SU1027732A1 - Digital function generator - Google Patents
Digital function generator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1027732A1 SU1027732A1 SU823403780A SU3403780A SU1027732A1 SU 1027732 A1 SU1027732 A1 SU 1027732A1 SU 823403780 A SU823403780 A SU 823403780A SU 3403780 A SU3403780 A SU 3403780A SU 1027732 A1 SU1027732 A1 SU 1027732A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- register
- intermediate register
- information input
- Prior art date
Links
Abstract
ЦИФРОВО ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий два входных .регистра, три блока пам ти, семь промежуточных регистров, два сумматора, блок синхронизации и выходной регистр, причем вых&д блока синхронизации соединен с управл ющими входами всех регистров, выход первого входного регистра соединен с информационным входом первого промежуточного регистра и через пэрвый блок пам ти с информационным входом второго промежуточного регистра, выход второго блока пам ти соединен с информационным входом третьего промежуточного регистра, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен , с информационным входом выходного регистра, отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи , в него введены коммутатор, триггер и два блока пам ти, причем выход второго входного регистра через третий блок пам ти соединен с информационным входом четвертого промежуточного регистра, выход которого соединен с первым входом второго сумматора , второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго промежуточного регистра и информационным входом п того промежуточного регистра, выход которого через четвертый блок пам ти соединен с информационным входом шестого промежуточного регистра, пр мой и инверсный выходы которого соединены соответственно с о первым и вторым информационными вхоkn дами коммутатора, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора , выход первого промежуточного регистра соединен с информационным входом седьмого промежутомного регист ра, выход которого соединен с вхо дами второго и п того блоков пам ти, 1C выход п того блока пам ти соединен к с информационным входом триггера, синхровход и выход которого соединены соответственно с выходом блока, ОО tC синхронизации и управл ющим входом коммутатора. .DIGITAL FUNCTIONAL TRANSMITTER, containing two input registers, three memory blocks, seven intermediate registers, two adders, a synchronization unit and an output register, the output & d of the synchronization unit connected to the control inputs of all registers, the output of the first input register connected to the information input of the first intermediate register and through the first memory block with the information input of the second intermediate register, the output of the second memory block is connected to the information input of the third intermediate register An isstra, the output of which is connected to the first input of the first adder, the output of which is connected, to the information input of the output register, characterized in that, in order to improve speed, a switch, a trigger and two memory blocks are entered into it, the output of the second input register being through the third the memory unit is connected to the information input of the fourth intermediate register, the output of which is connected to the first input of the second adder, the second input and output of which are connected respectively to the output of the second intermediate register and an information input of the 5th intermediate register, the output of which through the fourth memory block is connected to the information input of the sixth intermediate register, the forward and inverse outputs of which are connected respectively to the first and second information inputs of the switch, the output of which is connected to the second input of the first adder , the output of the first intermediate register is connected to the information input of the seventh intermediate register, the output of which is connected to the inputs of the second and fifth memory blocks, 1C output n n The second memory block is connected to the trigger information input, the synchronous input and output of which are connected respectively to the output of the block, the synchronization OO tC and the control input of the switch. .
Description
Изобретение относитс ti вычислительной технике и может быть использовано в качестве специализированного процессора вычислительной системы высокой производительности дл вычислени функций одного переменного . Известно устройство дл вычислени элементарных функций, содержащее семь сумматоров, три регистра числа, регистр аргумента, регистр остатка, два блока округлени , тринадцать элементоа-И , два блока умножени , семь элементов ИЛИ, восемь блоков сравнени и четыре счетчика.. Работа устрой ства выполн етс в виде последовательности итераций, причем в каждой итерации выполн етс несколько умнож ний TI 1. Недостатком устройства вл етс низкое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением вл етс конвейерное устройство дл вычислени элементарных функций, содержащее п т надцать регистров, три блока посто н ной пам ти ПЗУ , два блока умножени два сумматора и блок управлени . Дан ное устройство работает по конвейерн му принципу. Его быстродействие при обработке массивов чисел определ етс временем умножени двух чисел на блоке умножени }. Однако в задачах цифровой .обработ ки данных сейсморазведки, радионави гации , результатов физических экспериментов и т,д., где требуетс многократное вычисление функций одного переменного, в частности элементарных функций, возникает необходимость дальнейшего повышени производительности обработки. Это св зано.