RU2602674C1 - Device for calculating functions - Google Patents
Device for calculating functions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602674C1 RU2602674C1 RU2015124316/08A RU2015124316A RU2602674C1 RU 2602674 C1 RU2602674 C1 RU 2602674C1 RU 2015124316/08 A RU2015124316/08 A RU 2015124316/08A RU 2015124316 A RU2015124316 A RU 2015124316A RU 2602674 C1 RU2602674 C1 RU 2602674C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- block
- adder
- multipliers
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах цифровых разверток, в устройствах цифрового автоматического управления, в тригонометрических вычислителях, в устройствах аппаратурной реализации средств математического обеспечения ЦВМ и других для преобразования декартовых координат в полярные, а также для определения параметров прямоугольного треугольника по двум линейным параметрам.The invention relates to the field of automation and computer technology and can be used in digital sweep devices, in digital automatic control devices, in trigonometric calculators, in devices for hardware implementation of computer software for digital computers and others for converting Cartesian coordinates to polar, as well as for determining the parameters of a rectangular triangle in two linear parameters.
Известны устройства преобразования цифровых электрических сигналов, использующие операционные методы [патент GB №1331410, кл. G4A, 1973, патент GB №1328567, кл. G4A, 1973], однако указанные устройства имеют большое время вычисления.Known devices for converting digital electrical signals using operational methods [GB patent No. 1331410, class. G4A, 1973, GB patent No. 1328567, class. G4A, 1973], however, these devices have a long calculation time.
Все указанные устройства не дают высокой точности при вычислении функции (X, Y - декартовы координаты объекта), особенно при значениях X, Y одного порядка малости.All these devices do not give high accuracy when calculating the function (X, Y are the Cartesian coordinates of the object), especially with X, Y values of the same order of smallness.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для вычисления функций [авт. св. 660059 СССР, 1979 г.]. Оно содержит схему управления, блок сдвига, сумматор, компаратор, сумматор, счетчик искомого угла, блок умножителей, первая группа входов которого объединена со входами блока сдвига, цифровой функциональный генератор, выходы которого соединены со второй группой входов блока умножителей, вход сравнения компаратора через элемент ИЛИ связан с первой парой выходов блока умножителей, установочные входы сумматора подключены ко входам X устройства, а другие входы соединены со второй парой выходов блока умножителей, вторая группа входов которого подключена к выходам X и Y устройства, причем группа кодовых выходов Y блока сдвига соединена с установочными входами компаратора, выход которого связан со входами останова сумматора и счетчика искомого угла.The closest technical solution to the proposed invention is a device for calculating functions [ed. St. 660059 USSR, 1979]. It contains a control circuit, a shear unit, an adder, a comparator, an adder, a desired angle counter, a unit of multipliers, the first group of inputs of which is combined with inputs of a shear unit, a digital functional generator whose outputs are connected to a second group of inputs of the unit of multipliers, a comparator comparison input through an element OR connected to the first pair of outputs of the multiplier block, the installation inputs of the adder are connected to the inputs X of the device, and the other inputs are connected to the second pair of outputs of the block of multipliers, the second group of inputs of which connected to the outputs of the X and Y device, wherein the group Y code shift unit outputs connected to inputs of locating comparator, whose output is connected to the inputs of the adder and counter stop of the desired angle.
Недостатком этого устройства является его низкая достоверность (информативность) полученных результатов: вместо величин и оно выдает величины, пропорциональные им. Причем не в общепринятых единицах измерения (радианы, градусы и т.п.). Это снижает информативность выходных данных.The disadvantage of this device is its low reliability (information content) of the results: instead of values and it gives values proportional to them. And not in generally accepted units of measurement (radians, degrees, etc.). This reduces the information content of the output.
Задачей настоящего изобретения является повышение достоверности (информативности) выходного результата.The objective of the present invention is to increase the reliability (information content) of the output.
Технический результат настоящего изобретения - возможность получения выходного результата в требуемых для пользователя единицах измерения. Это повышает достоверность (информативность) выходной информации.The technical result of the present invention is the ability to obtain the output in the units required by the user. This increases the reliability (information content) of the output information.
