SU428413A1 - Универсальный числовойфункциональный преобразователь типаприращение-приращение - Google Patents

Description

Изобретение относито  к области вычислительной техни1ки и может примен тьс  в цифровых Н1нтегри,рующ,их машинах. Известен универсальный числовой функциональный преоб разователь типа вр.иращениеприращение но ооновному авт. он. № 386410. Этот п;рео51ра;зо1ватель не может реализовать произвольные функции, зада ные графически или табличио. Цель изобретени  - расширить ф вкциональные возможсгости преобразовател  и ускорить его наотройку. Это достигаетс  там, что преобразователь дополнительно содержит запоминающее устройст|во дл  хранени  текущих значений аргументов и наклонов отрабатьлваемых фу1Н1КЦИЙ, вход адреса которого соединен с шиной номера отра|батываемой фуикцн .и, кодовые шины чтени  - с входами одноразр дного запоминающего устройства, счетчи1ка приращений аргумента и счетчика приращений наклонов, кодовые шины залиси - с выходами указанных счетчиков и одноразр дного запоминающего устрой|ства, а управл юЩий вход через задержки - со счетным входом счетчика приращений наклонов. На фиг. 1 изображена бло1К-схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2, 3 и 4 показаны кривые, по сн ющие его работу. Преобразователь содержит реверси1вный счетчик / приращений аргумента, одноразр дное за-по.минающее устройство 2, линии 3 4 задерж1Ки, счетчик 5 1при|ращений на клснов, линейный преобразователь 6, схему 7 формировани  знака приращени  функции, линию 8 задержки, Сихему 9 формировани  знака приращени  наклона и запоминающее устройство 10 дл  х,ранени  текущих аначений аргументов и на кло1нов отрабатываемых функций. В преоб|разо1вателе при1менен метод кусочно-линейной а1н.прок1симации заданных непрерывных вместе со ОБОИМИ .первы-ми производными функционалБных зависимостей. Така  ашпроксимаци  может быть осуществлена с любой заданной точностью, определ ющей количество линейных отрезков. В предлагаемом преобразователе весь диапазон изменени  аргумента Х (k - номер аргумента соответствующей функции) разбит на 2«+m единичных приращений АЛ/,. Количество пфиращений в каждом линейном отрезке 2, а количество линейных отрезков 2. Ири достаточно большом п погрешность кусочно-линейной а1пнрО1КСИ1мациИ мала. Помимо кусочно-линейной аппроксимации в преобразав1ателе применена ступенчата  аппроксимаци  каждого линейного отрезка, обеспечивающа  квантование аргументов Х и функций y/i (Х/0 Уй (см. фиг. 2). При этом входна  информаци  - приращени  Д Xji представл ютс  в импульсной форме (наличие импульса соответствует наличию приращени , а отсутствие импульса - отсутствию приращени ), а выходна  информаци  - приращени  функции Д У/; представл ютс  в форме сдпничпых или нулевых потенциалов, соответствуюии Х наличию или отсутствию приращений , функции. Наличие ступеньки у ступенчатой кривой на фиг. 2 трактуетс  как приращение функции и реализуетс  единичным потенцпалом на выходе преобразовател , а отсутствие ступеньки трактуетс  как отсутствие приращени  функции и реализуетс  нулевым потенциалом.

Система шмлульсов, соответствующа  приращени м аргумента, и систалм потейциалов, соответствующа  приращени м функции, построенные дл  кривой па фиг. 2, представлены на фиг. 3.

П|реобразо:ватель отрабатывает функции, масщтабирсва иные так, что наклоиы их по модулю не превышают . Поэтому число возможных наклонов лИней:ных отрезков определ етс  числом приращений А f/t в лилейной отреэке. Таки-м образом, возможный наклон линеЙ1НОго отрез/к а можно представить в форме а 2, где а ири1ни мает любюе из значений 0,1,2,..,.

Кусоч.но-линейиа  аипромсимаци , иопользуем1а  в лреобразавателе, несколько необыч«а . В соответствии с этой ашшрокси.мацией наклон линейного отрезка отличаетс  от наклона соседнего на минимально возможную величину , TatK что сосадние отрезки ,не могут ИМеть 0|ДИ1нако1ВЫЙ наклон. Этот способ требует хранени  одноразр дных приращений наклонов отрезков вместо многоразр дных наклонов , что резко снижает объем запоминающего устройства.

