SU881770A1

SU881770A1 - Recursive computing device

Info

Publication number: SU881770A1
Application number: SU802863205A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Соколов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1845
Priority date: 1980-01-03
Filing date: 1980-01-03
Publication date: 1981-11-15

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике, а именно, к вычисл тельным устройствам последовательног типа, оперирующими с аналоговой и цифровой формами представлени инфор мации. Изобретениеможет быть исполь зовано в системах -автоматического управлени разнообразных рбъектов. Известно устройство, которое держит набор входных и выходных ключей (-.мультиплексоров ), цифровое программное устройство,управл ющее мультиплексорами , арифметическое устройст во, представленное набором анашогхэвых и н те гр аторов, и ан ало го вые з апрми нающи элементы дл хранени результатов промежуточных вычислений и выходных величин 1 . Недостаток известного устройства заключаетс в низком быстродействии и невысокой точности вычислени . Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс рекурсивное вычислительное устройство, в котором входной мультиплексор через кодоуправл емую матрицу, выполн ющую роль умножающего цифро-анёшогового преобразовател , соединен с операционным усилителем, имеющим эле мент (резистор) обратной св зи, вход щий в сюстав этой кодоуправл емой матрицы, выход операционного усилител через выходной мультиплексор соединен со входами запоминающих элементов . Выходы запоминающих элементов соединены со входами исполнительных элементов и со входами входного мультиплексора. Часть входного мультиплексора соединена с датчиками сигналов в аналоговс форме, а кодовые входам кодоуправл емой матрицы подключены к датчикам сигналов в цифровой форме или (дл констант) к прогреилиетому устройству. Работой всего вычислительного устройства управл ет цифровое программное устройство, подключенное к управл кицим входам входного и выходного мультиплексоров и запоминающих элементов 2. Однако низка точность устройства определ етс включением запоминающих элементов последовательно с операционным усилителем, т.е. разомкнутым характером построени схеил устройства . Низкое быстродействие определ :етс пассивным зар дом конденсатора запоминающего элемента через внутреннее сопротивление выходного .мультиплексора от генератора напр жени ,каким вл етс операционный усилитель, включенный на выходе кодоуправл емой матрицы .The invention relates to computing, namely, computing devices of a sequential type, operating with analog and digital forms of information representation. The invention can be used in the systems of automatic control of various objects. It is known a device that holds a set of input and output keys (-m. Multiplexers), a digital software device controlling multiplexers, an arithmetic unit represented by a set of anchor-hogs and computors, and analogous arrays for storing intermediate calculations and output values 1. A disadvantage of the known device is the low speed and low accuracy of calculation. The closest in technical essence to the invention is a recursive computing device, in which the input multiplexer through a code-control matrix, which acts as a multiplying digital-to-analog converter, is connected to an operational amplifier having a feedback element (resistor) included in the of this code-control array, the output of the operational amplifier is connected to the inputs of the storage elements through the output multiplexer. The outputs of the storage elements are connected to the inputs of the actuators and to the inputs of the input multiplexer. A part of the input multiplexer is connected to the signal sensors in analog form, and the code inputs of the code-controlled matrix are connected to the signal sensors in digital form or (for constants) to the projectile device. The operation of the entire computing device is controlled by a digital program device connected to the control inputs of the input and output multiplexers and storage elements 2. However, the low accuracy of the device is determined by the inclusion of storage elements in series with the operational amplifier, i.e. the open character of the construction scheme of the device. A slow response is determined by passively charging the capacitor of the storage element through the internal resistance of the output multiplexer from the voltage generator, which is the operational amplifier connected at the output of the code-controlled matrix.

Цель изобретени - повьииение точности и быстродействи .The purpose of the invention is to improve accuracy and speed.

