RU2042979C1 - Device for interpolation - Google Patents
Device for interpolation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042979C1 RU2042979C1 SU4858814A RU2042979C1 RU 2042979 C1 RU2042979 C1 RU 2042979C1 SU 4858814 A SU4858814 A SU 4858814A RU 2042979 C1 RU2042979 C1 RU 2042979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- node
- elements
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для выполнения функциональных преобразований в различных цифровых системах обработки информации, например в бортовых системах летательных аппаратов. The invention relates to computer technology and can be used to perform functional transformations in various digital information processing systems, for example, in on-board systems of aircraft.
Известные устройства [1,2] для кусочно-линейной интерполяции используют алгоритм вычисления функции по добавлению приращения ординаты на последующем отрезке относительно найденного аргумента узла к значению функции, соответствующему данному аргументу. При этом предварительно определяется порядок текущего значения аргумента функции интерполирования путем выделения целой части результата от деления разности текущего аргумента на соседних шагах интерполирования. Затем при собственно вычислении значения искомой функции коэффициент наклона на данном отрезке определяется путем деления разности ординат соседних шагов интерполирования на величину шага. Known devices [1,2] for piecewise linear interpolation use an algorithm for calculating a function to add the ordinate increment in the next segment relative to the found argument of the node to the value of the function corresponding to this argument. In this case, the order of the current value of the argument of the interpolation function is preliminarily determined by isolating the integer part of the result from dividing the difference of the current argument at adjacent interpolation steps. Then, when actually calculating the value of the desired function, the slope coefficient for this segment is determined by dividing the difference of the ordinates of the neighboring interpolation steps by the step size.
Из известных устройств за прототип выбрано устройство для кусочно-линейной интерполяции функций [2] содержащее регистр аргумента, регистр числа, сумматор, три регистра промежуточных значений, четыре коммутатора, блок памяти, блок микропрограммного управления, три элемента И и регистр признаков. Among the known devices for the prototype, a device for piecewise linear interpolation of functions [2] was selected that contains an argument register, a number register, an adder, three intermediate value registers, four switches, a memory block, a firmware control unit, three AND elements, and a feature register.
Недостатками данного устройства являются, во-первых, необходимость иметь постоянный шаг изменения аргумента (что не обязательно при малом изменении коэффициента наклона функции); во-вторых, вычисление коэффициента наклона при каждом интерполировании с применением длительной операции деления, что значительно увеличивает процесс интерполирования. The disadvantages of this device are, firstly, the need to have a constant step of changing the argument (which is not necessary with a small change in the slope of the function); secondly, the calculation of the slope coefficient at each interpolation using a lengthy division operation, which significantly increases the interpolation process.
Целью изобретения является повышение быстродействия (за счет интерполирования с произвольной точки и исключения длительности операций выделения целой части и деления). The aim of the invention is to increase performance (due to interpolation from an arbitrary point and eliminating the duration of the operations of the allocation of the integer part and division).
Значение функции Y устройство формирует в соответствии с выражением:
Y (X Xm) ˙Km + Ym, (1) где Х текущее значение аргумента;
Хm, Km, Ym соответственно аргумент, коэффициент наклона и ордината узла интерполяции;
m номер узла интерполяции, относительно которого осуществляется вычисление функции.The device generates the value of the Y function in accordance with the expression:
Y (XX m ) ˙K m + Y m , (1) where X is the current value of the argument;
X m , K m , Y m respectively argument, slope and ordinate of the interpolation node;
m is the number of the interpolation node relative to which the function is being calculated.
Параметры узлов интерполяции записываются в постоянном запоминающем устройстве в соответствии с таблицей
В таблице обозначено:
Ay адрес размещения в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) вычисленного значения функции y;
N количество узлов интерполяции; Х1 Хn аргументы узлов интерполяции, причем
Х1 > Х2 >.> Хn;
К1 КN коэффициенты наклона, соответствующие узлу интерполяции;
Y1 Yn ординаты узлов интерполяции.The parameters of the interpolation nodes are recorded in read-only memory in accordance with the table
The table indicates:
A y is the location address in the random access memory (RAM) of the calculated value of the function y;
N is the number of interpolation nodes; X 1 X n the arguments of the interpolation nodes, and
X 1 > X 2 >.> X n ;
K 1 K N slope coefficients corresponding to the interpolation node;
Y 1 Y n the ordinates of the interpolation nodes.
