JPH04111019A - Reverse tangent arithmetic circuit - Google Patents

Reverse tangent arithmetic circuit

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JPH04111019A
JPH04111019A JP22914490A JP22914490A JPH04111019A JP H04111019 A JPH04111019 A JP H04111019A JP 22914490 A JP22914490 A JP 22914490A JP 22914490 A JP22914490 A JP 22914490A JP H04111019 A JPH04111019 A JP H04111019A
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JP
Japan
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circuit
output
data
input data
bits
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Application number
JP22914490A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Ichikawa
浩一 市川
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To execute the reverse tangent operation by a practical circuit scale by adding input data to an output of a converting means for outputting a prescribed value to the input data. CONSTITUTION:The circuit is constituted so that a converting means 2 for outputting tan<-1> X-X to input data (X) is provided, and the input data is added to output data of this converting means 2. That is, for instance, in the case an orthogonal coordinate from a reference point is (x, y), the input data (X) of, for instance, 12 bits for showing X = (y/x) is supplied to an input terminal 1. Subsequently, the input data (X) from this input terminal 1 is supplied to a ROM 2 for constituting the converting means, and from this ROM 2, output data (Z) of, for instance, 9 bits is taken out. In such a way, the number of circuits required for the operation is curtailed remarkably, and a reverse tangent operation is executed by a practical circuit scale.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばディジタル画像処理装置にて任意のワ
イプパターンの発生等に使用される逆正接演算回路に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an arctangent calculation circuit used, for example, to generate an arbitrary wipe pattern in a digital image processing device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は逆正接演算回路に関し、入力データ(X)に対
して jan− ’ X − X を出力する変換手段を設け、この変換手段の出力データ
に入力データを加算することにより、逆正接演算に必要
な回路数を大幅に削減できるようにするものである。
The present invention relates to an arctangent calculation circuit, and includes a conversion means that outputs jan-' This makes it possible to significantly reduce the number of required circuits.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えばディジタル画像処理装置にていわゆるワイプ処理
を行う場合に、ワイプパターンを極座標によって表すこ
とによってワイプパターンを示すデータを圧縮すること
が提案されている(特開平1−280971号公報参照
)。
For example, when a so-called wipe process is performed in a digital image processing apparatus, it has been proposed to compress data representing the wipe pattern by representing the wipe pattern in polar coordinates (see Japanese Patent Laid-Open No. 1-280971).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが上述のように極座標を用いる場合には、直交座
標で与えられる座標を、基準点からの距離及び角度に変
換して処理を行う必要がある。その場合に、距離の計算
は二乗計算及び開平算であるから比較的容易に行われる
ものの、角度の計算には逆正接演算が必要であり、容易
に実現できるものではなかった。すなわち逆正接演算を
行う場合には、例えばこれを論理回路のみで形成しよう
とすると極めて複雑な回路構成が必要になり、回路の実
現は極めて困難である。
However, when using polar coordinates as described above, it is necessary to convert the coordinates given by orthogonal coordinates into distances and angles from the reference point for processing. In this case, distance calculations are relatively easy to perform using square calculations and square root calculations, but angle calculations require arctangent calculations, which cannot be easily realized. That is, when performing an arctangent calculation, for example, if an attempt is made to form this using only logic circuits, an extremely complicated circuit configuration will be required, making it extremely difficult to implement the circuit.

そこで従来からメモリテーブル(ROM)を用いて入力
データを直接逆正接値に変換することが行われている。
Therefore, conventionally, input data is directly converted into an arctangent value using a memory table (ROM).

しかしながらこのようなROMを用いる場合であっても
、例えば入力12ピント、出力12ビツトのROMの構
成には約20000回路(ゲート)が必要であり、この
ような大規模なROMをIC内に取り込むことは極めて
困難で、また取り込めたとしてもICの価格が極めて高
価になってしまう恐れがあった。
However, even when using such a ROM, approximately 20,000 circuits (gates) are required to configure a ROM with, for example, 12 pins for input and 12 bits for output, and it is difficult to incorporate such a large-scale ROM into an IC. It would be extremely difficult to do so, and even if it were possible to do so, there was a risk that the price of the IC would become extremely expensive.