Технический результат достигается предложенным устройством для вычисления функций, которое содержит блок сдвига, компаратор, сумматор, счетчик искомого угла, блок умножителей, первая группа входов которого объединена со входами блока сдвига, цифровой функциональный генератор, выходы которого соединены со второй группой входов блока умножителей, вход сравнения компаратора через элемент ИЛИ связан с первой парой выходов блока умножителей, установочные входы сумматора подключены ко входам X устройства, а другие входы соединены со второй парой выходов блока умножителей, вторая группа входов которого подключена к выходам X и Y устройства, причем группа кодовых выходов Y блока сдвига соединена с установочными входами компаратора, выход которого связан со входами останова сумматора и счетчика искомого угла, дополнительно содержит регистр метрологической константы, блок элементов И, накапливающий сумматор с разрядом переполнения, причем его выход связан со схемой управления и через нее - с регистром нормализации результата , а выход регистра метрологической константы через блок элементов И, управляемых генератором импульсов соединен со входом накапливающего сумматора.The technical result is achieved by the proposed device for calculating functions, which contains a shear unit, a comparator, an adder, a counter for the desired angle, a unit of multipliers, the first group of inputs of which is combined with the inputs of the shear unit, a digital functional generator whose outputs are connected to the second group of inputs of the unit of multipliers, an input comparing the comparator through an OR element is connected to the first pair of outputs of the multiplier unit, the installation inputs of the adder are connected to the inputs X of the device, and the other inputs are connected to the second a pair of outputs of the block of multipliers, the second group of inputs of which is connected to the outputs X and Y of the device, and the group of code outputs Y of the shift block is connected to the installation inputs of the comparator, the output of which is connected to the stop inputs of the adder and counter of the desired angle, additionally contains a metrological constant register, a block of elements And, the accumulating adder with overflow discharge, and its output is connected to the control circuit and through it to the result normalization register and the metrological constant register output through a block of AND elements controlled by a pulse generator is connected to the input of the accumulating adder.
Введение сдвигающего регистра и блока размерности результата , содержащего накапливающий сумматор с разрядом переполнения, блок элементов И и регистр константы, с их связями с выходным сумматором и с выходом генератора импульсов, а также со схемой управления позволило преобразование выходных данных со счетчика искомого угла и сумматора в более достоверные (информативные) величины в общепринятых, т.е. в удобных для пользователя единицах измерения. Это является новым техническим решением в технике цифровых вычислений функции, поскольку результаты проведенного заявителем анализа аналогов и прототипа не позволили выявить признаки, тождественные всем существенным признакам данного изобретения.The introduction of a shift register and a block of dimensionality of the result containing an accumulating adder with an overflow discharge, a block of AND elements, and a constant register, with their connections to the output adder and the output of the pulse generator, as well as with the control circuit, allowed the conversion of the output from the counter of the desired angle and adder to more reliable (informative) values in generally accepted, i.e. in user-friendly units. This is a new technical solution in the technique of digital computing functions, because the results of the analysis of the analogues and prototype by the applicant did not allow to identify signs that are identical to all the essential features of this invention.
Предложенное устройство имеет изобретательский уровень, так как из опубликованных научных данных и существующих технических решений явным образом не следует, что заявляемая совокупность блоков, узлов и связей между ними позволяет повысить достоверность (информативность) выходных результатов.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 blocks, nodes and the connections between them can increase the reliability (information content) of the output results.
Предложенное устройство для вычисления функций промышленно применимо, поскольку его техническая реализация возможна с использованием типовых элементов микроэлектронной техники (интегральных логических схем).The proposed device for calculating functions is industrially applicable, since its technical implementation is possible using typical elements of microelectronic technology (integrated logic circuits).
На чертеже представлена структурная схема устройства для вычисления функций. Заявленное устройство содержит блок 1 сдвига, осуществляющий операцию сдвига кодов X и Y, блок 2 умножителей для умножения кодов синуса и косинуса на коды входных переменных X и Y, цифровой функциональный генератор 3 для генерирования синусоидально меняющихся кодов, элемент ИЛИ 4, компаратор 5 для сравнения вычисленных значений с заданными, сумматор 6 для образования суммы двух вычисленных значений, счетчик 7 искомого угла для формирования кода искомого угла, схему 8 управления, генератор 9 импульсов, кроме того, дополнительно введены регистр 10 нормализации результата и блок 11 размерности результата , включающий регистр 12 метрологической константы, блок 13 элементов И, накапливающий сумматор 14 с разрядом 15 переполнения.The drawing shows a structural diagram of a device for calculating functions. The claimed device contains a
Ко входам X и Y блока 1 сдвига подключены кодовые шины входных переменных, а также группа входов X и Y блока 2 умножителей. Выходы цифрового функционального генератора 3 соединены с другими входами блока 2 умножителей. Вход сравнения компаратора 5 соединен через элемент ИЛИ 4 с одной парой выходов блока 2 умножителей, а установочные входы указанного компаратора подключены к группе кодовых выходов Ya блока 1 сдвига. Установочные входы сумматора 6 подключены ко входам X переменной блока 1 сдвига, другие входы указанного сумматора соединены с другой парой выходов блока 2 умножителей.To the inputs X and Y of
Группы входов Xa и Ya блока 2 умножителей подключены к кодовым выходам Xa и Ya блока 1 сдвига. Выход компаратора 5 соединен со входами остановки сумматора 6 и счетчика 7 искомого угла, счетный вход которого через схему 8 управления соединен с выходом блока 11 размерности результата .The groups of inputs X a and Y a of block 2 of the multiplier are connected to the code outputs X a and Y a of block 1 of the shift. The output of the
Блок 11 размерности результата состоит из регистра 12 метрологической константы, блока 13 элементов И, накапливающего сумматора 14 с разрядом 15 переполнения. При этом выход сумматора 6 связан со входом регистра 10 нормализации результата , а выход регистра 12 метрологической константы через блок 13 элементов И, управляемых генератором 9 импульсов, соединен шиной из ”n” линий со входом накапливающего сумматора 14, разряд 15 переполнения которого связан со схемой 8 управления.