Адрес ячейки Aи ПЗУ, в которой размещается Ay, является начальной точкой таблицы интерполяции, относительно которого осуществляются все вычисления для определения параметров выражения (1).The address of cell A and ROM in which A y is located is the starting point of the interpolation table, with respect to which all calculations are performed to determine the parameters of expression (1).
Номер искомого узла m размещается в ОЗУ по адресу Aи + 1 (в соседней с Y ячейке).The number of the desired node m is located in RAM at address A and + 1 (in the cell adjacent to Y).
Устройство для интерполяции содержит блок 1 управления, вычислительный блок 2, постоянное запоминающее устройство 3, блок 4 счетчиков, блок 5 оперативной памяти. The device for interpolation comprises a control unit 1, a
Блок управления (фиг. 2) содержит регистр 7, формирователь 8 синхроимпульсов, восемь элементов ИЛИ 9-16, узлы 17, 18 элементов ИЛИ, узел 19 задания констант, коммутатор 20, узлы 21-28 элементов И и сумматор 29. The control unit (Fig. 2) contains a
Вычислительный блок 2 (фиг. 3) содержит регистр 30, схемы сравнения 31-34, вычитатель 35 и умножитель 36. Computing unit 2 (Fig. 3) contains a
Блок 4 счетчиков (фиг. 4) содержит регистры 37, 38 и узлы 39, 40 элементов ИЛИ.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Предварительно в регистры блоков 1 и 2 записываются через первые входы соответственно начальный адрес таблицы Aи интерполяции и значение аргумента Х. По сигналу "Пуск" включается формирователь 8 синхроимпульсов (СИ).First, the starting address of table A and interpolation and the value of the argument X are written to the registers of
По первому СИ, поступающему через элемент ИЛИ 9 на первый узла 21, содержимое регистра 7 через второй вход узла 21, первый вход узла элементов ИЛИ 18 поступает на первый вход сумматора 29. Одновременно с первого выхода узла 19 задания констант передается величина, равная двум единицам младшего разряда, через второй вход узла 22 и первый вход узла 17 элементов ИЛИ на второй вход сумматора 29. Выходной сигнал сумматора 29, равный смещенному (увеличенному) на 2 адресу Aи (начальный адрес таблицы интерполяции), через первый вход коммутатора 20, на второй вход которого поступает 1-й СИ, передается по магистрали на регистр адреса ПЗУ 3.According to the first SI coming through the
Выходной сигнал ПЗУ 3, соответствующий наибольшему значению аргумента Х1 таблицы интерполяции, по второй информационной магистрали поступает в блок 2 на первый вход первой схемы 31 сравнения, на втором входе которой присутствует содержимое регистра 30, равное значению входного аргумента.The output signal of the ROM 3, corresponding to the largest value of the argument X 1 of the interpolation table, is fed through
По 2-му СИ, поступающему по синхромагистрали с выхода формирователя 8 синхроимпульсов на управляющий вход первой схемы 31 сравнения, формируется сигнал на выходе в зависимости от соотношения поступивших сигналов. According to the 2nd SI, coming along the sync line from the output of the
Если содержимое регистра 30 равно или больше сигнала, поступившего с выхода ПЗУ 3, т.е. Х ≥ Х1, то выходной сигнал схемы 31 сравнения будет равен нулю, и последовательность формирования синхроимпульсов в формирователе 8 не изменится.If the contents of the
При этом по 3-му СИ 3, поступающему на элемент ИЛИ 9, содержимое регистра 7 через узел 21 и узел 18 подается на первый вход сумматора 29. Одновременно с второго выхода узла 19 задания констант сигнал, равный одной единице младшего разряда, через второй вход узла 23, второй вход второго узла 17 элементов ИЛИ поступит на второй вход сумматора 29. In this case, according to the 3rd SI 3 supplied to the
Выходной сигнал сумматора 29 через коммутатор 20 поступает в регистр адреса ПЗУ 3, с выхода которого величина, равная количеству узлов интерполяции (записанная по адресу AN Aи + 1), по 4-му СИ, поступающему по синхромагистрали на управляющий вход регистра 37, передается через первый вход первого узла 39 и записывается в регистр 37 блока 4 счетчиков.The output signal of the
