Устройство для вычисления тригонометрических функций

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях . Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит первый блок 1 формирования коэффициентов, первый блок 2 нормализации , первый вычитатель 3, первьш сумматор 4, второй сумматор 5, первый умножитель 6, второй умножитель 7, третий умножитель 8, четвертьй умножитель 9, пятый умножитель 10, третий сумматор 11 первый сдвиговый регистр 12, первый буферный регистр 13, второй буферный регистр 14, пятый умножитель 15, шестой умножитель 16, третий вычитатель 57, второй сдвиговый регистр 18, третий буферный регистр 19, восьмой умножитель 20, четвертый буферный регистр 2, второй блок 22 формирования коэффициентов , пятый сумматор 23, второй блок 24 нормализации, четвертый сумматор 25, второй вычитатель 26, вход запуска 27. 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 0 06F 7 548

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ЛС1, ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4148133/24-24 (22) 17.)1.86 (46) 30.1 0.88. Бюл. Н 40 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д. Калмыкова (721 В.Ф. Арсени, N.Е. Бородянский,, E.Ã. Евсеев,, E.Ã. Руда и И.Ф. Сурженко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1182515., кл. g 06 F 7/548, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1171785, кл. 0 Об F 7/548, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство

„„SU„„È34427 А1 содержит первый блок 1 формирования коэффициентов, первый блок 2 нормализации, первый вычитатель 3, первый сумматор 4, второй сумматор 5, первый умножитель 6, второй умножитель 7, третий умножитель 8, четвертый умножитель 9, пятый умножитель

10, третий сумматор 11, первый сдвиговый регистр 12, первый буферный регистр 13, второй буферный регистр

14, пятый умножитель 15, шестой умножитель 16, третий вычитатель 17, второй сдвиговый регистр 18, третий буферный регистр 19, восьмой умножитель 20, четвертый буферный регистр

2l, второй блок 22 формирования коэффициентов, пятый сумматор 23, второй блок 24 нормализации, четвертый сумматор 25, второй вычитатель 26, вход запуска 27. 3 Hrr.

1434427

Изобретение относится к вычисли.— тельной технике и может быть использовано в специализированных вычислителях.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства и блока управления на фиг- 2 — функциональная схема блока формирования коэффициентов, на фиг. 3 — схема блока нормализации.

Устройство содержит первый блок

1 формирования коэффициентов„ первый блок 2 нормализации, первьгй вычитатель 3, первый сумматор 4, второй сумматор 5, первый умножитель 6, ! второй 7, третий 8, четвертый 9 и пя— тый 10 умножители„ трет п1 сумматор 20

11, первый сдвиговый регистр 12, первый 13 и второй 14 буферные регистры, седьмой 15 и шестой 16 умножители„ третий вычитатель 17, второй

= г((! — — — )y..,+(1 1+1 i,i

1 1

+(-! где ь . = 0,1,2,..._#_-1, y, =. зЫ х, g- = сов х1 начальные у -- и ° хо у1 1 у1 уд „ у е э

Н вЂ” заданы исходя из точности вычислений, а(; д; — вычислительные параметры, х . х +1пв

f о

В блок 29 регистров заносятся значения начальных условий: у,, у„д у,, у „,, шаг решения — Н и ко1 личество точек интерВала воспроизведения функции N. По команде "Пуск с входа 27 константы из блока 29 ре45 гистров переписываются в соответствующие регистры, Н вЂ” в регистр 30, в регистр 13 у 1 в регистр

19, у „ вЂ” в регистр !4,, у „, — в регистр 21, и -- в счетчик 31. Блок 28 синхронизации вырабатывает циклические сигналы на выходах с первого по восьмой. В первом цикле на первом такте в блоках формирования коэффициентов 1 и 22 формируются коэффициенты соответственно Ы и р: е

j(l- - )у,о "(2 а в третьм вычитателя !7 — выражение сдвиговый регистр 18, третий буфер ный регистр 19, восьмой умножитель

20, четвертый буферный регистр 21, втОрой блок 22 формирования коэффициентов, пятый сумматор 23, второй блок 24 нормализации, четвертый сумматор 25, второй вычитатель 26 и вход запуска 27.