Рассмотрим работу предлагаемого устройства для случая определения гипотенузы А и одного из углов θ по двум известным катетам X и Y.Consider the operation of the proposed device for the case of determining the hypotenuse A and one of the angles θ from two known legs X and Y.
Входные переменные X и Y в виде параллельного двоичного кода поступают на вход блока 1 сдвига, где происходит сдвиг переменных X и Y влево до появления старшей значащей единицы, наибольшей из входных переменных X и Y в старшем разряде, при этом число сдвигов входных переменных одинаково. Так, например, если X=00001010, Y=00100110, то на выходе блока 1 сдвига получим сдвинутые коды входных переменных Xa=00101000, Ya=10011000, т.е. Xa=X·2K, Ya=Y·2K, где K=2.The input variables X and Y in the form of a parallel binary code are fed to the input of the
Далее, сдвинутые коды входных переменных поступают на группы входов Xа, Ya блока 2 умножителей, где первой парой двоичных умножителей, входящих в состав этого блока, производится умножение указанных кодов на синусоидальный и косинусоидальный числоимпульсный код, подаваемый с цифрового функционального генератора 3 на входы синуса и косинуса блока 2 умножителей.Next, the shifted codes of the input variables are sent to the input groups X a , Y a of block 2 of the multipliers, where the first pair of binary multipliers that make up this block multiplies the indicated codes by a sinusoidal and cosine-number pulse code supplied from the
Причем цифровой функциональный генератор вырабатывает коды синуса и косинуса, сдвинутые относительно друг друга на один такт. На выходах указанных двоичных умножителей получаем числоимпульсные коды Xa·sinθ и Ya· cosθ, которые через элемент ИЛИ 4 поступают на вход сравнения компаратора 5, функцию которого выполняет вычитающий счетчик, который в начальный момент устанавливается в положение, равное величине Ya.Moreover, the digital functional generator generates sine and cosine codes, shifted relative to each other by one clock cycle. At the outputs of these multipliers receive unit-counting binary codes X a · sinθ and Y a · cosθ, which through OR
Через некоторое время Т после начала счета, при выполнении условия Xa·sinθ=Ya·cosθ, компаратор 5 устанавливается в нулевое положение и на его выходе вырабатывается сигнал, поступающий на входы остановки сумматора 6 и счетчика 7 искомого угла. Импульсы на вход этого счетчика поступают от блока 11 размерности. Принцип его действия состоит в том, что он равномерно прореживает импульсы от генератора 9 импульсов. Степень (коэффициент) прореживания зависит от содержимого регистра 12 метрологической константы. Назначая эту константу, можем менять размерность выходного результата . Показания счетчика 7 искомого угла через время Т получаем в необходимых единицах измерения.After some time T after the start of the count, when the condition X a · sinθ = Y a · cosθ is fulfilled, the
Импульсы на вход этого счетчика поступают от блока 11 размерности. Принцип его действия состоит в том, что он равномерно прореживает импульсы от генератора 9 импульсов. Степень (коэффициент) прореживания зависит от содержимого регистра 12 метрологической константы. Назначая эту константу, можем менять размерность выходного результата . Показания счетчика 7 искомого угла через время Т будут в необходимых единицах измерения.The pulses to the input of this counter come from
На группы входов X и Y блока 2 умножителей подаются коды входных переменных X и Y. Вторая пара двоичных умножителей вырабатывает числоимпульсные последовательности произведений X·cosθ и Y·sinθ, поступающие на входы сумматора 6, функцию которого выполняет реверсивный двоичный счетчик, при этом код произведения X·cosθ подается на счетный вход вычитания, а код Y·sinθ - на счетный код сложения. Причем сумматор 6 в начальный момент устанавливается в положение, равное величине X. При поступлении сигнала с выхода компаратора 5 на вход остановки сумматора 6 с выходов последнего получаем величину т.е. величину искомой стороны прямоугольного треугольника. Счетчик 7 искомого угла производит подсчет количества импульсов от блока 11 размерности результата за интервал времени Т, соответствующий измеренному Схема 8 управления коммутирует эти же импульсы на вход сложения при вычислении в или на вход вычитания при вычислении угла 90°- θ.Codes of input variables X and Y are supplied to the input groups X and Y of
Соответственно, путем сдвига вправо регистра 10 сдвига на нужное число разрядов образуется нормализованный результат. Это происходит под управлением схемы 8 управления.Accordingly, by shifting to the right of the