この出願はこのような点に鑑みてなされたもので、少な
い回路数で逆正接演算を実現できるようにするものであ
る。
This application was made in view of these points, and is intended to make it possible to realize arctangent calculation with a small number of circuits.

〔課題を解決するための手段] 本発明による第1の手段は、入力データ(X)に対して jan−’χ−X を出力する変換手段(ROM(2))を有し、この変換
手段の出力データに上記入力データを加算する手段(加
算回路(4))を設けて成る逆正接演算回路である。
[Means for Solving the Problems] A first means according to the present invention has a conversion means (ROM (2)) that outputs jan-'χ-X for input data (X), and this conversion means This is an arctangent calculation circuit provided with means (addition circuit (4)) for adding the input data to the output data of.

第2の手段は、上記変換手段は、上記出力データの上位
ビットを算出する論理回路(21)と、上記出力データ
の下位ビットを求めるメモリテーブル(ROM (22
) )とから成ることを特徴とする上記第1の手段記載
の逆正接演算回路である。
In the second means, the conversion means includes a logic circuit (21) for calculating the upper bits of the output data, and a memory table (ROM (22) for calculating the lower bits of the output data.
) )) The arctangent calculation circuit according to the first means is characterized in that it is comprised of the following.

〔作用〕[Effect]

これによれば、入力データ(X)に対してjan−’ 
X −X を出力する変換手段が設けられ、この変換手段の出力デ
ータに入力データが加算される構成としたことにより、
演算に必要な回路数が大幅に削減され、実用的な回路規
模で逆正接演算を行うことができる。
According to this, jan-' for input data (X)
By providing a conversion means for outputting X −X and adding input data to the output data of this conversion means,
The number of circuits required for calculation is significantly reduced, and arctangent calculation can be performed on a practical circuit scale.

〔実施例〕〔Example〕

第1図において、(1)は入力端子であって、例えば基
準点からの直交座標が(x、y)とした場合にX= (
y/x)を表す例えば12ビツトの入力データ(X)が
供給される。この入力端子(1)からの入力データ(X
)が変換手段を構成するROM(2)に供給され、この
ROM(2)から例えば9ビツトの出力データ(Z)が
取り出される。この出力データ(Z)に端子(3)から
の3ビツトの拡張ビットが付加され、この拡張ビットの
付加された出力データ(Z)が加算回路(4)に供給さ
れる。そして入力端子(1)からの入力データ(X)と
加算されて、例えば12ビツトの出力データ(Y)が出
力端子(5)に取り出される。
In Fig. 1, (1) is an input terminal, and for example, when the orthogonal coordinates from the reference point are (x, y), X = (
For example, 12-bit input data (X) representing (y/x) is supplied. Input data (X
) is supplied to the ROM (2) constituting the conversion means, and, for example, 9-bit output data (Z) is taken out from this ROM (2). Three extension bits from the terminal (3) are added to this output data (Z), and the output data (Z) with the extension bits added is supplied to the adder circuit (4). Then, it is added to the input data (X) from the input terminal (1), and output data (Y) of, for example, 12 bits is taken out to the output terminal (5).

すなわち逆正接演算を行う場合に、 Y=tan伺X のグラフは第2図に実線aで示すようになる。この図に
おいて、実線aは破線すで示すY=Xのグラフに近似し
ている。
In other words, when performing arctangent calculation, the graph of Y=tan to X becomes as shown by the solid line a in FIG. 2. In this figure, the solid line a approximates the Y=X graph already shown as the broken line.

そこでこれらのグラフから Y= jan−’X−X のグラフは図中に一点鎖線Cで示すように、X軸に近似
したものとなり、この値は例えば9ビツトのデータで表
されるものになる。
Therefore, from these graphs, the graph of Y = jan-' .

従って上述の回路において、ROM (2)の出力デー
タ(Z)のビット数を従来の12ビツトから例えば9ビ
ツトに減少させることができ、これによって回路数を約
10000回路(ゲート)に削減することができる。
Therefore, in the above circuit, the number of bits of the output data (Z) of ROM (2) can be reduced from the conventional 12 bits to, for example, 9 bits, thereby reducing the number of circuits to approximately 10,000 circuits (gates). I can do it.