По 5-му СИ, поступающему на первые входы узлов 21 и 22 через элементы ИЛИ 9 и 10 соответственно, на первый и второй входы сумматора 29 поступает через узел 21 и 18 содержимое регистра 7, а через узел 22 и узел 17 содержимое узла 19 задания констант, равное двум единицам младшего разряда. Таким образом, на выходе сумматора получается адрес Х1(Aи + 2), который через коммутатор 20 по информационной магистрали через второй узел 40 в присутствии 5-го СИ на управляющем входе 38 с выхода блока 1 по синхромагистрали заносится в регистр 38.According to the 5th SI arriving at the first inputs of
Шестой синхроимпульс через элементы ИЛИ 12 и 13 поступает на первые входы соответственно узлов 24 и 25. The sixth clock through the elements OR 12 and 13 is supplied to the first inputs of
При этом содержимое регистров 38 и 37 через второй вход узла 18 и третий вход узла 17 элементов ИЛИ поступает соответственно на первый и второй входы сумматора 29, выходной сигнал которого через коммутатор 20 по магистрали через второй вход узла 40 по заднему фронту 6-го СИ, поступающего по магистрали на управляющий вход, записывается в регистр 38. The contents of the
По 7-му СИ аналогичным образом содержимое регистров 38 и 37 поступает на первый и второй входы сумматора 29, выходной сигнал которого передается по магистрали через коммутатор 20 на регистр адреса ПЗУ 3. According to the 7th SI, in a similar way, the contents of
Этот сигнал равен адресу ординаты Y1, соответствующей аргументу Х1(Ay1 Aи + 2 + N + N).This signal is equal to the ordinate address Y 1 corresponding to the argument X 1 (A y1 A and + 2 + N + N).
Выходной сигнал ПЗУ 3, равный ординате Y1, по магистрали через первый вход узла 39 заносится в регистр 37.The output signal of the ROM 3, equal to the ordinate Y 1 , on the highway through the first input of the
По 8-му СИ, поступающему через элемент ИЛИ 9 на первый вход узла 21, содержимое регистра 7 через узел 21, узел 18 передается на первый вход сумматора 29. On the 8th SI, coming through the
При этом на второй вход сумматора 29 поступает нулевой сигнал с выхода узла 17 элементов ИЛИ. Поэтому выходной сигнал сумматора 29 равен величине Aи адрес таблицы интерполяции.At the same time, the second input of the
Этот сигнал через коммутатор 20 поступает на регистр адреса ПЗУЗ, на выходе которого выбирается содержимое ячейки с адресом Aи, т.е. адрес ячейки ОЗУ 5 для занесения значения ординаты.This signal through the
По 9-му СИ адрес Aи с выхода ПЗУ 3 передается по магистрали через первый вход узла 40 на регистр 38 и одновременно на регистр адреса ОЗУ 5. В ячейку по выбранному адресу ОЗУ 5 заносится по магистрали содержимое регистра 37. Таким образом, в ОЗУ 5 оказывается занесена величина ординаты Y1.On the 9th SI, address A and from the output of ROM 3 are transmitted along the highway through the first input of
По 10-му СИ аналогично описанному выше через элемент ИЛИ 12, узел 24, узел 18 содержимое регистра 38 поступает на первый вход сумматора 29. На второй вход при этом передается содержимое с второго выхода узла 19 (равное 1 ЕМР). According to the 10th SI, as described above, through the
Таким образом, на выходе сумматора получится адрес ячейки ОЗУ для хранения текущего номера узла интерполяции. Выходной сигнал сумматора 29 через коммутатор 20 по магистрали поступает на регистр адреса ОЗУ 5, и по этому адресу через входную шину по 11-му СИ перепишется содержимое второго выхода узла 19 (т. е. 1 ЕМР), переданное в магистраль через схему И 23, узел 17, сумматор 29 и коммутатор 20. Thus, the output of the adder will receive the address of the RAM cell to store the current number of the interpolation node. The output signal of the
После этого процесс интерполяции завершается, т.е. при значениях аргумента Х ≥ Х1 в ячейку ОЗУ 5 будет записано значение ординаты, равное Y1, а в следующую ячейку ОЗУ 5 номер узла, равный 1.After this, the interpolation process is completed, i.e. with argument values X ≥ X 1 , the ordinate value equal to Y 1 will be written into the RAM cell 5, and the node number equal to 1 in the next RAM cell 5.
