Вычислительное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

«ii 985784 (6) ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20,07.81(2 I ) 3317905/18 24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 06.01.83 (5т)М. К,й.

G06 F 7/552

3Ьаударстесниый комитет

СССР ио делан изобретений и открытий (53) УДК681.325 (088.8) В. П. Бородин, В.М. Риндеров, С.И. Нитиевский... Ноттева и В. Н. Радкевич (72) Авторы изобретении (71) Заявитель (54} ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО т

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в спецтталвзирова нных цифровых устройствах обработки дискретной информации, в частности для .обработки координатной информации.

Известны устройства для вычисления квадрат ного корня из суммы квадратов двух чисел,содержатцие сумматоры, бло- ки сдвига и блок управления f1 ).

Недостатком этих устройств является их ограниченная область применения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сутцности является устрой ство для вычисления квадратного корня из суммы квадратов двух чисел, содержатцее регистры операндов, сумматор, группы элементов И, группы элементов

ИЛИ, регистр сдвига, распределитель импульсов и соответствуютцие связи (2).

Устройство функционирует в соответ ствии с приближенной зависимостью

1,5VA +B IA I+ IB 1+0,5 (А - IB 0.

Недостатком данного устройства является ограниченная область применения, la именно невозможность применять его ,в системах управления, где возникает необходимость вычислять расстояние меж

5. ду двумя точками заданными координа тами Х и У. Кроме того, наличие коэффициента, равного 1,5, усложняет эко. плуатацию устройства, так как необходимо осутцествлять пересчет.

Бель изобретения - расширение области применения устройства за счет вычисления функций (расстояния между двумя произвольными точками). в орта

35 гональной системе координат.

Поставленная цель достигается тем, что в вычислительной устройство, содержатцее первый, второй и третий регистры, блок распределения импульсов, nepeyzo вторую, яретью и четвертую группы эле ментов И, группу элементов ИЛИ, сумматор, причем первый выход блока рас пределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй и третьей групп соединены с со» ответствующими разрядными выходами соответственно первого, второго и третьего регистров, выходы элементов И пер- IÎ вой, второй, третьей и четвертой групп соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходи которых 1 соединены с соответствующими разрядНг IMH входами сумматора, дополнительно )5 введены четвертый регистр и блок деления, причем шестой выход блока распределения импульсов соединен с первым управпяющим входом блока деления, второй управляющий вход которого соединен 2О с седьмым выходом блока распределения импульсов,:восьмой выход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра, второи управляющий вход которого соединен с девятым выхо- г5 дом блока распределения импульсов, десятый выход которого соединен с первыми управляющими входами второго и третьего регистров, одиннадцатый выход блока рас— пределения импульсов соединен с вторым щ управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход четвертого регистра соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов, двенадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом первого регистра, первый информационный вход которого соединен с первой входной информационной шиной устройства и первым 4 информационным входом третьего регистра, второй информационный вход которого соединен с вторым информапионным входом первого регистра, информационным выходом сумматора, информационным входом блока деления и первым информационным входом второго регистра, третий управляющий вход которого соединен с тринадцатым выходом блока распределения импульсов, четырнадцатый выход кс

50 торого соединен с вторым управляющим входом третьего регистра, третий управляющий вход которого соединен с девятым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с четвертым управляющим входом третьего регистра, второй информационный вход второго регистра и первый информационный вход четвертого регистра соединены. с второй входной информационной шиной устройства, разрядные выходы четвертого регистра соединены с вторыми входами элементов И четвертой группы.

На фиг.. 1 представлена структурная схема вычислительного устройства; .на фиг. 2 — график, поясняющий вычисление расстояния между двумя произвольными точками в ортогональной системе координат; на фиг. 3 - вариант функциональйой схемы блока распределения импульсов; на фиг. 4 - временная диаграмма работы блока распределения импульсов; на фиг. 5 — вариант функциональной схемы блока деления.

Устройство (фиг. 1) содержит первый,..., четвертый регистры 1 — 4, блок

5 распределения импульсов, первую,..., четвертую группы элементов И 6 — 9, группу элементов ИЛИ 10, сумматор 11, блок 12 деления, первую, вторую вход» ные шины 13 и 14.

Регистры 1 — 4 предназначены для промежуточного хранения информации и выполнены в виде параллельных регистров, запись в регистры 1 - 3 может осуществляться с двух направлений, в регистр 4 - с одного направления, регистры 1 и 3 имеют прямые выходы 2 и 4 инверсные, регистр 3 может осуществлять сдвиг информации, хранящейся в регистре, на один разряд влево по управляющрму сигналу.