これによって上述の回路によれば、入力データ(X)に
対して jan−’ X −X を出力する変換手段が設けられ、この変換手段の出力デ
ータに入力データが加算される構成としたことにより、
演算に必要な回路数が大幅に削減され、実用的な回路規
模で逆正接演算を行うことができるものである。
As a result, according to the above-mentioned circuit, a conversion means for outputting jan-' ,
The number of circuits required for calculation is significantly reduced, and arctangent calculation can be performed on a practical circuit scale.

なおこの回路において、演算できる範囲は上述のグラフ
から明らかなように0≦jan−’X<45゜であるが
、座標(x、  y)のそれぞれの符号を判別して0〜
360°の全範囲に拡大することは容易である。
Note that in this circuit, the range that can be calculated is 0≦jan-'X<45°, as is clear from the above graph, but the range from 0 to
It is easy to expand to the full 360° range.

さらに第3図は上述の変換手段(ROM(2))につい
て、回路(ゲート)数を一層削減しようとするものであ
る。すなわちこの図において変換手段(20)が、出力
データの上位ビットを算出する論理回路(21)と、出
力データの下位ビットを求めるメモリテーブルを構成す
るR OM (22)に分けられる。
Further, FIG. 3 shows an attempt to further reduce the number of circuits (gates) regarding the above-mentioned conversion means (ROM (2)). That is, in this figure, the conversion means (20) is divided into a logic circuit (21) that calculates the upper bits of output data, and a ROM (22) that constitutes a memory table that calculates the lower bits of the output data.

ここで上述のグラフにおいて、−点鎖線Cは曲線の勾配
が緩やかであり、このように勾配の緩やかな曲線におい
ては、入力データ(X)に対して出力データ(Z)の上
位ビットは変動が少ない。
In the above graph, the -dotted chain line C has a gentle slope, and in a curve with such a gentle slope, the upper bits of the output data (Z) do not fluctuate with respect to the input data (X). few.

従ってこのような変動の少ないビットの場合にはそのデ
ータをROMに記憶させるよりも論理回路で演算した方
が少ない回路数で回路を形成することができる。
Therefore, in the case of bits with little variation, it is possible to form a circuit with a smaller number of circuits by calculating the data with a logic circuit rather than storing the data in a ROM.

以下具体例について説明すると、まず表1は簡単のため
入力データ(X)を4ビア)、出力データ(Y)を8ビ
ツトとした場合の入力データ(X)、変換手段(ROM
(2))の出力データ(Z)、出力データ(Y)の各値
を示したものである。
To explain concrete examples below, Table 1 shows the input data (X), conversion means (ROM
(2)) shows the values of output data (Z) and output data (Y).

なおこの表1において、出力データ(Y)は出力データ
(Z)の上位4ビツトに入力データ(X)を加算したも
のである。従ってこの表1において、出力データ(Z)
として必要なビット数は5ビツトであり、上述のように
上位3ビツトにはオール0の3ビツトの拡張ビットを付
加すればよいことが判る。
In Table 1, the output data (Y) is the sum of the input data (X) and the upper 4 bits of the output data (Z). Therefore, in this Table 1, the output data (Z)
The number of bits required for this is 5 bits, and as mentioned above, it is understood that 3 extension bits of all 0s can be added to the upper 3 bits.

さらにこの表1において、出力データ(Z)の5ビツト
目は上述のX = (0101)とX = (1100
)に変化点があるだけでそれらの間は一定であり、入力
データ(X)に対して緩やかな変化になっている。
Furthermore, in this Table 1, the 5th bit of the output data (Z) is the above-mentioned X = (0101) and X = (1100
) has a change point, but the interval between them is constant, and the change is gradual with respect to the input data (X).

