RU2614931C1 - Device for calculating trigonometric functions - Google Patents

Device for calculating trigonometric functions Download PDF

Info

Publication number
RU2614931C1
RU2614931C1 RU2016106778A RU2016106778A RU2614931C1 RU 2614931 C1 RU2614931 C1 RU 2614931C1 RU 2016106778 A RU2016106778 A RU 2016106778A RU 2016106778 A RU2016106778 A RU 2016106778A RU 2614931 C1 RU2614931 C1 RU 2614931C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
register
cosine
sine
output
argument
Prior art date
Application number
RU2016106778A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Николаевна Гершунина
Инга Николаевна Булатникова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2016106778A priority Critical patent/RU2614931C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614931C1 publication Critical patent/RU2614931C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

FIELD: physics, computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to computer engineering, specifically special-purpose computers. The technical result is achieved by a device for calculating trigonometric functions, which comprises sine and cosine registers, increment registers of the same values, two converters for converting direct code into complementary code, connected, besides by connections between said units, with a clock pulse generator, a memory unit and an argument counter.
EFFECT: method of removing limitations on an argument of calculated functions in the range from 0 to + when calculating trigonometric functions.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к специализированным вычислителям, и может быть использовано в устройствах цифрового автоматического управления, в устройствах цифровых разверток азимутальной ориентации, в устройствах отображения графической информации и т.д.The invention relates to the field of computer technology, in particular to specialized computers, and can be used in digital automatic control devices, in devices of digital sweeps of azimuthal orientation, in devices for displaying graphic information, etc.

Известно устройство для вычисления тригонометрических функций [А.с. №419896 СССР, 1974], содержащее регистр синуса, регистр косинуса и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика аргумента. Недостатком данного устройства является увеличенный объем оборудования.A device for calculating trigonometric functions [A. S. No. 419896 of the USSR, 1974], containing a sine register, a cosine register and a clock, the output of which is connected to the input of the argument counter. The disadvantage of this device is the increased amount of equipment.

Ближайшее к заявляемому изобретению известное устройство [А.С. СССР 645164, 1979] содержит генератор тактовых импульсов, счетчик аргумента, регистр приращений синуса, регистр синуса, регистр приращений косинуса, регистр косинуса, преобразователь прямого кода в дополнительный и блок памяти, вход которого соединен с выходом счетчика аргумента, а выход - с первыми входами регистров синуса и косинуса, вторые входы которых подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с первыми входами регистров приращений синуса и косинуса, выходы которых подключены к третьим входам регистра синуса и регистра косинуса соответственно, выход регистра косинуса соединен со вторым входом регистра приращений синуса, а выход регистра синуса через преобразователь прямого кода в дополнительный соединен со вторым входом регистра приращений косинуса.Closest to the claimed invention, a known device [AS USSR 645164, 1979] contains a clock generator, an argument counter, a register of sine increments, a sine register, a register of cosine increments, a cosine register, a direct code to additional converter and a memory block whose input is connected to the output of the argument counter, and the output to the first inputs sine and cosine registers, the second inputs of which are connected to the first output of the clock generator, the second output of which is connected to the first inputs of the sine and cosine increment registers, the outputs of which are connected to the third input m register of the sine and cosine of the register respectively, the cosine register output is connected to the second input register increments of sine and sine output register via the direct converter in additional code coupled to the second input register increments cosine.

Основным недостатком данного устройства является ограниченность диапазона возможных значений аргумента (в пределах

Figure 00000001
) тригонометрических функций.The main disadvantage of this device is the limited range of possible values of the argument (within
Figure 00000001
) trigonometric functions.

Задачей настоящего изобретения является расширение диапазона возможных значений аргумента тригонометрических функций.The objective of the present invention is to expand the range of possible values of the argument of trigonometric functions.

Технический результат предлагаемого изобретения - снятие ограничений на аргумент вычисляемых функций в диапазоне от 0 до +∞.The technical result of the invention is the removal of restrictions on the argument of the calculated functions in the range from 0 to + ∞.

Технический результат достигается тем, что дополнительно содержит второй преобразователь прямого кода в дополнительный, включенный между выходом регистра косинуса и вторым входом регистра приращений синуса.The technical result is achieved by the fact that it additionally contains a second converter of direct code to an additional one, included between the output of the cosine register and the second input of the register of sine increments.

