Цифровой генератор функций

 

О П И (A H И Е ()894692

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (5l)M. Кл.

G 06 F 1/02 (22)Заявлено 28. 04 . 80 (21)291 51 86/1 8-24 с присоединением заявки М— фЬауАэрстмнный камнтвт

СССР аа аелаи кзобретеннй и открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 30.12.81. Бюллетень М 48 (53) УДК 681.3 (088.8) Дата опубликования описания 30.12.81

Ленинградский ордена Ленина электротехни им. В. И. Ульянова (Ленина} и — инс-ти-тут (7т} Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах для воспроизведения функциональных зависимостей при жестких требованиях к объему запоминающего устройства.

Известен цифровой генератор функций, содержащий блоки памяти, регистры, коммутаторы, блок сдвига (1).

Недостатком известного генератора является большой объем аппаратурных затрат.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой генератор функций, содержащий два регистра, дешифратор, два блока памяти, блок умножения, сумматор, два коммутатора, состоящие из элементов И, ИЛИ (2 1.

Однако в известном генераторе в цифровой форме воспроизводится кусочно-линейная функция, интерполирующая исходную функцию на системе двоичнорациональных узлов х =j/2, j=0,1,„,,2

Для этого требуется хранить 2 N значений функции в узловых точках и 2 значений производной функции в этих же точках. В общей сложности данный метод требует 21 ячеек памяти в двух запоминающих устройствах.

Цель изобретения — упрощение цифрового генератора функций.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой генератор функций, со10 держащий регистр старших и регистр младших разрядов аргумента, дешифратор, блок памяти, блок умножения, сумматор, коммутатор, элементы И, причем выходы регистра младших разрядов ар15 гумента подключены к первой группе входов блока умножения, выходы которого подключены к первой группе входов сумматора, выходы сумматора являются выходами цифрового генератора функций, выходы дешифратора подключены к управляющим, а выходы блока памяти - к информационным входам коммутатора, выходы которого подключены

4692 4

Принимая обозначение pj=f(x. «)-f(x.), получаем (21

1® "- 2 61+2"(Х-X,)Ь3;Х. Х Х

4=о

Таким образом, при фиксированном

Значении аргумента х на регистрах уст ройства- содержимое счетчика пробегае1 значения от 0 да j, т.е. номера участ ков аппроксимации от первого до текущего. При этом накапливаются значения Ai хранящиеся в блоке 6 памяти, и затем вычисляется искомое значение аппроксимирующей функции у(х) в соответствии с 2 путем одного умножения и,одного сложения.

Выполнение операции 2 (х-х.) при х.. х х „ автоматически реализуетсл интерпретацией кода аргумента х х х ...х х1 „...х,„; x(Я 0; 1) в виде правильной двоичнои дроби хы+1...х, в которой запятая фикси" руется перед старшим разрядом.

В исходном положении на накаплива ющем сумматоре 8 устанавливается код значения 1(хо), счетчик 4 устанавли" вается в положение "0". В блоке 6 памяти находятся значения первых разностей ), j =0,1,2,...2"- 1.

На регистры 1 и 2 принимаетсл код значения аргумента. Так как содержи" мое регистра 1 не равно содержимому счетчика 4, то на выходе схемы 3 сравнения кодов имеетсл сигнал "0".

Следовательно, сигнал "1" с выхода элемента HE 13 открывает элемент

И 14 и группу элементов И 10.

На счетчик:4 через элемент И 14 поступают тактовые импульсы, заполняющие счетчик 4. Содержимое счетчика 4 постоянно дешифрируется дешифратором 5 из блока памяти 6 через коммутатор (элементы И 11, ИЛИ 12 ) и группу элементов И 10 значения первых разностей поступают на накапливающий сумматор 8, где суммируются в соответствии с (1).

На j"îì такте содержимое счетчика

4 оказывается равным содержимому ре" гистра 1 (старшим разрядам аргумента).