そこで次の表2に示すような論理出力(A+、Az)の
得られる回路を形成し、これらの論理出力(A1゜A2
 )  から出力データ(Z)の5ビツト目のデータ(
z4)を簡単な論理回路(21)で得ることができる。
Therefore, a circuit that can obtain the logic outputs (A+, Az) as shown in Table 2 below is formed, and these logic outputs (A1゜A2
) to the 5th bit data of the output data (Z) (
z4) can be obtained by a simple logic circuit (21).

未−一4 すなわち第4図において、入力端子(1)に供給される
4ビツトの入力データ(Xo、XI、χ2.X3)が出
力4ビツトのROM (22)に供給されると共に、こ
の入力データ(X、、X、、X、、X、)  が論理回
路(21)に供給される。そしてこの論理回路(21)
にて、まず入力データ(X、、X、)  がオア回路(
31)に供給され、このオア出力と入力データ(Xよ)
がアンド回路(32)に供給され、このアンド出力と入
力データ(Xi)がオア回路(33)に供給されること
によって論理出力(A1)が形成される。
In other words, in FIG. 4, 4-bit input data (Xo, XI, χ2.X3) supplied to the input terminal (1) is supplied to the output 4-bit ROM (22), and this input Data (X,,X,,X,,X,) is supplied to the logic circuit (21). And this logic circuit (21)
First, the input data (X,,X,) is input to the OR circuit (
31), and this OR output and input data (X)
is supplied to an AND circuit (32), and this AND output and input data (Xi) are supplied to an OR circuit (33) to form a logic output (A1).

また入力データ(XO,XI)  がオア回路(34)
に供給され、このオア出力と入力データ(L、Xi)が
ナンド回路(35)に供給されることによって論理出力
(A2)が形成される。そしてこれらのオア回路(33
)及びナンド回路(35)の出力がアンド回路(36)
に供給されることによって出力データ(Z)の5ビツト
目のデータ(Z4)が形成される。
Also, the input data (XO, XI) is an OR circuit (34)
This OR output and input data (L, Xi) are supplied to a NAND circuit (35) to form a logic output (A2). And these OR circuits (33
) and the output of the NAND circuit (35) is the AND circuit (36)
5th bit data (Z4) of the output data (Z) is formed.

そしてROM (22)からの4ビツトの出力データ<
 z o 、z + 、z z 、z 3)  の上位
に、アンド回路(36)からの1ビツトの出力データ(
Z4)と、上述の端子(3)からの3ビツトの0データ
(X s、X−1X 7)が付加され、変換手段(20
)の出力となる8ビツトのデータ(Z)が取り出される
。さらにこの出力データ(Z)が加算回路(4)に供給
され、入力端子(1)からの入力データ(X)が上位4
ビツトに加算されて、加算された出力データ(Y)が出
力端子(5)に取り出される。
And 4-bit output data from ROM (22) <
The 1-bit output data (36) from the AND circuit (36) is placed above the
Z4) and 3-bit 0 data (Xs, X-1X7) from the terminal (3) mentioned above are added, and the conversion means (20
) is extracted as the 8-bit data (Z). Furthermore, this output data (Z) is supplied to the adder circuit (4), and the input data (X) from the input terminal (1) is
The added output data (Y) is added to the bit and taken out to the output terminal (5).

従ってこの回路によれば、アンド・オア回路を6個設け
るだけでROM (22)の出力ビツト数を1ビツト削
減することができ、全体では大幅な回路数の削減を行う
ことができる。
Therefore, according to this circuit, the number of output bits of the ROM (22) can be reduced by one bit by simply providing six AND-OR circuits, and the total number of circuits can be significantly reduced.

また上述の表1において、出力データ(Z)の4ビツト
目及び5ビツト目を論理回路(21)で得る場合には以
下のように行う。ここで5ビツト目は上述の回路で既に
得られている。これに対して4ビツト目のデータ(Z3
)は、次の表3に示すような論理出力(B+、BZ) 
 及び出力データ(Z)の5ビツト目のデータ(Z4)
から得ることができる。
Further, in Table 1 above, when the fourth and fifth bits of the output data (Z) are obtained by the logic circuit (21), the following procedure is performed. Here, the fifth bit has already been obtained by the circuit described above. On the other hand, the 4th bit data (Z3
) is the logical output (B+, BZ) as shown in Table 3 below.
and 5th bit data (Z4) of output data (Z)
can be obtained from.