При решении прямоугольного треугольника по гипотенузе и катету код гипотенузы подается на кодовые шины входной переменной X, а код катета - на кодовые шины переменной Y. При этом на блок 2 умножителей подается команда, запрещающая выработку произведений вида Ya·cosθ и Xа·sinθ. Работа схемы происходит в дальнейшем аналогично работе схемы, описанной выше.In the solution of a rectangular triangle the hypotenuse cathetus and the hypotenuse of the code supplied to the word lines of the input variable X, and leg code - the code on the tire variable Y. At the same time the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015124316/08A RU2602674C1 (en) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Device for calculating functions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015124316/08A RU2602674C1 (en) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Device for calculating functions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2602674C1 true RU2602674C1 (en) | 2016-11-20 |
Family
ID=57760277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015124316/08A RU2602674C1 (en) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Device for calculating functions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2602674C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201114U1 (en) * | 2020-07-20 | 2020-11-27 | Владислав Сергеевич Емельянов | DEVICE FOR CALCULATING A RATIONAL NUMBER OF PRODUCTS SUBJECT TO DIAGNOSIS |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1328567A (en) * | 1969-09-12 | 1973-08-30 | Kodusai Denshin Denwa Kk | Digital electric signal conversion using a conversion table citcuit |
GB1331410A (en) * | 1970-08-13 | 1973-09-26 | Solartron Electronic Group | Digital calculating apparatus for performing the cordic algo- rithm |
SU660059A1 (en) * | 1977-04-11 | 1979-04-30 | Предприятие П/Я Р-6292 | Function computing arrangement |
-
2015
- 2015-06-22 RU RU2015124316/08A patent/RU2602674C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1328567A (en) * | 1969-09-12 | 1973-08-30 | Kodusai Denshin Denwa Kk | Digital electric signal conversion using a conversion table citcuit |
GB1331410A (en) * | 1970-08-13 | 1973-09-26 | Solartron Electronic Group | Digital calculating apparatus for performing the cordic algo- rithm |
SU660059A1 (en) * | 1977-04-11 | 1979-04-30 | Предприятие П/Я Р-6292 | Function computing arrangement |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201114U1 (en) * | 2020-07-20 | 2020-11-27 | Владислав Сергеевич Емельянов | DEVICE FOR CALCULATING A RATIONAL NUMBER OF PRODUCTS SUBJECT TO DIAGNOSIS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017072595A (en) | Scaling fixed-point fast fourier transforms in radar and sonar applications | |
RU2602674C1 (en) | Device for calculating functions | |
CN103575979B (en) | A kind of method of digitized measurement ac frequency | |
RU2496228C1 (en) | Ramp-type analogue-to-digital converter | |
RU2544761C1 (en) | Device for simulation of reconnaissance catalogue of different-type mobile objects | |
US20190056910A1 (en) | Method and system for performing division/multiplication operations in digital processors, corresponding device and computer program product | |
RU2353970C1 (en) | Device for simulation of mobile objects exploration catalogue | |
CN108918961A (en) | A kind of fast frequency measuring method for frequency time-varying sinusoidal signal | |
RU167428U1 (en) | SINUS-COSINUS SIGNAL CONVERTER TO POSITION CODE | |
CN103941086A (en) | Ultrahigh precision frequency measurement instrument and measuring method thereof | |
RU2771593C1 (en) | Probabilistic apparatus for calculating the average total power | |
RU2551400C1 (en) | Method of harmonic analysis of periodic multifrequency signal against the noise background | |
RU2616877C1 (en) | Digital generator of harmonic signals | |
RU75072U1 (en) | DEVICE FOR CALCULATING TRIGONOMETRIC FUNCTIONS | |
RU181260U1 (en) | PROBABILITY SUBTRACTOR | |
CN107729980B (en) | Waveform signal self-adaptive counting method | |
Sienkowski | Estimation of random variable distribution parameters by the Monte Carlo method | |
RU2803254C1 (en) | Probabilistic device for calculation of variance | |
Gula et al. | Measurements of periodic signals phase shifts with application of direct digital Synthesis | |
RU2625530C1 (en) | Device for calculating function type z=√x2 + y2 | |
RU2565010C1 (en) | Arithmetic unit | |
CN104914305B (en) | A kind of high-precision frequency estimating methods based on least square method | |
RU2611895C1 (en) | Device for object movement measurement | |
RU187997U1 (en) | PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH | |
RU2614931C1 (en) | Device for calculating trigonometric functions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170623 |