Устройство для преобразованиякоординат

 

О П И С А Н И Е „i 836636

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социапистическии

Респубики (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 07. 79 (21) 2790784/18-24 с присоединением заявки М (23 ) П риор итет (5l )Nl. Кл.

G 06 F 15/20

Гесудирстивииый кюиитит

СССР пв делам иаибретеиий и открытий

Опубликовано 07. 06.81 ° Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 09.06.81 (53) УДК681 ° 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Васильев и Н. Н. Иванова1

iV

1 .. ... (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначена для использования в специализированных цифровых вычислительных устройствах.

Известно арифметическое устройство (1), содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя и два коммутирующих блока и элемент И, которое реализует алгоритм Волдера для ( преобразования координат и построе" ния вектора и наряду с этим позволяет вычислять обратную величину г=,1

Х

Недостатком этого. устройства является то, что оно не позволяет изменять направление поворота системы координат на противоположное при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую, повернутую относительно первой.

Известно также устройство (21, которое реализует алгоритм Волдера для преобразования координат и построения вектора и позвопяет выполнять коррекцию модуля вектора путем введения дополнительной операции поворота сис: темы координат на угол P =arcsin<и (где К=l. 6467602). Это устройство также не позволяет изменять направ-, ление поворота системы координат на противоположное при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую, повернутую относительно первой.

Наиболее близким по технической !

6 сущности к изобретению является арифметическое устройство, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя, два коммутирующих блока, блок памяти, элемент И,. коммута °

1% тор и олок анализа знака.

Преобразование прямоугольных координат в полярные осуществляется в два этапа. На первом этапе реализуется решение формул х (х cosH + 5 In & (1)

K(y cose — х sin& ) р где K=1.6467602... - коэффициент, свойственный алгоритму Волдера и заХ = V(XCOSe — y ЬI П Р)

g =K(ycos9+ xsirIP) 45 где К=1,6467602... коэффициент, свойственный алгоритму Волдера и зависящий от числа итераций; — коэффициент, принимающий зна50 чения "1, +1 в зависимости от заданного направления поворота системы координат.

Работа устройства при повороте сис темы координат по часовой стрелке ($ +1) не отличается от работы прототипа так как при этом управляющее воздействие (0,1) проходит с выхода блока анализа знака 12 через блок инверсии 16 на управляющие входы сум3 8366 висящий от числа итераций. При этом в устройстве выполняется поворот коорди наткой системы на такой угол 8, при котором у = О. В результате имеем

1 угол О, равный аргументу вектора, I1 5 и модуль вектора х =К x + у kr ,увеличенный в К раз.

На втором этапе реализуется решение формул

10 при фиксированном значения 4 =a rCs i n-2

° 1 15 2

Если в формуле (2) x=Kr, y=0 и

У t з1п Р=-, то имеем скорректирован

К ный модуль вектора у =г.

Недостатком устройства является не20 возможность реверсировать направление поворота системы координат при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую.

Целью изобретения является расши25 рение функциональных возможностей устройства для преобразования координат за счет выполнения преобразования координат при повороте координатной системы как в положительном, так и в от30 рицательном направлениях.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования координат, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя

35 два коммутирующих блока, блок памяти, элемент И, коммутатор знаков и блок анализа знака, выходы младших разрядов первого, второго и третьего сдвиговых регистров соединены с первым вхо10 дами соответственно первого, второго . и третьего сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены со входами старших разрядов соответственно первого, второго и третьего сдвиговых регистров, разрядные выходы первого. и второго сдвиговых регистров соедииены с разрядными входами первого и второго коммутирующих блоков соответственно, выходы первого и второго коммутирующих блоков соединены соответственно со вторыми входами второго и первого сумматоров-вычитателей, второй вход третьего сумматора-вычитателя — с первым выходом блока памяти, второй выход которого через элемент

И соединен со вторым входом третьего сдвигового регистра, управляющий вход элемента И соединен с первым управ36 ° 4 ляющим входом устройства, выходы знаковых разрядов второго и третьего сдвиговых регистров соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, а третий и четвертый входы коммутатора соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами устройства выход коммутатора соединен с входом блока анализа знака, выход которого соединен с управляющим входом третьего сумматора-вычитателя, дополнительно введен блок инверсии управляющего воздействия, первый вход которого подключен к выходу блока анализа знака, второй вход -к четвертому управляющему входу устройства, а выход — к управляющим входам первого и второго сумматора-вычитателей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — вариант принципиальной схемы блока инверсии управляющего воздействия.