表−J− すなわち第5図において、入力端子(1)に供給される
4ビツトの入力データ(Xo、 Xl+ Xi、 Xi
)が出力3ビツトのROM (22)に供給されると共
に、この入力データ(XO,X、、XI、Xi)  が
論理回路(21)に供給される。そしてこの論理回路(
21)にて、まず入力データ(XI、X2)がオア回路
(41)に供給され、このオア出力と入力データ(Xi
)がオア回路(42)に供給されることによって論理出
力(B1)が形成される。
Table J- That is, in FIG. 5, 4-bit input data (Xo, Xl+Xi, Xi
) is supplied to the output 3-bit ROM (22), and this input data (XO, X, , XI, Xi) is supplied to the logic circuit (21). And this logic circuit (
21), the input data (XI, X2) is first supplied to the OR circuit (41), and this OR output and the input data (Xi
) is supplied to the OR circuit (42), thereby forming a logic output (B1).

また入力データ(X o 、 X + 、 X z 、
X 3 )がナンド回路(43)に供給されることによ
って論理出力(B2)が形成される。そしてこれらのオ
ア回路(42)及びナンド回路(43)の出力がアンド
回路(44)に供給され、このアンド出力と出力データ
(Z)の5ビツト目のデータ(Z4)をインバータ(4
5)で反転した信号とがアンド回路(46)に供給され
ることによって出力データ(Z)の4ビツト目のデータ
(Z、)が形成される。
In addition, input data (X o , X + , X z ,
X 3 ) is supplied to the NAND circuit (43), thereby forming a logic output (B2). The outputs of the OR circuit (42) and the NAND circuit (43) are supplied to the AND circuit (44), and the AND output and the 5th bit data (Z4) of the output data (Z) are sent to the inverter (44).
The fourth bit data (Z, ) of the output data (Z) is formed by supplying the signal inverted in step 5) to the AND circuit (46).

そしてROM (22)からの3ビツトの出力データ(
Zo、Z、Zz)  の上位に、アンド回路(36) 
(46)からの2ビツトの出力データ(Zs、Z4) 
 と、上述の端子(3)からの3ビツトの0データ(x
s、xt、。
Then, the 3-bit output data (
Above the Zo, Z, Zz), an AND circuit (36)
2-bit output data (Zs, Z4) from (46)
and 3-bit 0 data (x
s,xt,.

X?)  が付加され、変換手段(20)の出力となる
8ビツトのデータ(Z)が取り出される。さらにこの出
力データ(Z)が加算回路(4)に供給され、入力端子
(1)からの入力データ(X)が上位4ビツトに加算さ
れて、加算された出力データ(Y)が出力端子(5)に
取り出される。
X? ) is added, and 8-bit data (Z) which is the output of the conversion means (20) is extracted. Furthermore, this output data (Z) is supplied to the adder circuit (4), where the input data (X) from the input terminal (1) is added to the upper 4 bits, and the added output data (Y) is sent to the output terminal ( 5).

従ってこの回路によれば、アンド・オア回路をさらに6
個追加することによってROM (22)の出力ビツト
数をさらに1ビツト削減することができ、大幅な回路数
の削減を行うことができる。
Therefore, according to this circuit, the AND-OR circuit is further added to 6
By adding these bits, the number of output bits of the ROM (22) can be further reduced by one bit, and the number of circuits can be significantly reduced.

さらに論理回路(21)にて3ビツト以上を形成する場
合には以下のように行われる。
Further, when three or more bits are formed in the logic circuit (21), the following procedure is performed.

