SU1233140A1 - Устройство дл вычислени полиномов - Google Patents

Description

11

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислител х в системах автоматического управлени .

Целью изобретени   вл етс  расширение класса решаемьтх задач за счет возможности вычислени  дискретных ортогональных полиномов Лежандра вто рого пор дка.

На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурна  схема блока управлени ,

Устройство содержит регистры 1-7 сдвига, генератор 8 тактовых импульсов , первый 9, второй 10 и третий И сумматоры, блок 12 управлени , триггер 13, блок 14 задер: жи, первый 15 второй. 16 и третий 17 ключи.

Блок 12 управлени  содержит распределитель 18 импульсов,.шину 19 логического О, первый 20, второй 21, третий 22 и четвертьй 23 комму- .таторы, блок 24 сравнени , триггер 25, первый 26, второй 27 и третий 28 элементы И, элемент ИЛИ 29, вход 30 запуска, вход 31 контрол , выход 32 управлени  режимом ввода, выход 33 управлени  режимом вычислений , первый 34, второй 35, третий 36 четвертый 37 и п тый 38 выходы групп выходов выбора текущего регистра сдвига, выход 39 задани  начальньпс коэффициентов, элемент 40 задержки и элемент НЕ 41,

Устройство работает следующим образом.

Устройство вычисл ет дискретные ортогональные полиномы Лежандра второго пор дка:

(О

где

N) нальные полиномы Лежандра соответственно нулевого, первого и второго пор дка;

момент вычислени  полинома;

;5

0

5

0

5

N - количество вьпшсле- ний полинома на интервале длительностью NTj,;

Tg - период дискретности . Введ  обозначени 

Й(1-Т)

и рассматрива  изменение полиномов, когда i последовательно проходит значени  от о до N, можно установить, что

, N)C;

if,(i, N)B -CF,(i-l, N); (3)

tp,{i, N) (2i-l)A-B+4-2(1- N),

где

1

0

5

50

55

ер/СО, N)- -1; C(,j(0, N) 1;

, 2,...,N.

В исходном состо нии в регистр сдвига, а также в регистры 4 н 5 сдвига записываетс  пр мой двоичный код .параметра С ,, в регистр 2 сдвига - код параметра Л , в регистр 3 сдвига - обратный код параметра & , в регистр 7 сдвига - обратный код параметра Р , в регистр 6 сдвига - значение 2 А. Триггер 13 находитс  в нулевом состо нии. Запись информации в регистры 1-7 сдвига вьшолн ет- с  с помощью блока 12 управлени  следующим образом.

В режиме ввода исходных данных коммутатором 22 подключают выход элемента И 28 к D-входу триггера 25. Коммутатором 23 выбирают один из ре- гистроЕ 1-7 сдвига.

Распределитель 18 формирует на п вьгходах п последовательностей импульсов длительностью Т, периодом и сдвинутых друг относительно друга на 1рем  Tp l/f, где f - частота тактовых импульсов. С помощью коммутатора 20 набирают требуемьш двоичньй код. Коммутатор 20 подключает в еди- ничньпс разр дах соответствующий выход распределител  18 к входу элемента ИЛИ 29,, на выходе которого формируетс  последовательный ДВОРГЧНЫЙ код. С помощью коммутатора 2 подают с выхода элемента НЕ 41 сигнал логической 1 на разрешающий вход элемента И 28, который пропускает на выход один импульс с п-го выхода распределител  18. Импульс через коммутатор 22 устанавливает триггер 25 в единичное состо ние, в котором он находитс  п тактов и сбрасываетс  в нулевое состо ние после окончани  следующего импульса на п-м выходе

3

распределител  8, Единичный сигнал пр мого выхода триггера 25 открьгеа- ет элемент И 26, через который последовательный п- разр дный двоичный код параметра поступает по выходу 39 блока 12 на входы регистров 1,4 и 5 сдвига. В результате под действием выходных сигналов генератора 8 тактовых импульсов в регистры 1,4 и 5 сдвига записываетс  двоичный код параметра С , Аналогичным образом в регистры 2,3,6 и 7 записываютс  соответствующие коды параметров А и В .