Блок распределения импульсов (фиг. 3) содержит генератор 15, распределитель

16 импульсов, элементы ИЛИ 17 - 22, выходы блока 5 распределения капульсов отадо . ц.

Блок деления (фиг. 5) предназначен для деления двоичного кода числа на три и содержит последовательно соединенные одноразрядные вычислители, состоящие из полусумматоров 23, элементов 24 сложения по модулю, элементов И 25, элементов ИЛИ 26.

Группы 6 — 9 элементов И, группы

10 элементов ИЛИ предназначены для организации прохождения информации в сумматор 11 .

Сумматор 11 предназначен для выполнения операпии сложения.

При вычислений расстояния между двумя произвольными точками в ортогс нальной системе координат учитывалесь следующее.

Первая точка описывается координаTBhgjf Х1, У1 (фиг. 2.) > BTOperr точка QIIII» сывается координатами Х, У . Расстояние между двумя точками

Воспользовавшись приближенным вы- 5 числением квадратного корня из суммы квадратов двух чисел, предложенным в прототипе, где

l.,Щ)А +В =I A I+I B I+0,B! IA)-(В)), представим формулу (1) в виде

l,5 (- ) -(Х„-Х ) +

+ (У,-У ) +0,5((Х„-Х )-(У.,-У,)3 или

1,5 Ь (Х -Х ) + (У, -У ) +0,5/

-3

l5

/(x„-Hg-(w -w ), Откуда или

2/(Х -Х +(У »У )+/(Х.)-Ху)-(У -У )

3 (2)"

Предлагаемое устройство функционируется в соответствии с формулой (2).

Управляющие сигналы формируются в блоке 5 в соответствии с временной диаграммой (фиг. 4).

ЭО

Упраишюший сигнал Т., через выходы а, б, в, г блока 5 распределения импульсов поступает на входы обнуления регист, ров 1 - 4 блока 12 деления и сумматора

11, устанавливая их в исходное состояние.)5

По сигналу Т (выход д) происходит запись с входных шин 13 и 14 координат первой точки Х н У1 соответственно в регистры 1 и 3. По сигналу Т (ЙМход е) происходит запись с входных шнн 13 и 0

14 координат второй точки Х и У> соот ветственно в регистр 2 и 4. Сигнал Т+ (выход ж), поступая на управляющий вход группы элементов И, разрешает прохса .дение информации из регистра 1 через: 45 группу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11.

Сигнал Т (выход з), поступая на управляющий вход группы элементов И 7, разрешает прохождение информации с инверсных выходов регистра 2 через груп 5о пу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11, где происходит сложение

/(х )+(-х )//(X ) -(х )/-(х,-х ).

Если в результате сложения йоявилась единица переполнения, то она прибавляет55 ся к младшему разряду содержимого сумматора 11, в противном случае содержи мое сумматора инвертируэтся.

Одновременно сигнал Т через выход а поступает на вход обнуления регистра

1, устанавливая его,в исходное coегоa ние. Сигнал Т (выход и), поступая на . вход регистра 1, разрешает запись в не» го содержимого сумматора 11. Сигнал

Т> (выход r), поступая на вход обнуле ния сумматора 11, устанавливает его в исходное mегоus. Сигнал Т> (выход к), поступая на управляющий вход группы элементов И 8, разрешает прохождэние инфорлации из регистра 3 через группу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11. Сиг нал Т> (выход л), поступая на управля юший вход группы элементов И 9, раз. решает прохождение ) информанИи с инвероных выходов регистра 4 через группу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11, где происходит сложение

Й) (2) () (2.) (1 R)

Одновременно сигнал Т через выход 6 поступает на вход обнуления регистров

2 и 3, устанавливая их в исходное состоЯние. Сигнал Т1о (выход м), пост5)пая на вход регистра 2, разрешает запись в него содержимого сумматора 11. Сигнал

Т (выход ж), поступая на управляющий вход группы элементов И 6, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу элементов ИЛИ 10 в сумьи тор ll, где происходит сложение

/(У,-У )+(Х -X )/-(Х„-Х /+(У„- /.

Сигнал Т (входная шина 13), постуС пая на вход регистра 3, разрешает эа пись в него содержимого сумматора 11.

