SU888073A1 - Линейный интерпол тор - Google Patents

Description

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

1

Изобретение относитс  к автомати|Ке и вычислите ьной технике и предназначено дл  использовани  в системах управлени  технологическими процессами в функции времени, в частности термическими печами.

Известен линейный интерпол тор . с оценочной функцией, принцип работы которого слудуюший: каждому шагу в направлении любой из двух осей координат предшествует вь1числение оценочной функции. Если при этом знак оце- . ночной функции не мен етс , то вырабатьтаетс  управл кший сигнал шага по той же оси координат с максимальной ценой дискретности, в предлагаемом устройстве - удвоенной. В случае изменени  знака оценочной функции, вырабатываетс  укороченный, дробный шаг в том направлении и происходит переключение триггера, а вместе с этим изменение направлени  следук пего шага . Процесс продолжаетс  до совпадени  текущих и конечных координат от , резка интерпол ции. После чего от блол1

ка прсжраммы поступают данные об очередном участке интерпол ции.

Недостатками известиого интерпол тора  вл ютс  сложность схемы и недостаточно высокое быстродействие, св занное с тем, что аьписление оценочнойфункшш производитс  после ,кажаого шага по одной из координат, а также

10 из-эа необходимости контрол  конца кадров по двум координатам.

Наиболее к изобретению техническим решением  вл етс  линейный интерпол тор , содержащий сумматор, к пер15 . вому входу которого подключены выходы параллельных цепей, кажда  из которых состоит из включенных последовательно первого элемента И, регистра и вторс  о элемента И, причем первые

20 входы всех первых элементов И подклк чены к входу устройства и выходу сумматора, второй выход которого и выход генератора тактовых импульсов соединены с входами третьего элемента И, а другие входы первых и вторых элементов И и вторые входы сумматора подключены к первому выходу блока управлени , соединенного первым входом с вторыми выходами сумматора.. Наличие в схеме интерпол тора блока анализа разности координатных приращений, вход которого подключен к выходу сумматора, а выходы к входам регистров (координатных прирашений ), позвол ет ускорить процесс интерпол ции, всегда сопровожда  элементарное перемещение вдоль проекши перемещением вдоль большей проекции, совместив и операции по расчету оценочной функции. При этом определение значени  оценочной функции зависит от того, какое координатное приращение  вл етс  наибольшим (т, е. от знака разности координатных приращений)2j. Однако полна  схема такого линейного интерпол тора довольно сложна, а функциональные возможности и быстродействие недостаточны.

Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что в известный линейный интерпол тор, содержащий сумматор, к первому входу которого подвлючены выходы параллельных цепей, кажда  из которых состоит из включенных последовательно первого элемента И, регистра и второго элемента И, причем первые входы всех первых элементов И подключены к входу устройства и первому выходу сумматора, второй выход которого и выход генератора тактовых импульсов соединены с входами третьего элемента И, а другие входы первых и вторых элементов И и вторые входы сумматора подключены к первому выходу блока управлени , соединенного первым входом с вторым выходом сумматора, введены триггер и четвертые элементы И, входы которых подключены к выходу третьего элемента И, и через триггер - к входам соответствущего регистра, а выходы - к вторым вхдам блока управлени , второй выход которого соединен с третьим входом сумматора , блок управлени  содержит вклю .ченные последовательно первый регистр, дешифратор, первый элемент пам ти и преобразователь кода, первый и второй выходы которого соединены соответствено с первым и вторым выходами блока управлени , а третий выход подключен к первому входу преобразовател  адреса , соединенного вторым входом через включенные последовательно вторые регистр и элемент пам ти с выхода дешифратора , а остальные входами - с входами блока управлени , первый вход которого и выход преобразовател  адреса соединены с входами первого регистра.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - схема управлени .