как с возрастанием объемов обрабатываемых данных, так и с по влением новых алгоритмов обработки, реализаци которых на медленных цифровых устройствах невозможна. Таким об разом, быстродействие известного устройства уже не вл етс удовлетворительным. Цель изобретени - повышение быст родействи . Поставленна цель достигаетс тем что в цифровой функциональный преобразователь , содержащий два входных р гистра, три блока паи ти, семь проме жуточных регистров, два сумматора, блок синхронизации и выходной регис причем выход блока синхронизации соединен с управл ющими входами всех 1 322 регистров, выход первого входного регистра соединен с информационным входом первого промежуточного регистра и через первый блок пам ти с информационным входом второго промежуточного регистра, выход второго блока пам ти соединен с информационным вхо-дом третьего промежуточного регистра, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом выходного регистра, дополнительно введены коммутатор, триггер и два блока пам ти, причем выход второго входного регистра через третий блок пам ти соединен с информационным входом четвертого промежуточного регистра, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго промежуточного регистра ( информационным входом п того промежуточного регистра, выход которого через четвертый блок пам ти соединен с информационным входом шестого промежуточного регистра , пр мой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами ком.мутатора , выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход первого промежуточного регистра соединен с информационным входом седьмого промежуточного регистра, выход которого соединен с входами второго и п того блоков пам ти, выход п того блока пам ти соединен с информационным входом триггера, синхровход и выход которого соединены соответственно с выходом блока синхронизации и управл ющим входом коммутатора. На чертеже представлена блок-схема прербразовател , Преобразователь содержит регистры 1-10, блоки 11-15 пам ти, сумматоры 16 и 17, триггер 18, коммутатор 19 блок 20 синхронизации. Преобразователь производит вычисление произвольной функции F(x ) О , по формуле Тейлора с использованием двух членов р да: FCx)%F(Xj -4xF(Xo). где XQ 0,Х;,,,,,х,П, ,,0 - число, образованное старшими разр дами аргумента; Дх 0,0, .,0хц.,х J,- число, образованное младшими разр дами аргумента .The invention relates to computer technology ti and can be used as a specialized high-performance computer system processor for computing functions of one variable. A device for calculating elementary functions is known, which contains seven adders, three number registers, an argument register, a remainder register, two rounding blocks, thirteen element-AND, two multiplication blocks, seven OR elements, eight comparison blocks, and four counters. as a sequence of iterations, with several iterations of TI 1 being performed at each iteration. The disadvantage of the device is its low speed. The closest to the proposed technical solution is a conveyor device for calculating elementary functions, containing five registers, three ROM blocks, two multipliers, two adders, and a control block. This device operates on a pipelined basis. Its speed in processing arrays of numbers is determined by the multiplication time of two numbers per multiplication block}. However, in the tasks of digital processing of seismic data, radio navigation, results of physical experiments and so on, where multiple computations of functions of one variable, in particular elementary functions, are required, there is a need to further improve processing performance. This is due to both the increase in the volume of data being processed and the appearance of new processing algorithms, the implementation of which is impossible on slow digital devices. Thus, the speed of a known device is no longer satisfactory. The purpose of the invention is to increase the speed of interaction. The goal is achieved by the fact that a digital functional converter containing two input registers, three unit blocks, seven intermediate registers, two adders, a synchronization unit and an output register, the output of the synchronization unit connected to the control inputs of all 1,322 registers the input register is connected to the information input of the first intermediate register and through the first memory block to the information input of the second intermediate register, the output of the second memory block is connected to the information input The third intermediate register, the output of which is connected to the first input of the first adder, whose output is connected to the information input of the output register, is additionally introduced a switch, a trigger and two memory blocks, the output of the second input register being connected to the information input through the third memory block the fourth intermediate register, the output of which is connected to the first input of the second adder, the second input and the output of which are connected respectively to the output of the second intermediate register (information the input of the fifth intermediate register, the output of which through the fourth memory block is connected to the information input of the sixth intermediate register, the forward and inverse outputs of which are connected respectively to the first and second information inputs of the switch; the output of which is connected to the second input of the first adder, the output of the first intermediate register is connected to the information input of the seventh intermediate register, the output of which is connected to the inputs of the second and fifth memory blocks, the output of the fifth memory block is connected to nformatsionnym trigger input, and the clock output of which is connected respectively to the output synchronizing unit and the control input of the switch. The drawing shows a block diagram of the convertible, the converter contains registers 1-10, memory blocks 11-15, adders 16 and 17, trigger 18, switch 19, synchronization unit 20. The converter calculates an arbitrary function F (x) O using the Taylor formula using two terms: FCx)% F (Xj -4xF (Xo), where XQ 0, X; ,,,, x, P, ,, 0 is the number formed by the higher bits of the argument; Dx 0,0,., 0hc., X J, is the number formed by the lower digits of the argument.