Если во время СИ 2 содержимое регистра 3, будет меньше выходного сигнала ПЗУ 3, т.е. Х < Х1, то выходной сигнал схемы 31 сравнения будет равен единице и, переданный по логической магистрали через второй вход формирователя синхроимпульсов, изменит последовательность формирования синхроимпульсов.If during
При этом после СИ 2 будет сфоpмирован 12-й СИ, подаваемый на элемент ИЛИ 9, по которому содержимое регистра 7 через узел 21, узел 18, сумматор 29, коммутатор 20 и магистраль поступит на регистр адреса ПЗУ 3. С выхода ПЗУ 3 адрес ячейки для записи ординаты Ay по магистрали через первый вход узла 39 по 13-му СИ, поданному по синхромагистрали на управляющий вход, запишется в регистр 37.In this case, after
По 14-му СИ, переданному на первый вход узла 26, сигнал со второго выхода (1 ЕМР) узла 19 поступит на первый вход сумматор 29. Одновременно с выхода элемента ИЛИ 13 на второй вход сумматора поступит на регистр адреса ОЗУ 5. According to the 14th SI transmitted to the first input of
Содержимое выходной шины ОЗУ 5 (номер узла m интерполяции, записанный в прошлом сеансе интерполяции) по магистрали через третий вход узла 40 по 15-му СИ запишется в регистр 38. The contents of the RAM 5 output bus (the number of the interpolation node m recorded in the last interpolation session) along the line through the third input of the
По 16-му СИ, поданному на элементы ИЛИ 9 и 11 в сумматоре 29 осуществится сложение содержимого регистра 7 (Aи) и сигнала с второго выхода узла 19 (1 ЕМР), поступивших на первый и второй входы сумматора 29 описанным способом, и выходной сигнал сумматора 29 (AN) через коммутатор 20 по магистрали будет передан в регистр адреса ПЗУ 3 и через второй вход узла 29 в регистр 37.According to the 16th SI applied to the
По 17-му СИ, поданному на входы сумматора 29, поступит содержимое регистров 38 и 37. On the 17th SI filed at the inputs of the
Выходной сигнал сумматора, равный адресу аргументов таблицы интерполяции для узла m (Axm m + AN), через коммутатор 20 по магистрали будет записан в регистр 37.The output signal of the adder, equal to the address of the arguments of the interpolation table for the node m (A xm m + A N ), through the
По 18-му СИ в регистр адреса ПЗУ 3 передается по первой магистрали 6 выходной сигнал коммутатора 20, равный сумме содержимого регистра 7 и сигнала со второго выхода узла 19. Этот сигнал определяет адрес ячейки количества узлов интерполяции. On the 18th SI, the output signal of the
По 19-му СИ осуществляется сравнение выходного сигнала ПЗУ 3 и содержимого регистра 38 во второй схеме 32 сравнения. Если выходной сигнал схемы 32 сравнения равен нулю, то по 20-му СИ на регистр адреса ПЗУ 3 по магистрали через коммутатор 20 будет передан адрес аргумента следующего узла (Axm + 1) с выхода сумматора 29.The 19th SI compares the output of the ROM 3 and the contents of the
По 21-му СИ, переданному на управляющий вход третьей схемы 33 сравнения, осуществляется сравнение содержимого регистра 30, подаваемого на первый ее вход, и поступающего на второй вход по логической магистрали выходного сигнала ПЗУ 3. According to the 21st SI, transmitted to the control input of the
При этом, если выходной сигнал ПЗУ 3 больше содержимого регистра 30, то единичный сигнал на выходе схемы 33 сравнения поступает по логической магистрали на инкрементные (+) входы регистров 37 и 38, увеличивая их содержимое на единицу. Одновременно сигнал с выхода схемы 33 сравнения по магистрали поступает на третий вход формирователя 8 синхроимпульсов и после окончания СИ снова начинает формировать 18-й СИ. Moreover, if the output signal of the ROM 3 is larger than the contents of the