Поспе ввода исходных данных в регистры 1-7 сдвига с помощью коммутатора 22 подключают выход элемента И 28 к выходу 33 блока 12, который св зан с S-входом триггера 13. Коммутатором 20 устанавливаетс  код, .соответствующий значению параметра С , затем с помощью коммутатора 21 открывают элемент И 28, на выходе которого формируетс  импульс, устанавливающий триггер 13 в единичное состо ние . Единичный сигнал с пр мого выхода триггера I3 поступает на вход элемента 15, на другой вход которого в течение первого такта поступает ко параметра А , так как в регистре 2 сдвига установлен данный код, а информаци  с регистра 6 сдвига, где записан код параметра 2Д, задерживаетс  на один такт.

Под действием тактовых импульсов генератора 8 с регистров 3 и 7 сдвига информаци  в обратном коде поступает соответственно на входы элементов 16 и 17, на другие входы которых постзшает единичный с |гнал с пр мого выхода триггера 13. Сигнал с выхода элемента 16 подаетс  на вход сумматора 9, где суммируетс  с двоичньм кодом параметра А и параметра С , В регистре 1 сдвига накапливаетс  текущее значение, равное

(f(I, N) A-B-f-Cf O N). Сигнал с выхода элемента 17 поступает на вход сумматора 1I, где суммируетс  с двичным кодом параметра С . В регистре 5 сдвига накапливаетс  текущее значение полинома первого пор дка , но с обратным знаком (l, N)-(B -C)-(B - q(0,N)J Во втором такте на вход сумматора 10 поступает код параметра 2А, который су1 мируетс  с кодом величины А , содержащимс  в регистре 2 сдвига. На выходе сум1 атора 10 по вл етс  двоичный код, соответствующий величине

33140

ЗА, которьй накапливаетс  в регистре 2 сдвига и поступает на второй вход сумматора 9, на первый вход которого поступает предыдущее значе- 5 ние полинома, а на третий - обратный двоичный код величины В . В регистре 1 сдвига накапливаетс  текущее значение полинома, равное

cf(i, N) (2i-l)A-B+cp(i-l,N). (4) 10 В регистре 5 сдвига накапливаетс  текущее значение полинома первого пор дка , равное

Q,(i, N)-(B -((-, N) -(1в -С), (5)

)5 где ,

В дальнейшем устройство функционирует аналогичным образом, реализу  соотношени  (4 и 5) до тех пор, пока текущее значение полинома вто- 2Q рой степени не достигнет значени , равного 1. В случае равенства текущего значени  полинома заданному значению на выходе блока 24 сравнени  формируетс  сигнал логической I, 25 которьй открывает элемент И 27. Импульсный сигнал с выхода распределител  I8 импульсов через элемент И 27 проходит на выход 32, откуда постзта- ет на вход триггера 13 сбрасыва  его в нулевое состо ние. Триггер,13 в нулевом состо нии закрывает ключи 15 - 17, В результате в регистре 1 сдвига фиксируетс  конечное значение полинома второй степени, а в регистре 5 сдвига - конечное значение полинома первой степени, но с обратным знаком. В регистре 6 сдвига содержитс  значение полинома нулевого пор дка.

Количество разр дов регистров 1 - 7 сдвига выбираетс  из услови  п 5 2(ь1 + 1), где m определ ет размах представлени  параметров 2Д, А, В,

в .

Максимальное значение не превышает 12 (), а минимальное значение определ етс  требуемьм количеством значений полиномов (N) на интервале вычислени .