Устройство. содержит сдвиговые регистры 1-3, сумматоры-вычитатели 4-6, коммутирующие блоки 7 и 8, блок памяти, 9, элемент И 10, коммутатор 11, блок анализа знака 12, управляющие входы 13-15,блок инверсии управляющего воздействия 16 и четвертый управляющий вход 17.

Устройство благодаря введению в его состав блока инверсии управляющего воздействия позволяет выполнять преобразование координат при переходе от одной прямоугольной системы координат в другую, повернутую относительно1первой на угол 1 по формуле

45

Формула изобретения

Устройство для преобразования координат, содержащее три сдвиговых регистра, три сумматора-вычитателя, два 50 коммутирующих блока, блок памяти, элемент И, коммутатор, блок анализа знака, причем выходы младших раэ5 8366 маторов-вычитателей 4 и 5 без изменения.

В случае необходимости изменения направления поворота системы координат на противоположное (> -1) на

5 четвертый управляющий вход 17 устройства подается признак "Реверс", присутствующий на этом входе как и признак операции преобразования координат на входе 15, на протяжении всей операции. При этом блок инверсии управляющего воздействия 16 вырабатывает инверсное значение управляющего воздействия q„, которое изменяет режим работы сумматоров-вы- д читателей 4 и 5 на противоположный по сравнению с предыдущим случаем, когда сигнал "Реверс отсутствует, что вызывает изменение направления поворота системы координат.

Реверсирование направления поворота системы координат может быть полезным также и при коррекции модуля вектора, выполняемой путем поворота системы координат на угол Р = 25

= arcs и -„ . Если на втором этапе преобразования прямоугольных координат в полярные, когда выполняется коррекция модуля, на четвертый управляющий вход 17 устройства подать 30 сигнал "Реверс", то в регистре 2 будет получен дополнительный код модуля вектора, т.е. будет вычислено знеченне -1 х + уе, что полезна, например, при последующем использова- 35 нии величины модуля вектора в преобразователях код-временной интервал: дополнительный код вектора поступает в счетчик, на который поступают также импульсы счета, временной интервал 40 между импульсом начала счета и импульсом переполнения счетчика пропорционален величине модуля.

36 6 рядов первого, второго и третьего сдвиговых регистров соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены с входами старших разрядов соответственно первого, второго и третьего сдвиговых регистров, разрядные выходы первого и второго сдвиговых регистров соединены с разрядными входами первого и второго коммутирующих блоков соответственно со вторыми входами второ" го и первого сумматоров-вычитателей, второй вход третьего сумматора-вычитателя соединен с первым выходом блока памяти, второй выход которого через элемент.И соединен со вторым входом третьего сдвигового регистре, а управляющий вход элемента И соединен с первым управляющим входом устройства, выходы знаковых разрядов второго и третьего сдвиговых регистров соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, а третий и четвертый входы коммутатора соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами устройства, выход коммутатора соединен с входом бло-. ка анализа знака, выход которого соединен с управляющим входом третьего сумматора-вычитателя, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет выполнения преобразования координат при повороте координатной системы как в положительном, так и в отрицательном направлениях, в него дополнительно введен блок инверсии управляющего воздеиствия, первый вход которого подключен к выходу блока анализа знака, второй вход — к четвертому управляющему входу устройства, а выход — к управляющим входам первого и второго сумматоров — вычитателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1l 547765, кл. G 06 F 7/38, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N 568947, кл. С 06 F 15/20, l977 (прототип).