Срабатывает схема 3 сравнения кодовна ее выходе появляется сигнал "1", Прекращается заполнение счетчика 4 тактовыми импульсами и закрываются поступившей на накапливающий сумматор 8, оказывается разность Е «. Од" нако на вторые входы блока 7 умножения из блока 6 памяти поступает знако второй группе входов блока умножения, содержит схему сравнения, счетчик, накапливающий сумматор, элемент НЕ и дополнительный элемент И, причем выходы регистра старших разрядов аргумента подключены к первой группе входов схемы сравнения, а выходы счетчика - ко второй группе входов схемы сравнения и входам дешифратора, выход схемы сравнения через Io элемент НЕ подключен к первым входам элементов И и первому входу дополнительного элемента И, вторые входы элементов И подключены к выходам коммутатора, выходы элементов И подключены ко входам накапливающего сумматора, выходы которого подключены ко второй группе входов сумматора, второй вход дополнительного элемента И подключен к тактовому входу цифрового генератора функций, а выход дополнительного элемента И - ко входу счетчика.

На чертеже представлен цифровой генератор функций, функциональная схема.

Цифровой генератор функций содержит регистр 1 старших и регистр 2младших разрядов аргумента, схему 3 срав" нения, счетчик 4, дешифратор 5, блок

6 памяти, блок 7 умножения, накапливающий сумматор 8, сумматор 9, рлементы И 10, коммутатор, состоящий из элементов И 11, ИЛИ 12, элемент НЕ l3, дополнительный элемент И 14, тактовый вход 15.

В генераторе в цифровой форме вычисляется значение кусочно-линейной функции у(х), интерполирующей заданную к воспроизведению функцию f(x) по системе двоичйо-рациональных узлов х-=j/2 при j=0,1,. „2,когда значение

46 аргумента фиксируется в двух регистрах так, что старшие разряды располагаются в первом регистре, а младшие" во втором.

Значение генерируемой кусочно-ли- 4S нейной функции при фиксированном ар" гументе х вычисляется в соответствии с формулой

f(x +«)-1() ч(x)= (х )+(х х>) ц so х «хх;„„, 3 где f(x ) является значением исходной Функции Г(х)в узловойточке х *)/g элементы И 10. Последней разностью>

Это значение вычисляется в устрои стве следующим образом. -Л

У(х, 1= 7,Я(х„„)-f(x„.))+%(xo) (1) =о

5 8946 чение разности hj, соответствующее установленному на счетчике номеру участка аппроксимации.

Производится переменожение по (2 ) младших разрядов аргумента х и разности h j, и затем в сумматоре 9 образуется искомое значение аппроксимирующей кусочно-линейной функции у(х).

ФФ

Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным объ" емом памяти уменьшается ровно.в два раза..формула изобретения

Цифровой генератор функций, содержащий регистр старших и регистр младших разрядов аргумента, дешифратор, блок памяти, блок умножения, сумматор, коммутатор, элементы И, причем выходы регистра младших разрядов аргумента подключены к первой группе входов бло- а ка умножения, выходы которого подклю" чены к первой группе входов сумматора, выходы сумматора являются выходами цифрового генератора функций, выходы дешифратора подключены к управляю- 5з щим, а выходы блока памяти - к информационным входам коммутатора, выхо92 . Ь ды которого подключены ко второй груп" пе входов блока умножения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения цифрового генератора функций, он содержит схему сравнения, счетчик, накалливающий сумматор, элемент

НЕ и дополнительный элемент И, причем выходы регистра старших разрядов аргумента подключены к первой группе входов схемы .сравнения, а выходы счетчика - ко второй группе входов схемы сравнения и ко входам дешифратора, выход схемы сравнения через weмент НЕ подключен:к первым входам элементов И и первому входу дополнительного элемента И, вторые входы элементов И подключены к выходам коммутатора, выходы элементов И подключены ко входам накапливающего сумматора, выходы которого подключены ко второй группе входов сумматора, второй вход дополнительного элемента И подключен к тактовому входу цифрового генератора функций, а выход дополнительного элемента И - ко входу счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

И 711556, Ka. G 06 F 1/02, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР

У 504195, кл. G 06 F 1/02, 1974 (прототип).

894692

Составитель В, Байков

Редактор Е. Дичинская Техред 3, фанта Корректор С. Щомак

Заказ 11489/77 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППп "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4