Если содержимое pегистра 30 больше или равно выходному сигналу ПЗУ 3 (Х ≥ Хm+1) во время действия 21-го СИ, то выходной сигнал схемы 33 сравнения равен нулю и ход следования синхроимпульсов не нарушается.If the contents of
По 22-му СИ, подаваемому на элемент ИЛИ 13, содержимое регистра 37 по магистрали поступает на регистр адреса ПЗУ 3 и по 23-му СИ выходной сигнал ПЗУ 3 в четвертой схеме 34 сравнения сравнивается с содержимым регистра 30. According to the 22nd SI supplied to the
Если содержимое регистра 30 больше выходного сигнала ПЗУ 3, то вырабатывается единичный сигнал на выходе схемы 34 сравнения и поступает по логической магистрали на декрементные (-) входы регистров 37 и 38, уменьшая их содержимое на единицу. Одновременно сигнал с выхода схемы 34 сравнения поступит на четвертый вход формирователя 8 синхроимпульсов. При этом после окончания 23-го СИ снова будет формироваться 22-й СИ. If the contents of the
Если во время действия 23-го СИ содержимое регистра 30 окажется меньше выходного сигнала ПЗУ 3 (Х < Хm), то ход следования синхроимпульсов не нарушается.If during the action of the 23rd SI the contents of the
По СИ 24 содержимое регистра 7 через схему И 21, узел 18 элементов ИЛИ, коммутатор 20 по магистрали передается в регистр адресу ПЗУ 3. According to
По СИ к выходному сигналу ПЗУ 3 (адрес хранения выходной ординаты Ay, подаваемому через схему И 27 и четвертый вход элемента ИЛИ 18 на первый вход сумматора 29, добавляется единица со второго выхода блока 19 задания констант, подаваемая через схему И 23, элемент ИЛИ 17 на второй вход сумматора 29, выходной сигнал которого через коммутатор 20 по магистрали поступает на регистр адреса ОЗУ 5 (адрес хранения номер m узла интерполяции). By SI, to the output signal of ROM 3 (the storage address of the output ordinate Ay supplied through the AND 27 circuit and the fourth input of the
По СИ 26 в эту ячейку ОЗУ 5 заносится через входную шину содержимое регистра 38. According to
По СИ 27 содержимое регистра 37 (адрес Axm) записывается в регистр адреса ПЗУ 3.According to
По СИ 28 на управляющем входе блока 35 вычитания из содержимого регистра 30 вычитается выходной сигнал ПЗУ 3, поступающий на втоpой вход блока 35 вычитания по магистрали, и результат записывается в регистp 38. According to
По СИ 29 содержимое регистра 7 и сигнал второго выхода узла 19 задания констант поступают на входы сумматора 29. Результат сложения (адрес AN) через коммутатор 20 по магистрали 6 передается на регистр адреса ПЗУ 3.According to
По СИ 30 выходной сигнал ПЗУ 3 (количество узлов N интерполяции) через узел И 27, ИЛИ 18 и содержимое регистра 37 (адрес Axm) поступают соответственно на первый и второй входы сумматора 29, выходной сигнал которого (адрес коэффициента наклона Axm) через коммутатор 20 по магистрали 6 передается в регистр адреса ПЗУ 3 и одновременно записывается в регистр 37.According to
По СИ 31, подаваемому на управляющий вход блока 36 умножения, перемножаются выходной сигнал ПЗУ 3 (коэффициент наклона Xm) и содержимое регистра 38 (разность Х -Хm), поступающие по магистрали. После завершения операции результат умножения записывается в регистр 38.According to
По СИ 32 на регистре адреса ПЗУ 32 на регистре адреса ПЗУ 3 записывается адрес AN (аналогично ситуации действия СИ 29).By
По СИ 33, поступающему на элементы ИЛИ 16 и 13, на регистре адреса ПЗУ 3 записывается адрес ординаты узла AYm (аналогично действию СИ 30).By
По СИ 34 выходной сигнал Ym ПЗУ 3 и содержимое регистра 38 поступают соответственно первый и второй входы сумматора 29. Выходной сигнал сумматора 29 записывается в регистр 38.According to