30

35

40

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  вычислени  полиномов , содержащее генератор тактовых импульсов, блок задержки, три регист- ра сдвига, триггер, два сумматора, три ключа и блок управлени , причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом запуска блока управлени  с синхронизирующими входами первого, второго и третьего регистров сдвига и с входом стробировани  элемента задержки, выxoд)I управлени  режимами ввода и вычислений блока управлени  соединены с входами сброса и установки триггера соответственно , выход которого соединен с управл ющими входами с первого по третий ключей, выход и информационный вход первого ключа соединены с входом первого слагаемого первого и выходом второго сумматоров соответственно, выход и вход второго слагаемого первого сумматора соединены соответственно с информационным входом и выходом первого регистра сдвига, первый , второй и третий выкоды группы выходов выбора текущего регистра сдвига блока управлени  соединены с входами разрешени  записи первого, второго, третьего регистров сдвига соответственно, входы записи началь- ного кода которых соединены с выходо задани  начальных коэффициентов блока задани  данных, а выход третьего )егистра сдвига соединен с информационным входом этого регистра сдвига , причем блок управлени  содержит распределитель импульсовj триггер, элемент задержки, элемент ИЛИ, первый , второй и третий элементы И, элемент НЕ, блок сравнени  и четыое коммутатора, причем вход запуска блока управлени  соединен с одноименным входом распределител  импульсов,, выходы которого соединены с информационными входами первого коммутатора , управл ющие входы которого  вл ютс  входами установки начального кода устройства, выход первого коммутатора соединен с пе1)вым входом первого элемента И и входом элемента задержки, выход элемента задержки соединен с первым информационным . входом блока сравнени ., второй ин- . формационный вход которого соединен с входом контрол  блока управлени , а стробирующий вход блока сравнени  объединен с одноименным входом элемента задержки и входом- запуска блока управлени , выход блока сравнени  соединен с первым входом второго элемента И, выход которого  вл етс  выходом управлени  режимом ввода блока управлени , второй вход второго элемента И соединен с п-м выходом распределител  импульсов, где и 0

   5

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   разр дность аргументов, и первым вхо дом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора, первый информационный вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход, которого соединен с шиной логического нул  устройства и с вторым входом третьего элемента И, управл юисий вход второго коммутатора  вл етс  входом управлени  перезапуском блока управлени  и устройства , выход третьего элемента И соединен с информационным входом третьего коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с выходом управлени  режимом вычислений блока управлени  и информационным входом триггера блока задани  данных , вход разрешени  которого соединен с п-м выходом распределител  импульсов , выход триггера блока, управлени  соединен с вторым входом первого элемента И и первым информационным входом четвертого коммутатора, второй информационный вход которого подключен к шине логического устройства , а управл ющие входы четвертого коммутатора  вл ютс  входами выбора текущего регистра сдвига блока управлени  и устройства, выходы четвертого коммутатора  вл ютс  группой выходов выбора текущего регистра сдвига блока управлени , выход задани  начальных коэффициентов которого соединен с выходом первого элемента И, управл ющий вход третьего коммутатора  вл етс  входом управлени  вводом данных блока управлени  устройства, втора  группа ииформаци- онньгх входов первого коммутатора соединена с шиной логического нул  устройства , отличающеес  тем, что, с целью расширени  класса решаемых задач за счет возможности вычислени  дискретных ортогональных полиномов Лежандра второго пор дка, в него дополнительно введень третий cyKiMaTOp и с четвертого по седьмой регистры сдвига, причем первый информационный вход третьего сумматора соединен с выходом четвертого регистра сдвига, выход четвертого сумматора соединен с информационным входом четвертого регистра сдвига, входы записи начального кода и синхронизирующие входы с четвертого по седьмой регистров сдвига соединены с выходом задани  начальнь х коэффициен

   7

   тов блока управлени  и выходом генератора тактовых импульсов соответственно , входы разрешени  записи четвертого и п того регистров сдвига соединены с вторым выходом группы выходов выбора текущего регистра блока управлени , входы разрешени  записи шестого и седьмого регистров сдвига соединены с четвертЬпи и п тым дополнительными выходами группы выходо выбора текущего регистра сдвига блока управлени , информационные входы с п того по седьмой регистров сдвига соединены с выходами этих же регисФ331408

   ров сдвига, выходы первого, третьего и седьмого регистров сдвига соединены с входом контрол  блока управлени  и информационными входами второго и 5 третьего ключей соответственно, выходы второго и третьего ключей соединены с входом третьего слагаемого первого и входом второго слагаемого третьего сумматоров соответственно, 10 вход второго слагаемого второго сумматора соединен с выходом блока задержки , информационный вход которого соединен с выходом шестого регистра сдвига.

   Редактор И, Николайчук

   Заказ 2771/50Тираж 671

   ВКИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Составитель С. Куликов

   Техред Л.Олейник Корректор В. Бут га

   Подписное