すなわち上述の表1において、出力データ(Z)の値は
、例えば入力データ(X)のMSBが0の期間に単調増
加し、MSBが1の期間に単調減少している。そこで第
6図に示すように、論理回路(21)を単調増加の部分
を演算する論理回路(23)と、単調減少の部分を演算
する論理回路(24)とに分け、これらの出力を選択手
段(25)にて入力データ(X)のMSBに応して選択
して出力データ(Z)を得るようにする。
That is, in Table 1 described above, the value of the output data (Z) monotonically increases during a period when the MSB of the input data (X) is 0, and monotonically decreases during a period when the MSB is 1, for example. Therefore, as shown in Figure 6, the logic circuit (21) is divided into a logic circuit (23) that calculates the monotonically increasing part and a logic circuit (24) that calculates the monotonically decreasing part, and the outputs of these are selected. The means (25) selects according to the MSB of input data (X) to obtain output data (Z).

一方、上述の回路で論理出力(A、、B、)  を得る
回路は入力データ(X)の増加に応してO→1に変化し
、論理出力(Az、Bz)  を得る回路は入力データ
(X)の増加に応じて1→0に変化する。
On the other hand, in the above circuit, the circuit that obtains the logic output (A,,B,) changes from O to 1 as the input data (X) increases, and the circuit that obtains the logic output (Az, Bz) changes from input data It changes from 1 to 0 as (X) increases.

そこで前者を増加型基本回路、後者を減少型基本回路と
呼ぶことにし、この場合に上述の単調増加の部分を演算
する論理回路(23)は増加型基本回路の出力を任意に
選択する構成によって実現され、単調減少の部分を演算
する論理回路(24)は減少型基本回路の出力を任意に
選択する構成によって実現される。
Therefore, the former is called an increasing basic circuit, and the latter is called a decreasing basic circuit. In this case, the logic circuit (23) that calculates the monotonically increasing part described above is configured to arbitrarily select the output of the increasing basic circuit. The logic circuit (24) which calculates the monotonically decreasing part is realized by a configuration in which the output of the decreasing basic circuit is arbitrarily selected.

すなわち次の表4及び第7図は3ビツトの出力を形成す
る場合の単調増加の部分を演算する論理回路(23)の
例を示しており、ここで信号(C+、Cz。
That is, the following Table 4 and FIG. 7 show an example of a logic circuit (23) that calculates a monotonically increasing part when forming a 3-bit output, where the signals (C+, Cz.

C3,Ca、 Cs)  はそれぞれ上述の増加型基本
回路によって得られるものである。
C3, Ca, Cs) are each obtained by the above-mentioned incremental basic circuit.

そして図において、入力端子(51)〜(55)には上
述の信号(C+、CZ、C3,Ca、Cs)  がそれ
ぞれ供給されると共に、入力端子(50)には0、入力
端子(56)には任意に信号が供給される。これらの入
力端子(50)〜(56)からの信号がそれぞれインバ
ータ(61)、アンド回路(62) (63)、オア回
路(64)から成るスイッチ回路(60a)〜(60d
)で選択され、3ビツトの出力データ(Z2.Z3.Z
4)が出力端子(57)〜(59)に取り出される。な
お表4において出力データの最上位ビット(22)  
は信号(C1)そのものであり、第2ビツト(Z、)は
信号(C1)によって信号(C2)か0かを選択すれば
よく、第3ビツト(Z4)についても同様の選択を行う
ことによって信号を得ることができ、これによって単調
増加の部分を演算する論理回路(23)を形成すること
ができる。
In the figure, the above-mentioned signals (C+, CZ, C3, Ca, Cs) are supplied to the input terminals (51) to (55), respectively, 0 is supplied to the input terminal (50), and 0 is supplied to the input terminal (56). is arbitrarily supplied with a signal. Signals from these input terminals (50) to (56) are applied to switch circuits (60a) to (60d) each consisting of an inverter (61), an AND circuit (62) (63), and an OR circuit (64).
), and the 3-bit output data (Z2.Z3.Z
4) are taken out to output terminals (57) to (59). In addition, in Table 4, the most significant bit (22) of the output data
is the signal (C1) itself, and the second bit (Z,) only needs to select between the signal (C2) and 0 depending on the signal (C1), and by making the same selection for the third bit (Z4), A signal can be obtained, by means of which a logic circuit (23) can be formed which calculates the monotonically increasing part.

