JPS63186329A - 三角関数前処理装置 - Google Patents
三角関数前処理装置Info
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- JPS63186329A JPS63186329A JP62019302A JP1930287A JPS63186329A JP S63186329 A JPS63186329 A JP S63186329A JP 62019302 A JP62019302 A JP 62019302A JP 1930287 A JP1930287 A JP 1930287A JP S63186329 A JPS63186329 A JP S63186329A
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 23
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 3
- 101150037531 sinR gene Proteins 0.000 abstract 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/02—Digital function generators
- G06F1/03—Digital function generators working, at least partly, by table look-up
- G06F1/035—Reduction of table size
- G06F1/0353—Reduction of table size by using symmetrical properties of the function, e.g. using most significant bits for quadrant control
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/544—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices for evaluating functions by calculation
- G06F7/548—Trigonometric functions; Co-ordinate transformations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2101/00—Indexing scheme relating to the type of digital function generated
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、三角関数演算における三角関数前処理装置に
関するものである。
関するものである。
〈従来の技術〉
三角関数sin X、cos Xを求めるには、例
えば初等関数の数値計算(−松信著、教育出版社)に述
べられているように、ティラー展開、チェビシェフ展開
などの級数展開法、またはCORDICなどのアルゴリ
ズムがある。しかし、これらのアルゴリズムを広い定義
域で用いるのは精度と演算時間の点から有効ではなく、
O<X<π/4となるように剰余算を行ない、狭い定義
域についてだけ上記アルゴリズムを適応するのが一般的
である。
えば初等関数の数値計算(−松信著、教育出版社)に述
べられているように、ティラー展開、チェビシェフ展開
などの級数展開法、またはCORDICなどのアルゴリ
ズムがある。しかし、これらのアルゴリズムを広い定義
域で用いるのは精度と演算時間の点から有効ではなく、
O<X<π/4となるように剰余算を行ない、狭い定義
域についてだけ上記アルゴリズムを適応するのが一般的
である。
Y=sin Xを求める計算アルゴリズムの一例を第
2図を用いて説明する。まず、剰余算を以下のように行
なう。Xを被除数、π/4を除数として剰余を求め、剰
余をR1商の下位3ビットを最下位のビットより、フラ
グfc、fb、f、aにセットする。R=X ・mo
d (π/4)である。
2図を用いて説明する。まず、剰余算を以下のように行
なう。Xを被除数、π/4を除数として剰余を求め、剰
余をR1商の下位3ビットを最下位のビットより、フラ
グfc、fb、f、aにセットする。R=X ・mo
d (π/4)である。
この時、第2図かられがるように、フラグfa、fb、
fcと入力数Xの符号SFとの関係により(表1、参照
)、以下のように演算が選択される。
fcと入力数Xの符号SFとの関係により(表1、参照
)、以下のように演算が選択される。
まず、f c = 1ならばR=π/4−Rの補正を行
なう。次に入力Xの符号フラグSFとフラグfaとの排
他的論理和が出力Yの符号となる。次に、フラグfbと
フラグfcの排他的論理和を求め、fbofc=1なら
ばcoS Rを、そうでなければ、sjn RをC0
RDIC又は展開式を用いて求め、これをIYIとする
。このようなアルゴリズムのもとにY=sin Xを