Введение второго преобразователя прямого кода в дополнительный и его связей с выходом регистра косинуса и со вторым входом регистра приращений синуса позволило устройству функционировать при отрицательных значениях косинуса (например, при значениях аргумента в диапазоне от

Figure 00000002
до
Figure 00000003
), а также при любых значениях аргумента тригонометрических функций.The introduction of the second direct code converter into the additional one and its connections with the output of the cosine register and with the second input of the register of sine increments allowed the device to function with negative cosine values (for example, with argument values ranging from
Figure 00000002
before
Figure 00000003
), as well as for any values of the argument of trigonometric functions.

Предложенное устройство имеет изобретательский уровень, так как из опубликованных научных данных и существующих технических решений явным образом не следует, что заявляемая совокупность блока (преобразователя прямого кода в дополнительный) и его связей с другими блоками прототипа позволяет расширить диапазон возможных значений аргумента тригонометрических функций.The proposed device has an inventive step, since it does not explicitly follow from published scientific data and existing technical solutions that the claimed combination of a block (direct code to additional converter) and its connections with other prototype blocks allows us to expand the range of possible values of the argument of trigonometric functions.

Предложенное устройство для вычисления тригонометрических функций промышленно применимо, поскольку его техническая реализация возможна с использованием типовых элементов микроэлектронной техники (интегральных логических схем).The proposed device for calculating trigonometric functions is industrially applicable, since its technical implementation is possible using typical elements of microelectronic technology (integrated logic circuits).

На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для вычисления тригонометрических функций содержит генератор тактовых импульсов 1, счетчик аргумента 2, блок памяти 3, регистр приращений косинуса 4, регистр косинуса 5, регистр приращений синуса 6, регистр синуса 7, первый 8 и второй 9 преобразователи прямого кода в дополнительный код.The drawing shows a block diagram of a device. A device for calculating trigonometric functions includes a clock 1, an argument counter 2, a memory block 3, a register of cosine increments 4, a register of cosine 5, a register of increments of sine 6, a register of sine 7, first 8 and second 9 direct code converters to additional code.

Устройство работает следующим образом. Генератором тактовых импульсов 1 вырабатываются две последовательности импульсов, сдвинутые по фазе на 180°.The device operates as follows. The pulse generator 1 produces two sequences of pulses, phase shifted by 180 °.

N-м импульсом последовательности импульсов со второго выхода генератора тактовых импульсов t производится запись чисел aN⋅Δ и bN⋅Δ через второй 9 и первый 8 преобразователи прямого кода в дополнительный в регистр приращений синуса 6 и в регистр приращений косинуса 4 соответственно, здесь Δ - шаг дискретизации аргумента, подобранный таким образом, чтобы операция умножения заменялась сдвигом aΝ и bN - содержимого регистра косинуса 5 и регистра синуса 7 соответственно.The nth pulse of the pulse train from the second output of the clock generator t records the numbers a N ⋅Δ and b N ⋅Δ through the second 9 and first 8 direct code converters into an additional register of sine increments 6 and into the register of cosine increments 4, respectively, here Δ is the discretization step of the argument, chosen so that the multiplication operation is replaced by a shift a Ν and b N - the contents of the register of cosine 5 and the register of sine 7, respectively.

(N+1)-м импульсом последовательности импульсов с первого выхода генератора 1 производится подача содержимого регистра приращений косинуса 4 и регистра приращения синуса 6 в регистр косинуса 5 и в регистр синуса 7, соответственно, которые выполнены в виде накапливающих сумматоров. В результате в регистре косинуса 5 и в регистре синуса 7 окажутся записаны числа:The (N + 1) th pulse of the pulse train from the first output of the generator 1 feeds the contents of the register of increments of cosine 4 and the register of increments of sine 6 to the register of cosine 5 and to the register of sine 7, respectively, which are made in the form of accumulating adders. As a result, in the register of cosine 5 and in the register of sine 7, the numbers will be written:

aN+1=aN-bN⋅Δ, bN+1=bN+aN⋅Δ.a N + 1 = a N -b N ⋅Δ, b N + 1 = b N + a N ⋅Δ.

Имеют место соотношенияThere are relations

aΝ=Re(a0+i⋅b0)(1+i⋅Δ)N], bN=Im[(a0+i⋅b0)(1+i⋅Δ)N),a Ν = R e (a 0 + i⋅b 0 ) (1 + i⋅Δ) N ], b N = I m [(a 0 + i⋅b 0 ) (1 + i⋅Δ) N ),

где i - мнимая единица, a0 и b0 - первоначально записанные числа соответственно в регистре 5 и в регистре синуса 7.where i is the imaginary unit, a 0 and b 0 are the originally recorded numbers, respectively, in register 5 and in sine register 7.