Устройство содержит сумматор (комбинационный ) 1, регистр 2 дл  хранени  оценочной функции Jl, регистр 3 разности координатных Приращений 3, регистр 4 координатного приращени  по оси регистр 5 дл  хранени  конца кадра по , координате Ь , регистр 6 текущего значени , преобразователь код-аналог 7, фиксатор 8, триггер (знака координатного приращени  )( ) 9, генератор 10 тактовых импульсов, элементы И (схемы совпадени ) 11-24, блок 25 управлени  с первыми выходом и входом 26 и 27 и вторым выходом и входом 28, 29 и 30, информационный вход 31, блок 25 содержит первый регистр (адреса микрокоманды) 32, дешифратор (адреса микрокоманды) 33, первый элемент пам ти (пам ть микроопераций) 34, второй элемент пам ти (пам ть переходов ) 35, преобразователь кода (микрокоманды ) 36, второй регистр (перехода) 37, преобразователь адреса (блок модификации адреса перехода) 38, св зи 39- 46.

Интерпол тор работает следующим образом .

Пусть задан отрезок пр мой, проекции которого на оси координат составл ют, например, Л X 5, ЛЬ 8. Превышение

координатного приращени  по оси X  вл етс  характерным дл  рассматирваемо- го интерпол тора /Afc/ //ДХ/, т. е. (of(arcig-uX/A-fc)-SoL 45, благодар  соответствующему выбору дискрет

по обеим координатам :.

I дискрета X дискрета t j--- ;

где за о1- принимаетс  угол наклона самого -крутого из всех кадров, а диск0 рета )(, - меньше или равна допустимой погрешности по X. Указанный способ выбора дискреты по -fe обеспечивает отсутствие приращени , большего заданной дискреты по У . Если прин ть ту и дру5 гую дискрету за единичное приращение, то о(. -6 45.

Итак, через вход 31, элементы И 20-24 заполн ютс  исходной информа5 шей регистры 2-6. Регистр 2 при этом находитс  в нулевом состо нии, а в регистры 3-6 занос тс  соответственно разность координатных приращений At-A координатное приращение А X, координатное приращение Д-t, начальное значение У , Содержимое регистров 2, 5, 6 в процессе работы мен етс  в определенной последовательности посредством комбинационного сумматора 1, вход и выход которого через управл емые элементы И 15, 18, 19 и 20, 24 св заны соответственно с входами и выходами этих регистров. При этом соблюдаетс  следующа  последовательность: прежде всего производитс  анализ знака оценочной функции, хран щейс  предварительно в регистре 2 и переписанной в сумматор 1 через элемент И 15 Так как в рассматриваемом интерпол торе всегда i t/ /|u;i|jJj(45), то пор док выполнени  операций и дальнейшее вьмисление оценочной функции происходит в соответствии с формулами при V ij О приращение по -t и v.,,.-V..Mx/ при V , - о приращение по fc и X и ,, Таким образом, в зависимости от знака одиночной функции вырабатываютс  управл ющие сигналы, которые посту пают с выхода 26 блока 25 на соответ ствующие управл ющие входы элементов И 15-24, в результате содержимое регистров 6 увеличиваетс  (уменьшаетс , если ) на 1 при О, а содержимое регистра 5 уменьшаетс  на 1 каждый раз, независимо от знака оценочной функции, т. е, перемещение по меньщей проекции - X всегда сопровождаетс  перемещением по больщей t, Вс вычислени , как указывалось выше, про извод тс  в сумматоре, управл емом через входы сложени , вычитани  (+,-) и записи эдйницы в сумматоре соответственно с выходов 26 и 28 блока 25 вновь записываютс  в соответствующие регистры. Вслед за изменением координат снова вычисл етс  оценочна  функ ци  в сумматоре 1 сложением содержим го регистра 2 с содержимым регистра 3 или вычитанием из содержимого регистра 2 содержимог о регистра 4, в зависимости от того, какие, произошли координатные изменени . Новое значени оценочной функции вновь записьшаетс  в регистр 2, а знак ее поступает через 73 ; вход 27 в блок 25 дл  выработки соответствующий управл ющих сигналов, и цикл повтор етс . Текущее значение координаты X преобразуетс  блоком 7 в аналог и отражаетс  на фиксаторе 8. Контроль конца интерпол ции всегда определ етс  всегда по координате -Ь , дл  этото содержимое регистра 5 после каждого анализа знака оценочной функции уменьщаетс  на 1. При последнем вычитании 1, когда знак в сумматоре 1 мен етс  на отрицательный, с выхода знакового разр да в элемент И 13 поступает 1, в результате чего на выходе блока 13 вырабатываетс  сигнал конца интерпол ции на данном участке (кадре), после чего через вход 31 в регист1мл поступают данные о новом кадре . Элементы И 14, 11, 12, а также триггер 9 знака 9 служат дл  выработки в случае отрицательной оценочной функЕши (в знаковом разр де сумматора 1) + 1 или -1 в зависимости от того, возрастающа  или убывающа  пр ма  аппроксимируетс  в данном ( Л)1 О или АХ О). Полученные сигнылы подаютс  через входы 27 в блок управлени  соответствующего изменени  текущето значени  координаты X , выбираемого из регистра 6. При этом блок 25 функционирует слудующим образом . Сигналами по структурному входу 27 в регистр 32 записываетс  начальный адрес соответствук цей микропрм раммы. Адрес микрокоманды по св зи 29 через дешифратор микрокоманды и далее по св з м 40, 41 используетс  дл  выбора слова микрокоманды нз пам ти микроопераций 34 и пам ти переходов 35. Код микрокоманды по св зи 42 через преобразователь код микрокоманды 36 определ ет набор управл ющих сигналов на выходах 26, 28. На выходе 46 формируетс  сигнал в случае возможного разветвлени  микропрограммы (при микрокоманде условного перехода). При наличии сигнала на выходе 46 испольнительный адрес перехода к следующей микрокоманде образуетс  как сумма слова по св зи 44, поступившего из пам ти переходов 35 по св зи 43 через регистр переходов 37, и слова по св з м 27, 29, 30 на входах модификации 38. Адрес следующей микрокоманды по св и 45 поступает на регистр адреса микрооманды 32, и процесс поврор етс . Еси на выходе 46 сигнал отсутствует,