求める。
なう。次に入力Xの符号フラグSFとフラグfaとの排
他的論理和が出力Yの符号となる。次に、フラグfbと
フラグfcの排他的論理和を求め、fbofc=1なら
ばcoS Rを、そうでなければ、sjn RをC0
RDIC又は展開式を用いて求め、これをIYIとする
。このようなアルゴリズムのもとにY=sin Xを
求める。
(以下、余白)
退−一乱
次に、第3図を用いて、従来の計算方式を説明する。ま
ず、Xをπ/4で剰余算を行ない(302)、剰余(R
)と商とを求める。ここで、フラグfa、fb、fcは
rOJに初期化されているものとする。商の下位3ビッ
トを調べ、ビット0=1(図面ではビットをbm表す)
ならば(303)フラグfcに1をセットしく304)
、ビット1=1ならば(305)フラグfbに1をセッ
トしく306)、ビット2=1ならば(307)フラグ
faに1をセットする(308)。フローチャート図で
は判断結果が肯定なら「Y」を否定なら「N」の経路を
取る。
ず、Xをπ/4で剰余算を行ない(302)、剰余(R
)と商とを求める。ここで、フラグfa、fb、fcは
rOJに初期化されているものとする。商の下位3ビッ
トを調べ、ビット0=1(図面ではビットをbm表す)
ならば(303)フラグfcに1をセットしく304)
、ビット1=1ならば(305)フラグfbに1をセッ
トしく306)、ビット2=1ならば(307)フラグ
faに1をセットする(308)。フローチャート図で
は判断結果が肯定なら「Y」を否定なら「N」の経路を
取る。
次に、fc=1ならば(309) R= x / 4−
Rの補正を行なう(310)。次に入力Xの符号フラグ
5F=O(+)で<311)かつf a=:1か(3−
13)、または5F=1(−)で(311)かっfa=
o (312)の時には、出力Yの符号1:!5F=L
(−)とし、(314)、それ以外の場合は、出力Yの
符号はSF=’O(+)とする(315)。
Rの補正を行なう(310)。次に入力Xの符号フラグ
5F=O(+)で<311)かつf a=:1か(3−
13)、または5F=1(−)で(311)かっfa=
o (312)の時には、出力Yの符号1:!5F=L
(−)とし、(314)、それ以外の場合は、出力Yの
符号はSF=’O(+)とする(315)。
次に、fb=1 (316)かっfc=o(318)ま
たは、fb=o (316)かっf c=1(317)
ならばcos Rを(320)、そうでなければ、s
in Rを(319)、C0RDIC又は展開式を用
いて求め、これをsin Xの演算結果とする。同様
に、Y=cos Xの計算アルゴリズムを第5図を用
いて説明する。まず、剰余算を以下のように行なう。X
を被除数、π/4を除数として剰余を求め、剰余をR,
商の下位3ビットを最下位のビットより、fc、fb、
faにそれぞれセットする。R=Xmod(π/4)と
なる。
たは、fb=o (316)かっf c=1(317)
ならばcos Rを(320)、そうでなければ、s
in Rを(319)、C0RDIC又は展開式を用
いて求め、これをsin Xの演算結果とする。同様
に、Y=cos Xの計算アルゴリズムを第5図を用
いて説明する。まず、剰余算を以下のように行なう。X
を被除数、π/4を除数として剰余を求め、剰余をR,
商の下位3ビットを最下位のビットより、fc、fb、
faにそれぞれセットする。R=Xmod(π/4)と
なる。
この時、第5図かられかるように、フラグfa。
fb、fcと入力数Xの符号SFとの関係(表2参照)
により、以下のように演算が選択される。
により、以下のように演算が選択される。
まず、f c = 1ならばR= π/ 4− Hの補
正を行なう。次にフラグfaとfbの排他的論理和が、
出力Yの符号となる。次に、fbとfcの排他的論理和
を求め、fbofc=oならばcos Rを、そうで
なければ、sin RをC0RD I C又は展開式
を用いて求め、これをIYIとする。
正を行なう。次にフラグfaとfbの排他的論理和が、
出力Yの符号となる。次に、fbとfcの排他的論理和
を求め、fbofc=oならばcos Rを、そうで
なければ、sin RをC0RD I C又は展開式
を用いて求め、これをIYIとする。
このようなアルゴリズムのもとにY=cos Xを求
める。
める。
去−又
次に、第6図を用いて、従来の計算方式を説明する。ま
ず、Xをπ/4で剰余算を行ない(602)、剰余(R
)と商を求める。ここで、fa、fb、fcは0に初期
、化されているものとする。
ず、Xをπ/4で剰余算を行ない(602)、剰余(R
)と商を求める。ここで、fa、fb、fcは0に初期
、化されているものとする。
商の下位3ビットを調べ、ビットO=4ならば(603
)フラグfcに1をセットしく604)、ビット1=1
ならば(605)フラグfbに1をセットしく606)
、ビット2=1ならば(607)フラグfaに1をセッ
トする(608)。
)フラグfcに1をセットしく604)、ビット1=1
ならば(605)フラグfbに1をセットしく606)
、ビット2=1ならば(607)フラグfaに1をセッ