Блок управления образуют, например, блок 28 синхронизации, блок регистров 29, регистр 30, счетчик 31 и дешифратор 32.

Блок (22) содержит сдвиговые регистры 33 и 34, тригерр 35, элемент

И 36, генератор 37 импульсов. Блок, 2 (24 ) состоит из сдвиговых регистров 38 и 39, триггера 40, элемента

И 41 и генератора 42 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В основу работы предлагаемого устройства. положен-следующий алгоритм:

I ! 1 уг, „ у Уг, )

2 Р

На втором такте в блоках 2 и 24 нормализации формнруется у, /3„ у, /p,, на трЕтьем такте на выходах вычитателей 3 и 26 — число согласно выражениям: 1-у „ /,(, 1-y < / /3 = t, В сумматорах 1 и

24 — число согласно выражениям:

1 1

+y /а(=t, — — +y /p

1 0 о 3 2 о о

t< на выходах умножителей 5 и

15 — число согласно выражениям: у

1,о

"У g а /1I1î i У 1е У 2 î p,> H< четвертом такте на выходах умножителей 8 и 15— число согласно выражениям 1 у, Г т1у a,-, „на выходах умножителей Ь и 20 — число согласно выражениям:

У 1О yg< /0(в У 1, У,а /Po такте на выходах сумматоров 5 и 23 число согласно выражениям: t, у +

1,0

+ t>y,,, у, + t

1;-s О

1434427

Т(—, )y,, +(о

На седьмом такте в первом и втором и сдвиговых регистрах 12 и 18 происхо- от

5 дит запись и увеличение вдвое чисел чи с выходов первого сумматора 4 и треть- об его вычитателя 17 соответственно.Зна- ме чения sin x и сов х, полученные на эфф первом шаге решения; на восьмом так- 1п те с выходов регистров 12 и 18 зано- жи сятся в регистры .!3 и 14, стирая пре- го дьщущий результат. На этом завершается он первый цикл работы устройства. На вто- ми ром цикле в той же последовательности 15 вх за восемь тактов, используя в регист- бл рах 13 и 14 значения функций у.. . у,, со а в регистрах 19 и 21 — у „р, у, жи осуществляется вычисление значений ro функции в следующей точке у,, у g ° 20 бл

При этом в счетчике (циклов) 31 уста- ед навливается число и-1. Процесс вычис- за ления в последующих точках осущест- вых вляется в соответствующих циклах ед аналогично описанному до тех пор, 25 выч .пока на восьмом такте очередного цик- мо ла в счетчике 31 не установится куле- вт вая комбинация. В этом случае на ля выходе дешифратора (нуля) 32 уста- со навливается сигнал, приводящий к оста-30 выч новке блока управления и всего уст- го ройства в целом. ро

Формула изобретения

Устройство для вычисления тригоно- 35 метрических функций, содержащее три сумматора, четыре умножителя, первый сдвиговый регистр и блок управления, причем выходы первого и второго умножителей соединены с входами первых 4д слагаемых соответственно первого и второго сумматоров, вход второго слагаемого второго сумматора соединен с выходом третьего умножителя, первый .и второй выходы блока управления со- 45 единены со стробирующим входом третьего сумматора и входом сдвига первого сдвигового регистра соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены четыре умножителя, два сумматора, три вычитателя, два блока нормализации, два блока формирования коэффициентов, второй сдвиговый регистр и четыре буферных регистра, причем выхо-. ды первого и второго блоков формироФ вания коэффициентов соединены с входами параметра нормализации первого