さらに単調減少の部分を演算する論理回路(24)につ
いても同様にスイッチ回路を用いて、減少型基本回路の
出力を任意に選択する構成によって実現される。そして
これらの論理回路(23) (24)からの信号を選択
手段(25)にて入力データ(X)のMSBに応じて選
択して出力データ(Z)を得ることができる。
Furthermore, the logic circuit (24) for calculating the monotonically decreasing portion is similarly realized by using a switch circuit to arbitrarily select the output of the decreasing basic circuit. Then, signals from these logic circuits (23) (24) can be selected by a selection means (25) according to the MSB of input data (X) to obtain output data (Z).

ところでこのような論理回路(21)において形成する
出力データ(Z)のビット数を多くすると、この論理回
路(21)を形成する回路数が等比級数的に多くなり、
そのビット数によって削減されるROM (22)の回
路(ゲート)数を上回る恐れがある。
By the way, when the number of bits of the output data (Z) formed in such a logic circuit (21) is increased, the number of circuits forming this logic circuit (21) increases in a geometric progression.
The number of bits may exceed the number of circuits (gates) of the ROM (22) to be reduced.

そこで論理回路(21)において形成する出力データ(
Z)のビット数の最適値を求めることが必要になる。
Therefore, the output data (
It is necessary to find the optimal value for the number of bits of Z).

すなわち第8図は論理回路(21)を任意のビット数(
L)に拡張した場合であって、それぞれ基本回路から得
られる信号がスイッチ回路で選択され、これらの回路が
単調増加の部分を演算する論理回路(23)と単調減少
の部分を演算する論理回路(24)とについて設けられ
、これらの論理回路(23) (24)からの信号がL
個のスイッチ回路から成る選択手段(25)にて入力デ
ータ(X)のMSBに応じて選択されて出力データ(Z
)が取り出される。
In other words, in FIG.
L), in which the signals obtained from each basic circuit are selected by a switch circuit, and these circuits form a logic circuit (23) that calculates a monotonically increasing part and a logic circuit that calculates a monotonically decreasing part. (24), and the signals from these logic circuits (23) and (24) are L.
The output data (Z) is selected according to the MSB of the input data (X) by the selection means (25) consisting of several switch circuits.
) is retrieved.

そしてこの回路において、基本回路の回路数を全てβと
し、スイッチ回路の回路数を全て4とすると、例えば単
調増加の部分を演算する論理回路(23)で最上位ビッ
トを得るために必要な回路数は、β(2°) であり、第2ビツトを得るために必要な回路数は、β(
22)+4X1 であり、以下同様にして第Lビットを得るために必要な
回路数は、 β(2L−’)+4 (1+2+・・・2L−2)であ
る。そこでこれらの合計は、 一2L(β+4)−4L−β−4 となり、上述の回路の全体では、 4L+2x (2L(β+4)−4L−β−4)となる
In this circuit, if the number of basic circuits is all β and the number of switch circuits is all 4, then for example, the circuit required to obtain the most significant bit in the logic circuit (23) that calculates the monotonically increasing part is The number of circuits required to obtain the second bit is β(2°).
22)+4X1, and the number of circuits required to obtain the L-th bit in the same manner is β(2L-')+4 (1+2+...2L-2). Therefore, the sum of these is -2L(β+4)-4L-β-4, and the total of the above circuit is 4L+2x(2L(β+4)-4L-β-4).

一方、1ビツト当たりの削減されるR OM (22)
の回IR(ゲート)数をγとすると、評価関数J (1
,)は、例えば J(L)=4 L+2X (2L(β+4)−4L−β
−4)−rLとなる。
On the other hand, the reduced ROM per bit (22)
If the number of times IR (gates) is γ, then the evaluation function J (1
, ) is, for example, J(L)=4 L+2X (2L(β+4)−4L−β
-4) -rL.

ここで例えば変換手段(20)の入力を4ビツト、出力
を5ビツトとした場合に、β=3、T−36として、 J (L) = −4OL +14・2L−14となり
、J’(L)=Oと置くと、 40+14 ・2 Lln 2 = 0、’、 L =
 Iogz (40/14 ・In 2 )  #2.
04となる。
For example, if the input of the conversion means (20) is 4 bits and the output is 5 bits, then β=3 and T-36, J (L) = -4OL +14・2L-14, and J'(L )=O, then 40+14 ・2 Lln 2 = 0,', L =
Iogz (40/14 ・In 2) #2.
It becomes 04.