トする(608)。
次に、fc=1ならば(609)R=π/4−Rの補正
を行なう(610)。次にf a=1で(611)かっ
fb=1か(613)または、fa=0で(611)か
っfb=o (612)の時、出力Yの符号は5F=O
(+)としく614)、それ以外の場合は、出力Yの符
号は5F=1 (−)とする(615)。
を行なう(610)。次にf a=1で(611)かっ
fb=1か(613)または、fa=0で(611)か
っfb=o (612)の時、出力Yの符号は5F=O
(+)としく614)、それ以外の場合は、出力Yの符
号は5F=1 (−)とする(615)。
次に、fb=1 (616)かっfc=O(618)
または、fb=o (616)かッf c = 1(6
17)ならばsin Rを(620)、そうでなけれ
ば、cosRを(619)−、C0RDIC又は展開式
を用いて求め、これをcos Xの演算結果とする。
または、fb=o (616)かッf c = 1(6
17)ならばsin Rを(620)、そうでなけれ
ば、cosRを(619)−、C0RDIC又は展開式
を用いて求め、これをcos Xの演算結果とする。
〈発明の解決しようとする問題点〉
上述した従来の演算装置では、三角関数Y=sin
X、Y=cos Xなどを求めるには、0<X<π/4
となるようにXを被除数、π/4を除数として剰余算を
行ない、剰余をRとし、商を求め、商の下位3ビットを
1ビットずつ判定しながらフラグにセットするというこ
とと、フラグと入力数Xとの符号SFとの関係により出
力Yの符号の決定と、演算の選択を行なうということを
、マイクロプログラムで行なっていたため、マイクロプ
ログラムのステップ数が増加し、実行時間の増加を伴う
という問題点があった。
X、Y=cos Xなどを求めるには、0<X<π/4
となるようにXを被除数、π/4を除数として剰余算を
行ない、剰余をRとし、商を求め、商の下位3ビットを
1ビットずつ判定しながらフラグにセットするというこ
とと、フラグと入力数Xとの符号SFとの関係により出
力Yの符号の決定と、演算の選択を行なうということを
、マイクロプログラムで行なっていたため、マイクロプ
ログラムのステップ数が増加し、実行時間の増加を伴う
という問題点があった。
〈問題点を解決するための手段および作用〉本発明の三
角関数を求める装置は被除数を格納するレジスタと、除
数を格納するレジスタと、除算を行なうための加減算器
と、剰余を格納するレジスタと、商の下位3ビットを下
位より格納する第1フラグ、第2フラグ、第3フラグと
、入力数の符号を整向する第4フラグと、前記第2フラ
グ、第3フラグと、第4フラグとの値により出力数の符
号フラグを決定するための論理回路を有している。
角関数を求める装置は被除数を格納するレジスタと、除
数を格納するレジスタと、除算を行なうための加減算器
と、剰余を格納するレジスタと、商の下位3ビットを下
位より格納する第1フラグ、第2フラグ、第3フラグと
、入力数の符号を整向する第4フラグと、前記第2フラ
グ、第3フラグと、第4フラグとの値により出力数の符
号フラグを決定するための論理回路を有している。
したがって、上述した従来の三角関数前処理装置では、
三角関数Y=sin X、Y:QO8Xなどを求める
には、O<X<π/4となるようにXを被除数、π/4
を除数として剰余算を行ない、剰余をRとし、商の下位
3ビットを1ビットずつ判定しながらフラグにセットす
るということと、フラグと入力数Xの符号gFとの関係
により出力Yの符号の決定と、演算・の選択を行なうと
いうことを、マイクロプログラムで行なっていたのに対
し、本発明は、商の下位3ビットをフラグにセットする
機能を設けるということと、フラグと入力数Xの符号S
Fとの関係により、出力Yの符号の決定と演算の選択を
論理ゲートにより行なうということで、マイクロプログ
ラムのステップ数の減少と、実行時間を短縮化できると
いう独創的内容を有する。
三角関数Y=sin X、Y:QO8Xなどを求める
には、O<X<π/4となるようにXを被除数、π/4
を除数として剰余算を行ない、剰余をRとし、商の下位
3ビットを1ビットずつ判定しながらフラグにセットす
るということと、フラグと入力数Xの符号gFとの関係
により出力Yの符号の決定と、演算・の選択を行なうと
いうことを、マイクロプログラムで行なっていたのに対
し、本発明は、商の下位3ビットをフラグにセットする
機能を設けるということと、フラグと入力数Xの符号S
Fとの関係により、出力Yの符号の決定と演算の選択を
論理ゲートにより行なうということで、マイクロプログ
ラムのステップ数の減少と、実行時間を短縮化できると
いう独創的内容を有する。
〈実施例〉
次に、本発明の実施例についてsin Xを求める場
合を例に取って図面を参照して説明する。
合を例に取って図面を参照して説明する。
第1図は1本発明の一実施例の構成概要を示すブロック
図である。第4図は、一実施例により5inXを求める
計算のフローチャート図である。
図である。第4図は、一実施例により5inXを求める
計算のフローチャート図である。