Действительно, при a0=1 и b0=0 справедливость указанных равенств очевидна. Предположим, что данные соотношения имеют место при N=K, т.е. (ak+i⋅bk)=(a0+i⋅b0)(1+i⋅Δ)K.Indeed, for a 0 = 1 and b 0 = 0, the validity of the indicated equalities is obvious. Suppose that these relations hold for N = K, i.e. (a k + i⋅b k ) = (a 0 + i⋅b 0 ) (1 + i⋅Δ) K.

Тогда в соответствии с вышеприведенными соотношениями при N=K+1 получимThen, in accordance with the above relations, for N = K + 1 we obtain

аK+1+i⋅bK+1K-bK⋅Δ+i⋅(bK+aK⋅Δ)=aK+i⋅bK+i⋅Δ⋅(aK+i⋅bK)=(a0+i⋅b0)⋅(1+i⋅Δ)K+1.a K + 1 + i⋅b K + 1 = a K -b K ⋅Δ + i⋅ (b K + a K ⋅Δ) = a K + i⋅b K + i⋅Δ⋅ (a K + i⋅ b K ) = (a 0 + i⋅b 0 ) ⋅ (1 + i⋅Δ) K + 1 .

Последовательность импульсов с первого выхода генератора тактовых импульсов 1 поступает также на вход счетчика аргумента 2, выходы которого подключены к входу блока памяти 3. В блоке памяти 3 хранятся синусы и косинусы некоторых значений ϕj аргумента, и в момент времени, когда текущий код K счетчика аргумента 2 удовлетворяет условию K⋅Δ=ϕj, производится запись чисел а0=cos ϕj и b0=sin ϕj соответственно в регистр косинуса 5 и в регистр синуса 7.The sequence of pulses from the first output of the clock generator 1 also goes to the input of the argument counter 2, the outputs of which are connected to the input of the memory block 3. In the memory block 3 the sines and cosines of some values ϕ j of the argument are stored, and at the time when the current counter code K of argument 2 satisfies the condition K⋅Δ = ϕ j , the numbers a 0 = cos ϕ j and b 0 = sin ϕ j are recorded in the cosine register 5 and the sine register 7, respectively.

Пусть после указанного момента времени с генератора тактовых импульсов 1 поступило N импульсов, тогда имеем:Suppose that after a specified point in time, N pulses arrived from clock generator 1, then we have:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Учитывая, что для малых значений

Figure 00000006
и arctgΔ≈Δ, получимGiven that for small values
Figure 00000006
and arctgΔ≈Δ, we obtain

Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000007
Figure 00000008

Предлагаемое устройство не имеет ограничений на диапазон изменения аргумента функций в отличие от прототипа, где аргумент допустим в интервале

Figure 00000009
The proposed device does not have restrictions on the range of variation of the function argument, unlike the prototype, where the argument is valid in the range
Figure 00000009

Claims (1)

Устройство для вычисления тригонометрических функций, содержащее регистр приращений косинуса, регистр приращений синуса, регистр синуса, регистр косинуса, счетчик аргумента, генератор тактовых импульсов, преобразователь прямого кода в дополнительный и блок памяти, вход которого соединен с выходом счетчика аргумента, а выход - с первыми входами регистров синуса и косинуса, вторые входы которых подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с первыми входами регистров приращения синуса и косинуса, выходы которых подключены к третьим входам регистра синуса и регистра косинуса соответственно, выход регистра косинуса соединен со вторым входом регистра приращений синуса, выход регистра синуса через преобразователь прямого кода в дополнительный соединен со вторым входом регистра приращений косинуса, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй преобразователь прямого кода в дополнительный, включенный между выходом регистра косинуса и вторым входом регистра приращений синуса.A device for calculating trigonometric functions, containing a register of cosine increments, a register of sine increments, a sine register, a cosine register, an argument counter, a clock generator, a direct code converter into an additional one and a memory block whose input is connected to the output of the argument counter, and the output to the first the inputs of the sine and cosine registers, the second inputs of which are connected to the first output of the clock generator, the second output of which is connected to the first inputs of the sine and cosine registers ca, the outputs of which are connected to the third inputs of the sine register and the cosine register, respectively, the output of the cosine register is connected to the second input of the sine increment register, the output of the sine register through the direct code converter is additionally connected to the second input of the cosine increment register, characterized in that it further comprises a second a direct code converter to an additional one, included between the output of the cosine register and the second input of the register of sine increments.
RU2016106778A 2016-02-25 2016-02-25 Device for calculating trigonometric functions RU2614931C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106778A RU2614931C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Device for calculating trigonometric functions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106778A RU2614931C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Device for calculating trigonometric functions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614931C1 true RU2614931C1 (en) 2017-03-30