Цель достигаетс тем, что рекурсивное вычислительное устройство, содержацее первый мультиплексор, перва группа входов которого вл етс группой аналоговых входов устройства выход первого мультиплексора соейннен с первым аналоговым входом умножающего цифро-аналогового преобразовател , цифровые входы которого через второй мультиплексор св заны с группой цифровых входов устройства , выход умножающего цифро-аналогового преобразовател соединен с входом операционного усилител ,выход которого через третий мультиплексор св зан с входами аналоговых запоминающих элементов, выходы которых вл ющиес выходами устройства, соединены с второй группой входов первого мультиплексора, управл ющие входы мультиплексоров и аналоговых запоминающих элементов соединены с выходами блока синхронизации, содержащий четвертый мультиплексор, к со ответствующим входам которого подключены выходы аналоговых запоминающих чеек и выход операционного усилител , управл ющий вход четвертого мультиплексора соединен с выходом блока синхронизации, а выход - с вторым аналоговым входом умножающего цифро-аналогового преобразовател .The goal is achieved in that the recursive computing device containing the first multiplexer, the first group of inputs of which is a group of analog inputs of the device, the output of the first multiplexer is connected to the first analog input of a multiplying digital-analog converter, the digital inputs of which through the second multiplexer are connected to the group of digital inputs of the device , the output of the multiplying digital-to-analog converter is connected to the input of the operational amplifier, the output of which is connected to the third multiplexer via The analog storage elements, the outputs of which are the device outputs, are connected to the second group of inputs of the first multiplexer, the control inputs of the multiplexers and the analog storage elements are connected to the outputs of the synchronization unit, which contains the fourth multiplexer, the outputs of analog storage cells and output are connected to the corresponding inputs the operational amplifier, the control input of the fourth multiplexer is connected to the output of the synchronization unit, and the output is connected to the second analog input multiplying digital-to-analog converter.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Устройство содержит мультиплексор 1, умножающий цифро-аналоговый преобразователь 2, операционный усилитель 3, мультиплексор 4, аналоговые запоминающие элементы 5, выходы 6, мультиплексоры.7 и 8, блок 9 синхронизации , цифровые .входы 10, аналоговые входы 11.The device contains multiplexer 1, multiplying digital-to-analog converter 2, operational amplifier 3, multiplexer 4, analog storage elements 5, outputs 6, multiplexers 7 and 8, synchronization unit 9, digital inputs 10, analog inputs 11.

Устройство работает следук цим образом .. .The device works in the following way ....

Блок 9 вырабатывает последовательность импульсов (как правило, равной длительности), обеспечивающую св зь всех элементов устройства во времени при этом осуществл ютс арифметические операции, например, умножение одной из аналоговых входных величин (вход 11) на одну из цифровых величин (вход 10).Block 9 generates a sequence of pulses (usually equal to the duration), which ensures the connection of all elements of the device over time, and arithmetic operations are carried out, for example, multiplying one of the analog input values (input 11) by one of the digital values (input 10).

Дл вывода из вычислительного устройства произведени используетс один из запомингиощих элементов 5..Одновременно выход этого запоминающего элемента через мультиплексор 7 подключаетс к аналоговому входу преобразовател 2. Таким образом, запоминающий элемент 5 оказываетс в.цепи обратной св зи операционного усилител 3, конденсатор запоминающего элемента 5 перезар жаетс под действием предельного значени выходногоTo output from the computing device, one of the storage elements 5 is used. At the same time, the output of this storage element is connected via multiplexer 7 to the analog input of converter 2. Thus, the storage element 5 is in the feedback circuit of the operational amplifier 3, the capacitor of the storage element 5 recharged due to output limit

напр жени операционного усилител 3, и скорость его перезар дов ограничиваетс только предельными возможными значени ми напр жений и токов дл ключей.the voltage of the operational amplifier 3, and the rate of its recharging is limited only by the limit values of the voltages and currents for the keys.

Собственные погрешности запоминаю щего элемента 5 уменьшаютс в К раз .(К 10-20 тыс. - коэффициент усилени операционного усилител ), поэтом точность всего устройства возрастает В качестве запоминающего элемента 5The intrinsic errors of the storage element 5 are reduced by a factor of K (10-20 thousand, the gain of the operational amplifier), therefore the accuracy of the entire device increases. As a storage element 5

может быть использован простой запоминающий элемент, состо щий из конденсатора и истокового повторител на МОП-транзисторе. Использование активного зар да конденсатора приводит к повышению быстродействи в несколько раз. Например, при перезапоминании аналоговой величины от - 5 В до + 5 В при предельном значении напр жени операционного усилител 10 В происходит ускорение процесса приблизительно в 6 раз при погрешности запоминани в 0,1%. В случае, если не требуетс повышение быстродействи , в устройстве может быть увеличена емкость конденсатора (в б раз) , что повысит точность запоминающего элемента 5 в режиме хранени .a simple storage element consisting of a capacitor and a source follower on a MOSFET can be used. The use of the active charge of the capacitor leads to an increase in speed by several times. For example, when an analog value is re-memorized from –5 V to + 5 V, with a voltage threshold of 10 V, the process accelerates approximately 6 times with a memory error of 0.1%. In the event that an increase in speed is not required, the capacitance of the capacitor can be increased (by a factor of) in the device, which will increase the accuracy of the storage element 5 in the storage mode.

Указанные свойства определ ют технико-экономический эффект от использовани , изобретени .These properties determine the technical and economic effect of the use of the invention.

Claims

1. USSR author's certificate in accordance with w 2564058 / 18-24,

cl. G About G 7/12, 1977.

2.Proceeding of lEE, vol.118, s 3/4, 1971, p. 286. (prototype).

If

II