По СИ 35, поступающему на схему ИЛИ 9, аналогично СИ24, содержимое регистра 7 записывается в регистр адреса ПЗУ 3. According to
По СИ 36 выходной сигнал ПЗУ 3 поступает по магистрали на регистр адреса ОЗУ 5 и содержимое регистра 38 записывается через входную шину ОЗУ 5 по этому адресу. На этом заканчивается полный цикл интерполяции. According to
Таким образом, как видно из описания алгоритма, а основном вычисления сводятся к работе по определению адресов параметров интерполяции в таблице ПЗУ путем сравнения текущего аргумента со значениями аргументов, расположенных справа и слева от угла на предыдущем сеансе интерполяции. Thus, as can be seen from the description of the algorithm, the main calculations are reduced to work on determining the addresses of the interpolation parameters in the ROM table by comparing the current argument with the values of the arguments located to the right and left of the corner in the previous interpolation session.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4858814 RU2042979C1 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Device for interpolation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4858814 RU2042979C1 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Device for interpolation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2042979C1 true RU2042979C1 (en) | 1995-08-27 |
Family
ID=21531889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4858814 RU2042979C1 (en) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Device for interpolation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2042979C1 (en) |
-
1990
- 1990-07-04 RU SU4858814 patent/RU2042979C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1129622, кл. G 06F 15/353, 1980. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1215117, кл. G 06F 15/353, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5179531A (en) | Accelerated digital signal processor | |
EP0007729B1 (en) | Low pass digital averaging filter and method of recovering a low frequency component of a composite analog waveform | |
US4156922A (en) | Digital system for computation of the values of composite arithmetic expressions | |
US4225933A (en) | Exponential function computing apparatus | |
RU2042979C1 (en) | Device for interpolation | |
JPH0731592B2 (en) | Division circuit | |
JPH07234778A (en) | Arithmetic circuit | |
KR100326746B1 (en) | System and method for approximating nonlinear functions | |
CA2052600C (en) | Adaptive bandwidth moving average filter | |
SU1640718A1 (en) | Boundary problem solver | |
SU1156067A1 (en) | Device for calculating value of log z with base 2 | |
SU404082A1 (en) | A DEVICE FOR CALCULATING THE TYPE = FUNCTION. KV'X ^ + y | |
SU1241219A1 (en) | Function generator | |
KR960007941B1 (en) | Error counter method of digital adapted filter | |
RU2025895C1 (en) | Multiplier of pulse recurrence rate | |
SU1465882A1 (en) | Inverse value computing device | |
SU1288726A2 (en) | Device for restoring continuous functions from discrete readings | |
RU2013806C1 (en) | Gear for determination of optimum period of maintenance of article | |
KR0153959B1 (en) | Time sharing multiplier for processing the digital signal with systolic structure | |
SU1386990A1 (en) | Device for computing polynominals | |
SU1051556A1 (en) | Device for reducing information redundancy | |
SU1136153A1 (en) | Device for calculating value of function x = square root of sum of two squared numbers | |
RU2040039C1 (en) | Device for calculation absolute value of three- dimensional vector | |
SU1089551A1 (en) | Interpolator | |
SU1751858A1 (en) | Device for calculation of remainder to modulus of binary number |