Цифровой генератор функции
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено200977 (21) 2528831/18-24 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет
Опубликовано 25.01.80. Бюллетень ¹ 3
Дата опубликования описания 30.01,80
Союз Советских
Социалистических
Республик
<" 711556 (1)Р К 2
G 06 F 1/02
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (Д) УД (681. 3 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. И. Потапов и A. Н. Флоренсов (71) Заявитель
Омский политехнический институт (5 4 ) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для àïïàратурной реализации аналитических функций в специализированных и универсальных быстродействующих цифровых вычислительных машинах.
Известен цифровой генератор функций, содержащий регистры, блоки постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), коммутатор и сумматор (1).
Наиболее близким техническим решением к данному предложенному является цифровой генератор функций, содержащий регистр младших и регистр старших разрядов аргумента,, первый второй и третий блоки памяти, первый, и второй коммутаторы, сумматор, буферный регистр, регистр результата, блок управления, причем выход регистра старших разрядов подключен к адресным входам первого, второго и третьего блоков памяти, выходы первого и второго блоков памяти через пер- 2 вый коммутатор подключены к первому., а выход второго коммутатора — ко вторсму входу сумматора, выход которого подключен ко входу буферного регистра и регистра результата, выходы блока управления подключены к управляющим входам первого и второго комму тат оров (2 ), Недостатксм известных генераторов функций является низкое быстродействие.
Целью изобретения является повышение быстродействия цифрового генератора функций.
Поставленная цель достигается тем, что цифровой генератор функций содержит четвертый и пятый блоки памяти, блок сдвига и формирователь знакового разряда, причем выход регистра младших разрядов аргумента подключен к адресному входу четвертого блока памяти, выход которого подключен к первому входу второго ксммутатора, выход сумматора подключен к адресному входу пятого блока памяти, (выхбд которого,а также выход буферного регистра подключены к соответствующим входам блока сдвига, выход блока сдвига подключен к иньормаЦионному, а выход третьего блока памяти — к управляющему входу йормирова« тепя знакового разряда, выход которого подключен ко второму входу вто" рого коммутатора.
Функциональная схема цифрового генератора функций показана на чер711556
Р М=НХ., ) - ь. Е (Хр), р)
Я5 (P.o aA+Lop Р(х) = (. î )+5
7 з накового разряда, регистр 8 старших разрядов аргумента, блоки памяти 9, 10, 11, коммутатор 12, буферный регистр 13, регистр результата 14, блок управления 15. Блоки памяти 2, 5, 9 „10, 11 могут быть реализо-, ваны в виде ПВУ. Вычисление значений функции производится на основе следующих соотношений. Для аргумента Х обозначим через Х число, образованное К старшими двоичными разрядами аргумента, где К вЂ” некоторый параметр (2 к m-1), m — длина двоичного кода числа х. Число Х. представляет собой узловые точки. Число, образованное (m-K) .младшими разрядами аргу лента Х, обозначим через Х так„что Х = Хо + дX. Тогда для любой дийференцируемой в рассматриваемой области изменения аргумента Х функции F имеет место разложение F (X ) = (Xо+ аХ > = F (X о)+ (Xo> +» Я где R — остаточный член. Для многих функций, в частности для функций, имеющих в рассматриваемой области изменения аргумента Х ограниченную вторую производную, можно найти такое значение параметра I< для данной конкретной функции F, что соответствующее ему значение остаточного члена R в (1) не превосходит половину величины младшего разряда формата чисел, используемых .в устройстве, При этом значении параметра К оказывается возможным вычислять значения требуемой функции по формуле где функция Sign определяется условием . 