Преобразователь работает следующим образам .

Значение номера функции к параллельным кодам записываетс  в регистр адреса запоминающего устройства /О и в старшие разр ды регистра адреса одноразр дного запоминающего устройства 2. Импульсом () производитс  за/пись из запоминающего устройства 10 соответствующих данной функции значений аргумента Xk и наклона. Младщие т разр дов аргумента записывают|с  в счетчик / приращений аргумента, а ютарцгие п разр дов - в младшие разр :ды регистра адреса одноразр дного запоминающего усрройств-а. Значение на1клон:а за1писываетс  Б счетчик 5. Таки-м обpa3OiM , в счетчике / находитс  предыдущий номер приращени  линейного отрезка, в регистре адреса запоминающего устройства 2 - номер функции и номер отрезка, а в счетчике 5 - величина наклона. Задержанный в линии 3 импульс (АЛ;,) поступает на счетный вход счетчика /, на управл ющий вход которого подаетс  также потенциал знака приращени  sign А Jft. В счетчике 1 фор.мируетс  число Х,п-1,Хт-2, ...,Xi,Xu, равное числу импульсов (AXk) или приращений АХ/,, отсчитанных от начала линейного отрезка.

При переполнении счетчика /, т. е. при окончании очередного линейного отрезка, на выходе последнего каскада счетчика / формирует1с  импулыс, который поступает в младЩие разр ды реги1СТ)ра адреса 3апо)Микающего устройства 2. Этот и М1п у лье  вл етс  также ИМнульсо1М чтени-  зано1минающего устройства 2. По сформированному ноьмеру отрез1ка в младших разр дах регистра адреса запоминающего устройст1В а 2 и HOMeipy функции в его старших ра3(р ,даХ считываетс  знак приращени  наклона отрабатываемой функции S

Действительный знак 5/ прир ащени  }ia клона формируетс  с помощью схемы 9, учитывающей знак приращени  аргуменга sign А Xk и имеющей структуру, определ емую логической ф;ор1Мулой

Sk - (sign Л A-ft) (sign Д ft)Знак приращени  наклона, выработанный схемой 9, поступает на управл ющий вхоч счетчика 5, на |0чет1ный вход которого /проходит импульс переполнени  со счетчика ), задержанный в линии 4 на врем  переходных процеюаов -.в запоминающем у1стройстве 2 ч схеме 9. Таким образом в счетчике 5 формируетс  величина наклона очередного отрезка отрабатываемой в данный момент функЦИИ У,гв отличие от обычных раверсивных счетчико/в счетчик 5 ра1ботает в пр 1мом коде. Дл  этого в счетчике ;поми(мо числовых разр д.ов П|редуаматри1ваетс  знаковый разр д, любое

изменение состо ни  которого используетс  дл  сброса IB нуль всех числовых разр дов счетчи1ка за исключением /младщего. Кроме того, знаки приращений наклонов, хранимые в запоминающем устройстве 2, дл  отрицательных наклонов берутс  обратными. Таким образом, |при последовательном уменьщенин наклонов в счетчике вслед за нулем 0,0...000 фор|Мируетс  отрицательна  единица 1,0...001 в пр мом коде. Поскольку, начина  с этого

момента, наклоны станов тс  отрицательными и кодир01ва1ние знаков приращений накло.йов в заноминающем устройстве мен еггс  на обратное , то при дальнейшем зменьшении наклон ,ов в счет1чике фиксируют/с  числа 1,0...010,

1,0...Oil, т. е. отрицательные д войка, тройка « т. д. При увеличении наклонов в счетчике, на1при1мер, после отрицательной двойки 1,0...010 фик1сируетс  от|рицатель(на  единица 1,0...001, а далее нуль 1,0...000 и вслед за нулем

положительна  единица 0,0...001.

Таким образом, в счетчике 5 фор мируетс  в пр мом коде величина на1клона отрабатываемого линейного отрезка, т. е. (Модуль наклона а , ... и знак на1клона кзн (в дальнейшем индекс номера опускает1с ).