1 второго блоков нормализации советственно, вход нормализуемого сла первого блока нормализации ъединен., с входом итерационной перенной первого блока формирования коициентов, входами первых сомнотелей третьего и четвертого умнотелей и соединен с выходом первобуферного регистра, вход итерациной переменной второго блока форрования коэффициентов объединен с одом нормализуемого числа второго ока нормализации, входами первых множителей пятого и шестого умнотелей и соединен с выходом второбуферного регистра, выход второго ока формирования коэффициентов соинен с входом параметра нормалиции второго блока нормализации, од первого блока нормализации соинен с входом,вычитаемого первого итателя, входом первого слагаего третьего сумматора и входом орого сомножителя пятого умножитевыход второго блока нормализации единен с входом вычитаемого второго итателя, входом первого слагаемочетвертого сумматора и входом вто.го сомножителя четвертого умножителя, выходы первого и второго вычитателей соединены с входами вторых сомножителей третьего и шестого умножителей соответственно,. выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с входами первых сомножителей второго и седьмого умножителей соответственно, выходы пятого и четвертого умножителей соединены с входами первых сомножителей первого и восьмого умножителей, входы вторых сомножителей второго и седьмого умножителей соединены с выходами третьего и четвертого. буферных регистров соответственно, выходы шестого и седьмого умножителей соединены с входами первого и второго слагаемых пятого сумматора, выходы второго и пятого сумматоров соединены с входом второго слагаемого первого сумматора и входом уменьшаемого третьего вычитателя соответственно, вход вычитаемого третьего вычитателя соединен с выходом восьмого умножителя, выходы первого сумматора и третьего вычитателя соединены с информационными входами первого и второго сдвиговых ре1434427 гистров соответственно, выходы первого и второго сдвиговых регистров яВляются Выходами соответстВенно синуса и косинуса устройства и соединены с информационными входами соответственно третьего H четвертого буферных регистров, первый тактовый выход блока управления соединен со стробирующими входами ,:. первого и второго вычитателей,,, четвертого и пятого умножителей и четвертого сумматора, второй такто-,вый выход блока управления соединен с входом сдвига второго сдвигового регистра, третий тактовый выход бло ка управления соединен со стробирую-, щими входами первого и второго бло" ков формирования коэффициентов, чет"

, вертый тактовый выход блока управ,ëåíèÿ соединен со стробирующими вхо-! .дами первого и второго блоков нор мализации, пятый тактовый выход бло-ка управления соединен со стробирую: щими входами умножителей с первого .по третий и с шестого по восьмой, шестой тактовый выход блока управле,ния соединен со стробирующимн входа,ми второго и пятого сумматоров, седь,мой тактовый выход блока управления

;соединен со стробирующими входами первого сумматора и третьего вычитателя, восьмой тактовый выход блока управления соединен с синхрониэирующими входами первого и второго буферных регистров, синхронйэирующие входы третьего и четвертого буферных . регистров соединены с шестым тактовым выходом блока управления, причем первый и второй блоки формирования

6 коэффициентов каждый содержат два сдвиговых регистра, триггер, элемент

И и генератор импульсов, причем стробирующий вход блока формирования ко5 эффициентов соединены с входом сброса триггера и входами записи первого и второго сдвиговых регистров блока формирования коэффициентов, входы ;-. сдвига первого и второго сдвиговых регистров которого соединены с выходом элемента И, первый и второй входы которого соединены с выходами генератора импульсов и триггера соответственно, выход старшего разряда первого сдвигового регистра соединен с входом, установки триггера, информационный вход первого сдвигового регистра соединен с входом итерацион-, ной переменной блока формирования коэффициентов, выход второго сдвигового регистра соединен с выходом блока формирования коэффициентов, первый информационный выход блока управле25 ния соединен с информационным входом первого буферного регистра, второй информационный выход блока управления соединен с информационным вхо-, дом третьего буферного регистра, р третий и четвертый информационные выходы блока управления соединены с входами начальной записи второго и четвертого буферных регистров соответственно, пятый информационный выход блока управления соединен с входами уменьшаемого первого и второго вычитателей, шестой информационный выход блока .управления соединен с входами вторых слагаемых

4О третьего и четвертого сумматоров;

1434427

Составитель С. Куликов

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор М. Максимишинец

Заказ 5555/50

Тираж 704 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