Погрешность этой формулы можно сделать выход щей за пределы разр дной сетки путем соответствующего выбора параметра К.The error of this formula can be made to go beyond the limits of the discharge grid by an appropriate choice of the parameter K.
Приращение Дх F{х вычисл етс по формулеThe increment Dx F {x is calculated by the formula
AxF4Xo)(F()(o)) AxF4Xo) (F () (o))
; ()/; () /
где функци where is the function
ГR
если X П,if X P,
Sicgn |0, Sicgn | 0,
если X О ,if x oh
если X О . Дл выполнени преобразований . о- F(XO). (XQ), лх - , 2 Л, где Z + locjj/F xoH (п /F(х„)/используютс блоки ll-1i пам ти Случай FCXp и лх О учитываетс тем, что в качестве соответствующих им значений locg-/РЧХ(5)/и в таблицах берутс столь большие, по абсолютной величине отрицательные числа, что полученный результат выходит за пределы разр дной сетки.if X o. To perform transformations. o- F (XO). (XQ), lx -, 2 L, where Z + locjj / F xoH (p / F (x)) / memory blocks ll-1i are used. The case of FCXp and lx O is taken into account by the fact that the corresponding values of locg- / RFC (5) / and in the tables are taken so large in absolute value negative numbers that the result is beyond the limits of the discharge grid.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
В первом такте в регистр 1 записываетс число Хд, а в регистр 2 число лхо По данным числам из блоков 11 и 12 пам ти считываютс соответственно знамени 1oQr2 /F(XQ)/In the first clock cycle, the number Xd is written to register 1, and the number lho to register 2 According to the numbers from memory blocks 11 and 12, the 1oQr2 / F (XQ) /
и and
Во втором такте эти значени записываютс соответственно в регистры и 5 а в регистр 3 переписываетс содержимое регистра 1. На сумматоре 16 осуществл етс сложение содержимого регистров 4 и 5оIn the second cycle, these values are written to the registers, respectively, and 5 and the contents of register 1 are rewritten to register 3. At the adder 16, the contents of registers 4 and 5 are added together.
В третьем такте число из сумматора 16 записываетс в регистр 7, а в регистр 6 переписываетс содержимое регистра 3. По содержимому данного регистра из блоков 13 и 14 пам ти считываютс соответственно значени F(xp; и /F(xo)/.no содержимому регистра 7 из блока 15 пам ти считываетс значение 2, т.е. на его выходе получаетс число, равное произведению 4 х / Р (ХО)/.In the third cycle, the number from the adder 16 is written to register 7, and the register 6 is copied to register 6. The contents of this register from memory blocks 13 and 14 read F values accordingly (xp; and /F (xo )/.no register contents 7, the value 2 is read from the memory block 15, i.e., at its output a number equal to the product 4 x / P (CW) / is obtained.
В четвертом такте считанные из блоков 13-15 пам ти значени записываютс соответственно в регистр 8, триггер 18 и регистр 9. На сумматоре 17 производитс сложение содержимого регистров 8 и 9 т.е„ формируетс значение F(x). Причем, содержимое регистра 9 поступает на второйIn the fourth cycle, the values read from blocks 13–15 are written to register 8, trigger 18, and register 9, respectively. Adder 17 adds the contents of registers 8 and 9, i.e., the value of F (x) is formed. Moreover, the contents of register 9 comes in the second
вход сумматора 17 в пр мом или обратном коде, в зависимости от знака F{XJJ; , хранимого в триггере 18, что позвол ет производить операцию вычитани .the input of the adder 17 in the forward or reverse code, depending on the sign of F {XJJ; stored in the trigger 18, which allows the operation of the subtraction.
В п том такте полученное значение записываетс в регистр 10, а из него поступает на выход устройства.In the fifth clock cycle, the value obtained is written to register 10, and from it goes to the output of the device.