1, если Z "- 0 Sign (2) = О, если Е = О 1, если Е;О Вычисления по формуле (3) требуют хранения пяти таблиц для соответствующих значений функций F (Xo) Sign (F (Хо) ), Log Ь «g Р )(о1) 2 и йспользуют лишь операции выборки из таблиц и сложение. Перечисленные таблицы заносятся в ПЗУ 9, 11, 2, 10, 5 соответственно. Работа цифрового генератора функций ° осуществляется следующим образ ом. В первом такте хранящееся в регистре младших разрядов аргумента значение приращения х поступает на вход ПЛУ значений логарифма приращения аргумента 2 и с выхода этого ПЗУ значение логарифма приращения аргумента Poa h Х передается через коммутатор 3 на сумматор 4. ОднсЖременно, в этом же такте, хранящееся в регистре 8 старших разрядов аргумента значение узловой точки Х поступает на входы ПЗУ значения функции в узловой точке 9. ПЗУ значений логарифма модуля производной в узловых точках 10 и ПЗУ знака производной в узловых точках 11, образуя на их выходах „соответственно, значения Р()(,), Ео9 (Р ()(,)/ zè Sign (F (Xo)) . B первом такте коммутатор 12 подключает к сумматору 4 выходы ПЗУ значений логарифма модуля производной в узловых точках, так что на выходе сумматора 4 в результате сл.ожения поступивших на вход чисел (.ogpu ô,) fog g Х образуется значе2 ние 1о92 Ъ х IF (xp)(), характерис25 тика которого запоминается на буферном регистре 13, а мантисса передается на вход ПЗУ значений показательной функции 5. Во втором такте мантисса логарифЭО ма (og > (ьХ (Г (Х )!), поступившая на вход ПЗУ значений показательной функции 5, потенцируется таблицей, хранящейся в этом ПЗУ, и с помощью блока сдвига 6, учитывающим характеристику (. og g (лХ(1" (Х ), сдвигается на требуемое число разрядов, . образуя значение дХ Г (Xo)l) которое передается на формирователь 7 знакового разряда. Блок 7 в случае Sign IF (Xo)) = 1 на его управляющем входе выдает на выход число, поступающее íà ei" о вход, а при Sign(F (Х )) = -1 на управляющем входе образует дополнительный код из числа на входе, взятого с обратным знаком. На выходе блока 7 образуется значение аХГ (Х ) = Sign(F (Хо) ьХI F (Х )1 . Значение pe (Х ) поступает через коммутатор 3 в сумматор 4, складываясь со значением Г(Хд), поступившим в этом же такте через коммутатор 12 с выхода ПЗУ значений функции в узловых точках. В результате сложения образуется согласно (3) искомое значение Функции Г (Х), которое запоминается на регистре результата 14. Время Т вычисления значения функции в предлагаемом цифровом генераторе функции определяется формулой я вь 6 с в 60 и оказывается существенно меньше, чем в известном генераторе. Ф ормул а и з обрет е ни я Цифровой генератор функций, содер65 жащий регистр младших и регистр стар711556 Составитель В. Байков Редактор Э. Губницкая Техред g,Петко Корректор И. Шароши Заказ 9013/36 Тираж 751 Подпис ное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ших разрядов аргумента, первый, вто рой и третий блоки памяти, первый и второй коммутаторы, сумматор, буферный регистр, регистр результата, блок управления, причем выход регистра старших разрядов подключен к адресным входам первого, второго и тре- тьего блоков памяти, выходы первого и второго блоков памяти через первый коммутатор подключены к первому, а выход второго коммутатора — ко второму входу сумматора, выход которого 1 подключен ко входу буферного регистра и регистра результата, выходы блока управления подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия цифрового генератора функций, он содержит четвертый и пятый блоки памяти, блок сдвига и формирователь знакового разряда, причем вы- 2О ход регистра младших разрядов аргумента подключен к адресному входу четвертого блока памяти, выход которого подключен к первому входу второго кожлутатора, выход сумматора подключен к адресному входу пятого блока памяти, выход которого, а также выход буферного регистра йодключены к соответствующим входам блока сдвига, выход блока сдвига подключен к информационному, а выход третьего блока памяти — к управляющему входу формирователя знакового разряда, выход которого подключен ко второму входу второго коммутатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 504195, кл. G 06 F 1/02. 2. Авторское свидетельство СССР :по заявке Р 2415788/24, кл, G .06 F 1/02, от 20,04,77, 
