Устройство для вычисления элементарных функций

 

Союз Советскин

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 697994 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.12.76 (21) 2428244/18-24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (5l)M. Кл;

G 06 F 7/38

Гкударстеенный неинтет

СССР на делам нзобретеннй н етнрытнй

Опубликовано 15.11.79. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.11.79 (53) УДК

681325 (088.8) (72) Автори изобретения

Б. И. Рувинский и С. А. Селютин (7ii) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ

ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для аппаратной реализации элементарных функций в ЦВМ.

Известны устройства, в которых исполь5 зуется итерационньит алгоритм, допускающий аппаратную реализацию элементарных функций (1).

Недостатком известного устройства является невозможность возведения в степень.

Наиболее близко к предлагаемому по тех- нической сущности устройство для вычисления элементарных функций, содержащее первый, второй и третий регистры сдвига, первый, второй и третий, сумматоры-вычитатели, блок элементов. И, информационные вы. ходы регистров сдвига соединены с первыми входами соответствующих сумматоров- вычитателей,выходы . которых соединены со входами соответствующих регистров сдвига и с соответствующими выходными шинами устройства, разрядные выходы второго регистра сдвига соединены со входами элементов И блока, правляющий вход которого подключен к первой входной шине устройства, вторая н третья входные шины устройства соединены соответственно с управляющими входами uepBoI0, второго и третьего сумматоров-вычитателей и со вторым входом третьего счмматора вычитателя (2).

Однако в наборе базовых функшй укаэанного устройства также отсутствует операция возведения в степень, которая часто встречается при выполнении вычислений в

ЦВМ.

Цель изобретения — расширение класса вычисляемых функций за счет выполнения операции возведения в степень и (где и целое положительное число) .

Указанная цель достигается тем, что информационный выход второго регистра сдвига соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя, а выход блока элементов И вЂ” со вторым входом второго сумматора-в ычитателя.

На чертеже изображена структурная схема устройства для вычисления элементарных функций.

697994 к — = П (4+2 ") "

1=1 где к — разрядность чисел у и х; ц,,;, =0,1..., Для этого используются соотношения

15 „,„=2(Ч„- „х„.q

Х =Х +с .g ",3Ц

20 „= (3-М, Х =Х;

При этом: 1, если „> Х„

t(Q, еслибы- (х

1 1

i =1,2,к

Одновременно с выполнением (1) формируются цифры Q. = n- с 30

На втором этапе вычисляется величина с помощью соотношений

X М (1) 1 6) ,„",1=Х +

С1

Х (1-1) (l )

С 1

=Х

1 = К,..., Д,4

Э=О "Q.

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе вычисления производится по соотношениям (1). В регистры 1 и 2 засылаются начальные значения у и х, а регистр 3 обнуляется.. На i-ом шаге вычисления из внешнего устройства управления по входной шине 9 на управляющий вход сумматора-вычитателя 4 поступает сигнал, формирующий разность (у — х), которая поступает с выхода сумматора-вычитателя 4 на вход регистра 1. Затем происходит сдвиг регистра 1 влево на один разряд. Таким образом, в регистрах 1 и 2 сформированы величины y1 =. 2 (у — х) и х = х, à регистр 3 готов к накоплению цифр Q . На

50

Устройство содержит первый, второй и третий 1 Ъ и 3 регистры сдвига; первый, второй и третий 4, 5 и 6 сумматоры-вычитатели; блок 7 элементов И; первую, вторую и третью 8, 9, 10 входные шины устройства; выход- 5 ные 11, 12, 13 шины устройства.

Устройство может работать при произвольном основании системы счисления, В случае двоичной системы счисления устройство работает по следчюшемч алгоритму. 10

На первом этапе величина У/Х (У фь Х:» О) представляется в виде произвецения. I-м шаге вычислений из устройства управления по входной шине 9 на управляющий вход сумматора-вычитателя 4 поступает сигнал, формирующий разность (ӄ— x ) в регистре 1. Одновременно с этим происходит сдвиг регистра 3 влево на один разряд.

По выходной шине 11 в устройство управления поступает знак разности (у — х .).

1 1

Если разность отрицательна, то происходит восстановление величины у . Для этого из

1 устройства управления по входной шине 9 на управляющий вход сумматора-вычитателя

4 поступает сигнал, осуществляющий прибавление содержимого регистра 2 к содержимому регистра 1, после чего происходит сдвиг регистра 1 влево на один разряд и переход к (i + 1)-ому шагу вычислений. При положительной разности из устройства управления по входной-шине 8 на управляющий вход блока 7 элементов И поступает сигнал формирующий величину 2 . х„. на выходе этого блока.

По входной шине 9 на управляющий вход сумматора-вычитателя 5 из устройства управления поступает сигнал, формирующий величину х, = х„+ 2,"х „в регистре 2. Одновременно с этим по входной шине 10 из устройства управления на второй вход сумматора-вычитателя 6 поступает величина "П", которая прибавляется к млацшему разряду регистра 3 с помощью сигнала, поступающего со входной шины 9 на управляющий вход этого сумматора-вычитателя. При этом проис- ходит также сдвиг регистра 1 влево на один разряд. На этом очередной шаг вычислений заканчивается. Процесс повторяется, таким образом, к." раз (i = 1,2...к).

На втором этапе вычисления производятся в соответствии с соотношением (2). В начале в регистр 2 засылается величина Х " =1. о

Очередной i-й шаг вычислений начинается с того, что в устройство управления по выходной шине 13 поступает значение младшего разряда регистра 3. Если этот разряд равен нулю то производится сдвиг регистра

3 вправо на один разряд и переход к следующему (i — 1)-ому шагу. В противном случае из устройства управления по входным шинам 8 и 9 поступают сигналы, формирующие 1> «> -<, (i1 величину x +„=- x + 2 х,„в регистре

2, а по входной шине. 10 поступает величина "— 1", которая прибавляется к младшему разряду регистра 3 с помощью сигнала, поступающего со входной шины 9 на управляю щий вход сумматора-вычитателя 6. Накопление в регистре 2 происходит до тех пор, по697994

ЦНИИПИ Заказ 6562/16 Тираж 780 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ка младший разряд регистра 3 не обнулнтся.

На этом очередной шаг вычислений заканчивается. Описанный процесс повторяется к раз (i = к, ... 2,1), после чего в регистре 2 образуется величина Х --(†), которая (4) g n может быть считана с выходной шины 12.

Формула изобретения

Устройство для вычисления элементарных о функций, содержащее первый, второй и третий регистры сдвига, первый, второй и третий сумматоры-вычитатели, блок элементов

И, информационные выходы регистров сдвига соединены с первыми входами соответству- 15 ющих сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены со входами соответствующих регистров сдвига и с соответствующими выходными шинами устройства, разрядные выходы второго регистра сдвига соединены со входами элементов И блока, управляющий вход которого соединен с первой входной

6 м шиной устройства, вторая и третья входные шины устройства соединены соответственно с управляющими входами первого, второго н третьего сумматоров-вычитателей н со вторым входом третьего сумматора-вычитателя, отличающееся тем,что,с целью расширения класса вычисляемых функций за счет выполнения операции возведения в степень и (где n — целое положительное число) информационный выход второго регистра сдвига соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя, а выход блока элементов И соединен со втооым входом второго сумматора-вычитателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 330449, кл. G 06 F 7/38, 1970.

2. Volden l. Е. The Cordic trigonometric

Computing technique. IRE Transactions on

Electronic Computers, vol. ЕС-8, September, 1959.