Разделение устройства регистрами позвол ет его ступен м работать независимо . Поэтому, как только результат обработки одного элемента массива из одной, ступени передаетс в следующую , в данную ступень уже поступают результаты обработки второго элеме 5 та массива. Управление работой данным устройством сводитс к выработке тактовых импульсов, подвигающих промежуточные результаты от регистров одной ступени в регистры следующей ступени. Тактовые импульсы вырабатывает блок 20 синхронизации, который содержит генератор тактовых импульсов и схем пуска и останова, пропускающие или запрещающие прохождение тактовых импульсов на регистры устройства.Separating a device into registers allows its steps to operate independently. Therefore, as soon as the result of processing one element of the array from one step is transmitted to the next, the results of processing the second element 5 of the array already arrive at this step. Managing the operation of this device is reduced to the generation of clock pulses, moving intermediate results from registers of one stage to registers of the next stage. Clock pulses are generated by synchronization block 20, which contains a clock pulse generator and start and stop circuits, which allow or prohibit the passage of clock pulses to device registers.
Устройство работает по конвейерному принципу, поэтому его быстродействие определ етс длительностью такта, равной задержке в наиболее медленной ступени , т.е.The device operates according to the conveyor principle; therefore, its speed is determined by the tact duration equal to the delay in the slowest stage, i.e.
° °
где врем суммировани на сумматоре;where is the summation time on the adder;
t,- задержка информации коммута5 тором.t, is the information delay by the switch.
Быстродействие же прототипа равно t .Как известно, операци умножени значительно медленнее операции сложени , в частности при использовании наиболее быстродействующего многослойного перемножител и сумматора с ускоренным переносом- „ tt. Таким образом, предлагаемое устройство значительно превышает по - производительности прототип.The speed of the prototype is equal to t. As is known, the multiplication operation is much slower than the addition operation, in particular when using the fastest multilayer multiplier and the adder with the accelerated transfer, tt. Thus, the proposed device significantly exceeds the performance of the prototype.
Общий объем блоков пам ти устройства различен дл разных функций , в частности при разр дности обрабатываемых чисел 16 дл функции sin , Gl 15 кбит, дл функции ° 1, Q 22 кбит.The total amount of device memory blocks is different for different functions, in particular, when the number of processed numbers is 16 for the sin function, Gl 15 kbps, for the function ° 1, Q is 22 kbps.
На приведенной структуре можно реализовать любые функции одного переменного, если эти функции принадлежат к классу дважды непрерыва но дифференцируемых. При этом в ПЗУ необходимо иметь коэффициенты дл всех функций, или замен ть блоки ПЗУ если реализуютс отдельные функции.On the given structure, it is possible to implement any functions of a single variable, if these functions belong to a class that is twice uninterrupted but differentiable. In this case, in the ROM it is necessary to have coefficients for all functions, or to replace the ROM blocks if separate functions are realized.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823403780A SU1027732A1 (en) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | Digital function generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823403780A SU1027732A1 (en) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | Digital function generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1027732A1 true SU1027732A1 (en) | 1983-07-07 |
Family
ID=20999886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823403780A SU1027732A1 (en) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | Digital function generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1027732A1 (en) |
-
1982
- 1982-03-02 SU SU823403780A patent/SU1027732A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1027732A1 (en) | Digital function generator | |
SU807320A1 (en) | Probability correlometer | |
SU1756887A1 (en) | Device for integer division in modulo notation | |
SU521570A1 (en) | Device to determine the function | |
SU911522A1 (en) | Digital function generator | |
SU596952A1 (en) | Arrangement for solving differential simultaneous equations | |
SU830396A1 (en) | Device for solving simultaneous linear equations | |
SU1027722A1 (en) | Conveyer-type device for computing logarithmic and exponential function | |
SU1132295A2 (en) | Computation node of digital network | |
SU911519A1 (en) | Device for computing elementary functions | |
SU552612A1 (en) | Device for solving differential equations | |
SU1517026A1 (en) | Dividing device | |
SU962927A1 (en) | Conveyer device for computing function: y equals e in x power | |
SU962926A1 (en) | Device for taking logarithms | |
SU1171784A1 (en) | Multiplier | |
SU1024914A1 (en) | Device for computing simple functions | |
SU920714A1 (en) | Device for calculation of second-degree polynomial | |
SU711570A1 (en) | Arithmetic arrangement | |
SU1583939A1 (en) | Device for multiplying polinominals | |
SU1339556A1 (en) | Root computing device | |
SU1134947A1 (en) | Device for calculating values of polynominal m-th order | |
SU798863A1 (en) | Digital device for solving simultaneous algebraic equations | |
SU1432510A1 (en) | Computing apparatus | |
SU877531A1 (en) | Device for computing z x y function | |
SU1751777A1 (en) | Device for computing roots |