Знак наклона ссзп и знак приращени  аргумента Sign А X используютс  схемой 7 дл  формировани  знака приращений функции

Sign Л У. CTpyiKiyipa схемы 7 определ етс  логической формулой, котора  имеет вид

sign Д У аз„л (sign Л Х v аз„л (sign Л А )Импульс с выхода линии 4 задержки используетс  также дл  запиаи ,в запоминающее устройство 10 вновь образоввиных эна-чен й аргумента X и на.клона линейного отрезка. Дл  этого и1М1пульс с выхода линии 4 задержи1ваетс  лииией 8 на врем  переходных процессов в счетчике 5 и лостудает «а шину записи запоминающего устройства 10, а выхады счет.чи1кав 7 и 5 ооеди ены с жодовым.и шинами записи запо.м«нающего устройства 10, по 1которым содержи1мое счетчиков 1 н 5 записываетс  в запоминающее устройство W.

.Модуль наклона линейного отрез.ка

0,а.-1,..., и ЧИ1СЛО Х,п-2 1 0.

С0держа;щеес  в счетчике / приращений аргумента и равное количеству приращений АХ, отсчитанных от начала линейного отрезка, напользуютс  лреобразователвм 6 дл  форМиравани  единичного или нулевого потенциала , соответствующега наличию или отсутствию приращени  АУ IB точке Х, Хт- ... Xi Хд линейного отрезка, имеющего наклон ,...а-,п.

Ф01р мула, описывающа  структуру линейного 1преойра|30 вател , может .быть уста1Новлена в результате следующих раюсуждений. Ч.ИСЛО а-2-™ 0,а-1 ..am-i а-т может быть представлено в виде

а 2- а 1 -0,10... OO-fa-2 .0,010... 00+ .... + 0,00... 01,

что соответствует представлению наклона а 2 некоторого линейного отрезка суммой наклонов 0,10...00,...,0,00...01 отрезков, которые можно назвать основными. Основные отрезки и ступенчатые кривые, соответствующие им, показаны на фиг. 4 дл  случа  . В частности , нажлону 0,10...00 соответствует ступенчата  крива  на фиг. 4, а, где во всех точках, в которых число приращений в отррзке ...Xi XQ представл етс  число.м с . Поэтому функци  АУ 1может быть представлена ,Б виде АУ ссЛХо

Наклону 0,010...00 соответствует ступенчата  крива  на фнг. 4,6, где во всех точках, в которых Л ,„ .. . Xi Хд  вл етс  числом с А , . Поэтому

А Xi

Лг

Аналогично дл  наклона 0,00... 0...0 можно получить соответствующую логическую 10 функцию

Д У : а S / , Xi--2 А ... л АДо

Исход  из представлени  любого возможного На клона суммой основных и учитыва , что ступеньки ступенчатых кривых основных отрезков не могут накладыватьс  одна на другую , .можно утверждать, что логическа  функци , соответствующа  отрезку с произвольным на-клоном а 2 О, «-; а.. .. .а.,„, может быть нредставлена .в форме

,

.:if.x,: Xi ., r....x,,y

. а..„, Л Х„-. 1 А ,,,.-., л... л А л А

30

Предмет и з о б р е т е .н н  

Универсальный числовой функциональный преобразователь типа ториращение-приращение по авт. св. Л 386410, отличающийс  тем, что, с целью расщирвни  его функциональных возможностей и ускорени  настройки, он дополнительно содержит запоминающее устройство дл  хранени  текущих значений ар гументоВ и наклонов отрабатываемых функций, вход адреса которого соединен с щиной номера отрабатьвваемой функции, кодовые шины чтени  - с входами одноразр дного запоминающего устройства, счетчика приращений аргумента и ючетчика приращений наклонов, кодовые щины записи - с выхода ми указанных счетчиков и однораз,р дного запоминающего устройства, а управл ющий вход через линию задерл ки - со счетны-м входом счетчика приращений наклонов.

Фиг. 2

I М I I И I I { И I И И 1 I i И 1

П П ГиО-О П П П П П

t

а

ff