Family

ID=58506867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106778A RU2614931C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Device for calculating trigonometric functions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614931C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222880U1 (en) * 2023-11-28 2024-01-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА-Российский технологический университет" Device for calculating transcendental functions and multiplying binary numbers

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2050592C1 (en) * 1992-04-27 1995-12-20 Борис Георгиевич Келесхаев Device for calculation of reverse trigonometric functions arcsin(x) and arccos(x)
RU2004104325A (en) * 2001-07-13 2005-06-27 Интел Зао (Ru) METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING THE WHOLE AND FRACTIONAL COMPONENTS FROM DATA WITH A FLOATING POINT
RU75072U1 (en) * 2008-02-21 2008-07-20 Леонид Павлович Лобанов DEVICE FOR CALCULATING TRIGONOMETRIC FUNCTIONS
WO2011163208A2 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 Altera Corporation Calculation of trigonometric functions in an integrated circuit device
US20120054256A1 (en) * 2010-06-25 2012-03-01 Altera Corporation Calculation of trigonometric functions in an integrated circuit device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2050592C1 (en) * 1992-04-27 1995-12-20 Борис Георгиевич Келесхаев Device for calculation of reverse trigonometric functions arcsin(x) and arccos(x)
RU2004104325A (en) * 2001-07-13 2005-06-27 Интел Зао (Ru) METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING THE WHOLE AND FRACTIONAL COMPONENTS FROM DATA WITH A FLOATING POINT
RU75072U1 (en) * 2008-02-21 2008-07-20 Леонид Павлович Лобанов DEVICE FOR CALCULATING TRIGONOMETRIC FUNCTIONS
WO2011163208A2 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 Altera Corporation Calculation of trigonometric functions in an integrated circuit device
US20120054256A1 (en) * 2010-06-25 2012-03-01 Altera Corporation Calculation of trigonometric functions in an integrated circuit device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222880U1 (en) * 2023-11-28 2024-01-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА-Российский технологический университет" Device for calculating transcendental functions and multiplying binary numbers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2500017C1 (en) Modulo adder-accumulator
RU2012117468A (en) PROGRAMMABLE LOGIC DEVICE
RU2614931C1 (en) Device for calculating trigonometric functions
RU2298825C1 (en) Device for modeling movement process of moving object
RU2353970C1 (en) Device for simulation of mobile objects exploration catalogue
KR102560778B1 (en) Method and device to extract data
WO2023134507A1 (en) Stochastic calculation method, circuit, chip, and device
RU2656543C1 (en) Device for solving the task of selection of technical means
RU2446444C1 (en) Pseudorandom sequence generator
RU75072U1 (en) DEVICE FOR CALCULATING TRIGONOMETRIC FUNCTIONS
RU2580444C1 (en) Digital computational synthesiser of frequency-modulated signals
RU2602674C1 (en) Device for calculating functions
RU2613523C1 (en) Device for solving appointment problems
RU2625609C1 (en) Sine-cosine digital converter
RU2356086C2 (en) Computing device
RU2631978C1 (en) Sinuso-cosine functional converter
Nahar et al. Survey of Stochastic Number Generators and Optimizing Techniques
US20240168721A1 (en) Apparatus for generating a plurality of ultra-high speed pseudo-random signals and multichannel pseudo-random noise modulation device thereof
RU2618188C1 (en) Device for calculating complex number module
RU2626347C1 (en) Majoritary module for fault-tolerant systems
RU2549524C1 (en) Generator of nonlinear pseudorandom sequences
RU187997U1 (en) PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH
RU2616877C1 (en) Digital generator of harmonic signals
RU2713868C1 (en) Apparatus for solving task of selecting technical means of complex system
Wannaboon et al. Digital chaotic signal generator using robust chaos in compound sinusoidal maps

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180226