従って変換手段(20)において、論理回路(21)の
ビット数を2ビツト、ROM (22)のビット数を3
ビツトとすることによって、変換手段(20)の回路数
を最少にすることができる。
Therefore, in the conversion means (20), the number of bits of the logic circuit (21) is 2 bits, and the number of bits of the ROM (22) is 3 bits.
By using bits, the number of circuits in the conversion means (20) can be minimized.

なお上述の論理回路(21)の構成はさらに簡略化する
ことが可能であると考えられ、その場合にビット数の最
適値は3〜4となる可能性もある。
It is considered that the configuration of the logic circuit (21) described above can be further simplified, and in that case, the optimum value of the number of bits may be 3 to 4.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、入力データ(X)に対してjan−
’X  X を出力する変換手段が設けられ、この変換手段の出力デ
ータに入力データが加算される構成としたことにより、
演算に必要な回路数が大幅に削減され、実用的な回路規
模で逆正接演算を行うことができるようになった。
According to this invention, jan-
By providing a conversion means that outputs 'X
The number of circuits required for calculations has been significantly reduced, making it possible to perform arctangent calculations on a practical circuit scale.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による逆正接演算回路の一例の構成図、
第2図はその説明のための特性図、第3図は他の例の構
成図、第4図は変換手段の一例の構成図、第5図、第6
図は変換手段の他の例の構成図、第7図は論理回路の一
例の構成図、第8図は論理回路の他の例の構成図である
。 (1)は入力端子、(2)はROM、(3)は端子、(
4)は加算回路、(5)は出力端子、(20)は変換手
段、(21)は出力データの上位ビットを算出する論理
回路、(22)は出力データの下位ビットを求めるメモ
リテーブルを構成するROM、(23)は単調増加の部
分を演算する論理回路、(24)は単調減少の部分を演
算する論理回路、(25)は選択手段である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an example of an arctangent calculation circuit according to the present invention,
Fig. 2 is a characteristic diagram for explaining it, Fig. 3 is a block diagram of another example, Fig. 4 is a block diagram of an example of the conversion means, Figs.
7 is a block diagram of another example of the converting means, FIG. 7 is a block diagram of an example of a logic circuit, and FIG. 8 is a block diagram of another example of the logic circuit. (1) is an input terminal, (2) is a ROM, (3) is a terminal, (
4) is an adder circuit, (5) is an output terminal, (20) is a conversion means, (21) is a logic circuit that calculates the upper bits of output data, and (22) is a memory table that calculates the lower bits of output data. (23) is a logic circuit that calculates the monotonically increasing part, (24) is a logic circuit that calculates the monotonically decreasing part, and (25) is a selection means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、入力データ(X)に対して tan^−^1X−X を出力する変換手段を有し、この変換手段の出力データ
に上記入力データを加算する手段を設けて成る逆正接演
算回路。 2、上記変換手段は、上記出力データの上位ビットを算
出する論理回路と、上記出力データの下位ビットを求め
るメモリテーブルとから成ることを特徴とする上記特許
請求の範囲第1項記載の逆正接演算回路。
[Scope of Claims] 1. A converting means for outputting tan^-^1X-X for input data (X), and means for adding the input data to the output data of the converting means. Arctangent calculation circuit. 2. The arctangent according to claim 1, wherein the conversion means comprises a logic circuit that calculates the upper bits of the output data and a memory table that calculates the lower bits of the output data. Arithmetic circuit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5898739A (en) * 1995-08-16 1999-04-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha QPSK demodulator for obtaining phase by arithmetic operation
US6548808B2 (en) 2000-04-05 2003-04-15 Funai Electric Co., Ltd. Optical sensor holder
EP2275923A2 (en) 2009-07-03 2011-01-19 Fujitsu Limited Apparatus and program for arctangent calculation

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