножителя соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу второго слагаемого второго сумматора.

1365079

Изобретение относится к вычислительной технике, н частности к устройствам для обработки данных, и может быть использовано н различных информационно-измерительных и управляющих системах, н системах моделирования с аппаратурной реализацией функций, в устройствах дискретной обработки сигналов, везде, где необходимо вычислять значение тангенса от последонательности чисел, представляющих собой детерминированную функцию, квантованную IIQ уровню и по времени..

Цель изобретения — увеличение быстродействия при вычислении значений функции тангенса от совокупности чисел, представляющих собой детерминированную функцию, кнантонанную по уровню и по времени.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для вычисления функции тангенса.

Устройство содержит нходы 1-3, генератор 4 импульсов, элемент И 5, коммутатор 6, реверсивный счетчик 7, схему 8 сравнения, первый 9 и второй

10 элементы НЕ, первую 11 и вторую

12 группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, умножитель 13, первый 14 и второй 15 сумматоры, делительный блок 16, регистр 17 памяти и выход 18 устройства.

Коммутатор 6 двухпозиционный выполнен по схеме, реализующей табл,1.

Схема 8 сравнения предназначена для выработки потенциалов на своих выходах в соответствии с табл. 2, Первый вход реверсивного счетчика

7 является суммирующим, а второй— вычитающим входом.

Первые входы первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены поразрядно с третьим входом устройства, на который поступает значение tg 2 " где n — разрядность представления аргумента; 2 †.вес младшего разряда аргумента. Вторые выходы первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены между собой и с выходом второго элемента НЕ 10. Таким образом, на выходе первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, при значении нуля на выходе второго элемента НЕ 1О образуется положительное значение tg 2 представленное н прямом коде, При наличии единицы на выходе второго элемента

Аналогично, на выходе второй группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 образуются следующие величины: (tg x гд 2 " ) — прямой код положительного произведения при значении нуля на втором выходе схемы 8 сравнения, †(tg x;. tg 2 ) - дополнительный код отрицательного произведения при значении единицы на втором выходе схемы 8 сравнения, где tg x; — значение тангенса для аргумента х,, снимаемое с выхода регистра 17 памяти.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ренерсивный счетчик 7 и регистр 17 памяти обнулены (связи установки в нуль реверсивного счетчика 7 и регистра 17 памяти с целью упрощения схемы не показаны). На вход 2 подается значение единицы. Вход 1 предназначен для подачи на него кода аргумента х (в исходном состоянии на вход 1 поступает значение x=O), Для фиксиронанной запятой перед старшим разрядом значения аргумента х находится в пределах

Рассмотрим работу схемы устройства при поступлении на его вход кода х,. При изменении состояния реверсивного счетчика 7 по заднему фронту и при записи информации в регистр 17 памяти по переднему фронту синхро импульса, поступающих с генератора 4 импульсов, необходимым условием правильной работы устройства является то, что изменение значения аргумента должно быть непосредственно после заднего фронта синхроимпульсов ° Таким образом, при поступлении на вход

1 устройства кода аргумента х, после заднего фронта синхроимпульса схе1365079

По переднему фронту следующего синхроимпульса полученная на выходе блока 16 деления величина tg 2 запишется в регистр 17 памяти. При поступлении на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 заднего фронта синхроимпульса, счетчик переходит в состояние х = 00...010 = 2 "" ..На этом второй такт работы предлагаемого устройства закончен, На последующих тактах работы устройство работает аналогично до тех ма 8 сравнения выработает в соответствии с табл. 2 на своем первом выходе значение нуля, а на втором выходе — значение единицы. В этом слу5 чае на выходе первой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 образуется величина +tg 2 ", которая через первый сумматор 14 подается на первый вход делительноro блока 16. На выходе ум- 10 г ножителя образуется величина 0 tg 2 которая поступает через вторую группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 на первый вход второго сумматора 15. На выходе последнего образуется код

1 — O.tg 2 " = 1, который поступает на второй вход делительного блока 16.

Последний осуществляет операцию деления величины, находящейся на первом его входе на значение делителя, находящегося на втором его входе, т.е. на выход блока 16 деления обраtg 2 зуется код = tg 2, который по переднему фронту следующего син- 25 хроимпульса записывается в регистр

17 памяти. При поступлении на суммирующий вход реверсивного счетчика

7 заднего фронта синхроимпульса,счетчик переходит в состояние, равное х = 00...001 = 2,где единица младшего разряда равна весу младшего разряда аргумента х . На этом первый такт работы предлагаемого устройства закончен.

На втором такте на выходах соответствующих блоков образуются следующие значения величин: на выходе блока 11 8 2, на выходе блока 13

tg 2 . tg 2, на выходе блока 14 40

tg +tg =2tg 2, на выходе блока 12 -tg 2 ". tg 2 ", на выходе блока 15 1 — tg 2 " tp 2, на выходе блока 16 л

2-л 2 — С8 2-2 =с8 2

2 tg 2 и

1-tg 2 " tg 2 пор, пока значение кода на реверсивном счетчике 7 не сравняется со значением кода аргумента х, на входе 1 устройства. При этом на i-м такте на выходе делительного устройства образуется следующее значение: — n () еg x„„+с8 2

1-tg x,., tg 2"

При равенстве х, = x, на первом выходе схемы 8 сравнения вырабатывается значение единицы, которое через элемент НЕ 9 перекрывает поступление синхроимпульсов с элемента И 5 на вход коммутатора 6 и регистра 17 памяти.

При поступлении на вход 1 устройства нового значения х схема работает в соответствии с описанным алгоритмом ее функционирования. Однако, в отличие от работы известного устройства, устанавливать схему в нулевое исходное состояние нет необходимости, так при поступлении нового значения х z (например, х i х, ) на первом выходе схемы 8 сравнения в соответствии с табл. 2 вырабатывается нуль, а на третьем выходе — значение единицы. На первом такте нового этапа работы на выходах соответствующих блоков образуются следующие значения величин: на выходе блока 11

-tg 2 ", на выходе блока 13 tgx;tg2 на выходе блока 14 tg х, — tg 2 на выходе блока 12 tg х, tg 2 на выходе. блока 15 1 + tg х, tg 2

1 на выходе блока 16 — tg (х,-2 ) .

1+tg x, tg 2"

По переднему фронту синхроимпульса полученная на выходе делительного блока 16 величина записывается в регистр памяти ° При поступлении на вычитающий вход реверсивного счетчика

7 заднего фронта синхроимпульса счетчик переходит в состояние х

„1 (х, — 2 "). На этом первый такт работы устройства закончен.

В дальнейшем устройство работает аналогичным образом до тех пор, пока на реверсивном счетчике 7 не образуется значение кода. Численно равное новому значению кода аргумента х °

При этом на выходе регистра 17 памяти записана величина, равная tg x<. Количество тактов на втором этапе работы равно не величине аргумента х „, а разности х,-х

1365079

Таблица 1

Вход

I II III

I II

Таблица 2

Выход

Значение величин

III

0 а= Ь

a b а Ь

П р и и е ч а н и е. а — значение величины на первом входе схемы 8 сравнения;

b — значение величи о г г л О

Г1 Г3 Г1 на входах схемы сравнения

0 0 0

1 о .ллл о лп.л о ны на втором входе схемы сравнения.

1365079

Составитель 3.Шершнева

Редактор М.Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор В ° Гирняк

Заказ 6611/42 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4