Сигнал Т. (выход о) поступая на управ ляющий вход регистра 3, осуществляет ц виг содержимого регистра на один разряд влево. Таким образом, в регистре 3 содержится значение равное 2Г(Х -Х5,) +

+(У.,-У ) j. Одновременно сигнал Т через выход г поступает на вход обнуле ния сумматора 11, устанавливая его в исходное состояние. Сигнал Т „(выход ж), поступая на управлякяций вход груп пы элементов И 6, разрешает прохождение информации из регистра 1 через группу элементов ИЛИ 10 в сумматорll °

Сигнал Т1 (выход з), поступая на уп равляющий вход группы элементов И 7, разрешает прохождение информации с gs» версных выходов регистра 2 через грувпу элементов ИЛИ 10 в сумматор 11, . где происходит. сложение ((Х -Х )+(-/У, -У /)) ((XÄ-X )=-(У,, У,) j.

Сигнал Т. (выход к), поступая на уд-.

9 85784 равляющий вход группы элементов И 8, разрешает прохождение информации, из регистра 3 через группу элементов ИЛИ

10 в сумматор 11, где происходит сло жение 5 ((Х.1-Х<) - v„-z ))+2 (x.-Х ) +

+ (У1-У0) + Г(Х -ХД)-(У„-У,) 3.

По сигналу Т,. (выход п) содержимое сумматора 11 поступает в блок

12 деления, где осуществляется деление двоичного числа на три. Таким образом, в блоке 12 деления содержится число

2j(X„-Õ )+(У -Ур))+((Х.у-Х ) -(У-УдЯ„ 15 ( т.е. в блоке 12 деления содержится вы; численное значение расстояния между двумя произвольными точками в ортогональной системе координат.

Информация из блока 12 деления может быть использована для дальнейшей обработки или выводится на регистрирующие или отображающие элементы.

ЭффектИвНость Изобретення заключает- 45 ся в расширении области применения устройства за счет вычисления расстояния между двумя произвольными точками в ортогональной системе координат.

Это достигается за счет выделения новых 50 связей между блоками устройства и организации циклического использования регистров и сумматора.

Формула изобретения

Вычислительное устройство, содержащее первый, второй и третий регистры, блок распределения импульсов, первую, 40 вторую, третью и четвертую группы элементов И, группу элементов ИЛИ и сумматор, причем первый выход блока раопределения импульсов соединен с управляющим входом сумматора, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока распределения импульсов соединены с первыми входами элементов И соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп, вторые входы элементов И первой, второй и,третьей групп соединены с соответствующими разрядными выходами соответственно первого, второго и третьего регистров, выходЫ элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп сое-; динены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими разрядными входами сумматора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет вычисления функций в ортогональной системе координат, оно содержит четвертый регистр и блок деления, причем шестой выход блока распределения импульсов соедичен с первым управляющим входом блока деления, второй управляющий вход которого соединен с седьмым выходом блока распределения импульсов, восьмой выход которого соединен с первым управляющим входом первого регистра, второй управляющий вход которого соединен с девятым выходом блока распределения импульсов, десятый выход которого соединен с первыми управляющими входа ми второго и третьего регистров, одиннадцатый выход блока распределения импульсов соединен с вторым управляющим входом второго регистра и первым управляющим входом четвертого регистра, второй управляющий вход четвертого рсмгистра соединен..с седьмым выходом блока распределения к птульсов. двенадцатый выход которого соединен с третьим управляющим входом первого регистра, первый информационный вход которого соединен с первой входной информационной шиной устройства и первым информационным входом третьего регистра, второй информационный вход которого соединен с вторым информационным входом первого регистра, информационным выходом сумматора, информационным входом блока деления- и первым информационным входом второго регистра, третий управляю; » щий вход которого coenèíåé с тринад« цатым выходом блока распределения импульсов, четырнадцатый выход которого соединен с вторым управляющим входом третьего регистра, третий управляющий вход которого соединен с девятым выходом блока распределения импульсов, пятнадцатый выход которого соединен с чет вертым управляющим входом третьего регистра, второй информационный вход . второго регистра и первый информацион ный вход червертого регистра соединены с второй информационной шиной устройства разрядные выходы четвертого регистра соединены с вторыми входами элементов И четвертой группы.

Источники инфщмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 634271, кл. С 06 F 7/38, 1978.

2. Авторское свидетельство

N 627477, кл. С 06 F 7/38, 1977 (прототип) .

08Г> 784 а-7; Чу

Ф- r, vr>

Р- Tq г ДкТ vr» -rc г- Т> м- r, кт pr®

Я- 7уУТрр и.- Tg ю- Tg I Ту л -rt м - f

p - 7

u-. Ъ .» 6У

Ю

Е

Редактор H. Стащишина

Составитель В. Веннель

Текред Ж, Кастелевнч Корректор Г. Решетних

Заказ 10166/69 Тираж 731 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4