торазветвлени  нет и испглнитепъный адрес перехода на выходе 45 равен ад реЬу на входе 44 (суммирование не производите Наличие в слове модификации адреса перехода сигналов со еходов 29, 30 позвол ет организовать требуемое разветвление алгоритма в зависимости от знака координатного прирбццени  и знака оценочной функции. На каждом кадре интерпол ции частота шагов оп редел етс  генератором 10.

Экономический эффект - 40 руб; на одно изделие.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Линейный интерпол тор, содержащий сумматор, к первому входу которого

   подключены выходы параллельных цепей, кажда  из которых состоит из включенных последовательно первого элемента И, регистра и второго элемента И, причем первые входы всех первых элементе И подключены к входу устройства и первому выходу сумматора, второй выход которого и выход генератора тактовых импульсов соединены с входами третьего элемента И, а другие входы первых и вторых элементов И и второю входы сумматора подключены к первому выходу блока управлени , соединенного первым входом с вторым выходом сумматора, отличающийС   тем, что, с целью упрощени  устройства , он содержит триггер и четвертые элементы И, входы которых подключены к выходу третьего элемента И и через триггер- - к входам соответствующего регистра, а выходы - к вторым входам блока упрарлени , втоорй выход которого соединен с третьим входом сумматора.
2. 2. Интерпол тор по п. 1, о т л и чающийс  тем, что блок управлени  содер шт включенные последовательно первый регистр, дешифратор, первый элемент пам ти и преобразователь кода, первый и второй выходы которого соединены соответсвенно с первым и вторым выходами блока управлени , а третий выход подключен к первому входу преобразовател  адреса, соединенного вторым входом через включенные последовательно вторые регистр и элемент пам ти с выходом дешифратора, а ос.тальными входами - с входами блока урпавлени , первый вход которого и выход преобразовател  адреса соединены с входами первого регистра.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР № 545972, кл. С Об В 19/18, 1976.

   2.Авторское свидетельство СССР № 551610, кл. О О5 В 19/18, 1975 (прототип).

   Фиг. 2