第1図において、101は被除数用レジスタ、102は
除数用レジスタ、103は加減算器(以下、ALU)、
104は剰余用レジスタ、105は商レジスタ、106
は論理回路、107は符号フラグ、108,109,1
10はフラグ、111.112.113は排他的論理和
ゲートである。
除数用レジスタ、103は加減算器(以下、ALU)、
104は剰余用レジスタ、105は商レジスタ、106
は論理回路、107は符号フラグ、108,109,1
10はフラグ、111.112.113は排他的論理和
ゲートである。
本実施例におけるフラグ108,109,110゜10
7はそれぞれ第1.第2、第3、第4フラグを構成して
いる。
7はそれぞれ第1.第2、第3、第4フラグを構成して
いる。
sin Xを求める時、まず被除数Xを被除数用レジ
スタ101に除数π/2を除数用レジスタ102に格納
し、ALU103を用いてXをπ/4で割った余りRを
剰余用レジスタ104に、商を商用レジスタ105にそ
れぞれ格納する(402)。次に、商の下位3ビットを
商用レジスタ105より下位からフラグfc108、f
b109゜falloへ格納しく403)、前記フラグ
fc108=1 (404)ならばR=π/4−Rを剰
余用レジスタ104に格納する(405)、次に入力X
の符号フラグ(SF)107とフラグfa110の排他
的論理和を排他的論理和ゲート113により求め、論理
回路106により出力Yの符号を決定しフラグ(SF)
107に格納する(406)。
スタ101に除数π/2を除数用レジスタ102に格納
し、ALU103を用いてXをπ/4で割った余りRを
剰余用レジスタ104に、商を商用レジスタ105にそ
れぞれ格納する(402)。次に、商の下位3ビットを
商用レジスタ105より下位からフラグfc108、f
b109゜falloへ格納しく403)、前記フラグ
fc108=1 (404)ならばR=π/4−Rを剰
余用レジスタ104に格納する(405)、次に入力X
の符号フラグ(SF)107とフラグfa110の排他
的論理和を排他的論理和ゲート113により求め、論理
回路106により出力Yの符号を決定しフラグ(SF)
107に格納する(406)。
次に、前記フラグfb109とfc108との排他的論
理和を排他的論理和ゲート113により求め、fbQf
c=1ならばcos Rを、そうでなければ、sin
RをC0RDIC又は展開式を用いて求め、これが
sin Xの演算結果となる(407)。
理和を排他的論理和ゲート113により求め、fbQf
c=1ならばcos Rを、そうでなければ、sin
RをC0RDIC又は展開式を用いて求め、これが
sin Xの演算結果となる(407)。
次に、cos Xを求める場合を説明する。第7図は
、本実施例によるcos Xを求める計算のフローチ
ャート図である。
、本実施例によるcos Xを求める計算のフローチ
ャート図である。
cos Xを求める時には、まず被除数Xを被除数用
レジスタ101に除数π/2を除数用レジスタ102に
格納し、ALU103を用いてXをπ/4で割った余り
Rを剰余用レジスタ104に。
レジスタ101に除数π/2を除数用レジスタ102に
格納し、ALU103を用いてXをπ/4で割った余り
Rを剰余用レジスタ104に。
商を商用レジスタ105にそれぞれ格納する(702)
。次に、商の下位3ピツ]・を商用レジスタ105より
下位からフラグfc108、fbl。
。次に、商の下位3ピツ]・を商用レジスタ105より
下位からフラグfc108、fbl。
9、falloへ格納しく703)、前記フラグfc1
08=1 (704)ならばR= tc / 4− R
を剰余用レジスタ104に格納する(705)。
08=1 (704)ならばR= tc / 4− R
を剰余用レジスタ104に格納する(705)。
次に、フラグfalloとフラグfb109との排他的
論理和を排他的論理和ゲート113により求め、論理回
路106により出力Yの符号を決定しフラグ107に格
納する(706)。次に、前記フラグfb109とfc
108との排他的論理和を排他的論理和ゲート113に
より求め、fbOfc=Oならばcos Rを、そう
でなければ、sin RをC0RDIC又は展開式を
用いて求め、これがcos Xの演算結果となる(7
07)。
論理和を排他的論理和ゲート113により求め、論理回
路106により出力Yの符号を決定しフラグ107に格
納する(706)。次に、前記フラグfb109とfc
108との排他的論理和を排他的論理和ゲート113に
より求め、fbOfc=Oならばcos Rを、そう
でなければ、sin RをC0RDIC又は展開式を
用いて求め、これがcos Xの演算結果となる(7
07)。
〈発明の効果〉
以上説明したように本発明は、三角関数Y=sin
X、Y=cos Xなどを求めるシステムにおいて、
O<X<π/4となるようにXを被除数、π/4を除数
として剰余算を行ない、剰余をRとし、商の下位3ビッ
トをフラグにセットする機能を設けるということと、フ
ラグと入力数Xの符号SFとの関係により出力Yの符号
の決定と演算の選択を、論理ゲートにより行なうという
ことで、今までマイクロプログラムで行なっていたステ
ップ(303〜308,311〜313,316〜31
8,603〜608.611〜613゜616〜618
)の処理が不要となり、マイクロプログラムのステップ
数の減少と、実行時間を短縮化できるという効果がある
。
X、Y=cos Xなどを求めるシステムにおいて、
O<X<π/4となるようにXを被除数、π/4を除数
として剰余算を行ない、剰余をRとし、商の下位3ビッ
トをフラグにセットする機能を設けるということと、フ
ラグと入力数Xの符号SFとの関係により出力Yの符号
の決定と演算の選択を、論理ゲートにより行なうという
ことで、今までマイクロプログラムで行なっていたステ
ップ(303〜308,311〜313,316〜31
8,603〜608.611〜613゜616〜618
)の処理が不要となり、マイクロプログラムのステップ
数の減少と、実行時間を短縮化できるという効果がある
。
第1図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図はsin Xのグラフ、第3図はsin X
を求める従来の計算例を示すフローチャート図、第4図
は、一実施例によりsin xを求める計算のフロー
チャート図、第5図はcOsXのグラフ、第6図はco
s Xを求める従来の計算例を示すフローチャート図
、第7図は一実施例によるcos Xを求める計算の
フローチャート図である。 101・・・・・被除数用レジスタ、 102・・・・・除数用レジスタ。 103・・・・・加減算器、 104・・・・・剰余用レジスタ、 105・・・・・商レジスタ、 106・・・・・論理回路。 107・・・・・符号フラグ。 108.109.110 ・・・・・フラグ、 111.112.113 ・・・・・排他的論理和ゲート。 特許出願人 日本電気株式会社代理人 弁理
士 桑 井 清 − 第4図 第5図 特開昭63−186;(:ビニ+(7)第7図
第2図はsin Xのグラフ、第3図はsin X
を求める従来の計算例を示すフローチャート図、第4図
は、一実施例によりsin xを求める計算のフロー
チャート図、第5図はcOsXのグラフ、第6図はco
s Xを求める従来の計算例を示すフローチャート図
、第7図は一実施例によるcos Xを求める計算の
フローチャート図である。 101・・・・・被除数用レジスタ、 102・・・・・除数用レジスタ。 103・・・・・加減算器、 104・・・・・剰余用レジスタ、 105・・・・・商レジスタ、 106・・・・・論理回路。 107・・・・・符号フラグ。 108.109.110 ・・・・・フラグ、 111.112.113 ・・・・・排他的論理和ゲート。 特許出願人 日本電気株式会社代理人 弁理
士 桑 井 清 − 第4図 第5図 特開昭63−186;(:ビニ+(7)第7図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 三角関数を求めるシステムにおいて、被除数を格納する
レジスタと、除算を行なうための加減算器と、剰余を格
納するレジスタと、商の下位3ビットを下位よりそれぞ
れ格納する第1フラグ、第2フラグ、第3フラグと、入
力数の符号を格納する第4フラグと、前記第2フラグ、
第3フラグと第4フラグとの値により出力数の符号フラ
グを決定するための論理回路とを有し、 入力データを被除数として、π/4を法とする剰余算を
前記加減算器により行ない、剰余算の商の下位3ビット
を前記第1フラグ、第2フラグ、第3フラグにそれぞれ
格納し、前記第3フラグと前記第4フラグとの排他的論
理和また前記第2フラグと前記第3フラグとの排他的論
理和を、前記論理回路により決定して符号フラグを決定
することと、前記第1フラグと前記第2フラグとの排他
的論理和により正弦値を求めるか、余弦値を求めるかを
決定することを特徴とする三角関数前処理装置。
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JP62019302A JPS63186329A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | 三角関数前処理装置 |
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JP62019302A JPS63186329A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | 三角関数前処理装置 |
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Family
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- 1988-01-28 DE DE3854207T patent/DE3854207T2/de not_active Expired - Fee Related
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