SU922734A1 - Device for computing sine and cosine functions - Google Patents

Device for computing sine and cosine functions Download PDF

Info

Publication number
SU922734A1
SU922734A1 SU802884948A SU2884948A SU922734A1 SU 922734 A1 SU922734 A1 SU 922734A1 SU 802884948 A SU802884948 A SU 802884948A SU 2884948 A SU2884948 A SU 2884948A SU 922734 A1 SU922734 A1 SU 922734A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
register
output
input
value
registers
Prior art date
Application number
SU802884948A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Алексеевич Мельник
Николай Вячеславович Черкасский
Original Assignee
Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. Ленинского Комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. Ленинского Комсомола filed Critical Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. Ленинского Комсомола
Priority to SU802884948A priority Critical patent/SU922734A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU922734A1 publication Critical patent/SU922734A1/en

Links

Description

старших разр дов аргумента, выход первого промежуточного регистра соединен с входом второго промежуточного регистра, подключенного через третий блок пам ти к входу третьего промежуточного регистра, выходом соединенного с входом четвертого промежуточного регистра, выхрд которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого через п тый промежуточный регистр соединен с выходом сдвигател , первый вход которого соединен с выходом шестого промежуточного регистра, подключенного через четвертый блок пам ти к выходу седьмого промежуточного регистра, вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй вход сдвигател  соединен с выходом восьмого промежуточного регистра , вход которого подключен к выходу дешифратора, вход которого соединен с выходом седьмого -промежуточного регистра,, выход второго блока пам ти соединен с входом дев того промежуточного регистра, выход которого соединен с первым .входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом дес того промежуточного регистра, вход которого соединен с выходом первого блока пам ти, управл ющие входы регистров старших и младших разр дов соединены с первым тактовым входом устройства , управл ющие входы первого, дев того и дес того промежуточных регистров соединены с вторым тактовым входом устройства, управл ющие входы второго и седьмого промежуточных регистров соединены с-третьим тактовым входом устройства, управл ющие входы третьего, шестого и восьмого промежуточных регистров соединены с четвертым тактовым входом устройства, п тый тактовый вход которого соединен с управл кзщими входами четвертого и п того промежуточных регистров, управл ющий вход выходного регистра соединен-с шестым тактовым входом устройства.the higher bits of the argument, the output of the first intermediate register is connected to the input of the second intermediate register connected via the third memory block to the input of the third intermediate register, output connected to the input of the fourth intermediate register, the output of which is connected to the first input of the first adder, the second input of which The second intermediate register is connected to the output of the shifter, the first input of which is connected to the output of the sixth intermediate register connected via the fourth memory block to the output the seventh intermediate register, the input of which is connected to the output of the second adder, the second input of the shifter is connected to the output of the eighth intermediate register, the input of which is connected to the output of the decoder, the input of which is connected to the output of the seventh intermediate register, the output of the second memory block is connected to the input of the ninth intermediate register, the output of which is connected to the first input of the second adder, the second input of which is connected to the output of the ten intermediate register, whose input is connected to the output of the first block The memory, the control inputs of the high and low bits are connected to the first clock input of the device, the control inputs of the first, ninth and tenth intermediate registers are connected to the second clock input of the device, the control inputs of the second and seventh intermediate registers are connected to the third clock input of the device, the control inputs of the third, sixth and eighth intermediate registers are connected to the fourth clock input of the device, the fifth clock input of which is connected to the control inputs of the fourth The first and fifth intermediate registers, the control input of the output register is connected to the sixth clock input of the device.

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

Устройство содержит регистр 1 старших разр дов аргумента, регистр 2 младших разр дов аргумента , промежуточные регистры 3 - 12, блоки 13 16 посто нной пам ти, сумматоры 17 и 18, дешифратор 19, сдвигатель 20, выходной регистр 21, тактовые входы 22 - 27 устройства.The device contains a register of 1 high bits of the argument, a register of 2 lower bits of an argument, intermediate registers 3–12, blocks 13 16 of fixed memory, adders 17 and 18, a decoder 19, a shifter 20, an output register 21, clock inputs 22–27 devices.

Тактовые импульсы, поступающие на регистры устройства, вырабатываютс  в генераторе тактовых импульсов (не показан). Изменение содержимого регистров происходит по переднему фронту каждого импульса записи. Дл  исключени  гонок импульсы смещены с помо111ью элементов задержки в каж- Clock pulses arriving at device registers are generated in a clock pulse generator (not shown). Changing the contents of the registers occurs on the leading edge of each write pulse. To eliminate races, the pulses are shifted with the help of delay elements in each

дои ступени на врем  t. Разбивка устройства регистрами позвол ет работать всем ступен м независимо, поэтому сразу после освобождени  первой ступени в нее загружаетс  новый операнд, а во второй ступени уже обрабатываетс  операнд, прошедший первую ступень и т.д. Последовательност операций, выполн емых над операндами при прохождении всех ступеней, определ ет выполнение операции вычислени синуса или косинуса. Производительность конвейерных устройств при условии обработки массивов, в которых количество операндов существенно больше числа ступеней конвейера, характеризуетс  длительностью такта Т продвижени  данных по конвейеру Длительность такта Т определ етс  максимальной задержкой распростране7 НИН сигнала, которой обладают комбинационные схе№а некоторой ступени конвейера, в данном случае ступени, содержащей сумматор.steps up to time t. The breakdown of the device by registers allows all steps to operate independently, so immediately after the release of the first step, a new operand is loaded into it, and in the second step, the operand that has passed the first step is already processed, and so on. The sequence of operations performed on operands during the passage of all stages determines the operation of calculating the sine or cosine. The performance of conveyor devices under the condition of processing arrays in which the number of operands is substantially greater than the number of stages of the conveyor is characterized by the duration of the data advance cycle T along the conveyor. The duration of tact T is determined by the maximum propagation delay of the NIN signal that combinational circuits of a certain stage of the conveyor have, in this case steps containing the adder.

Блок 13 пам ти.предназначен дл  хранени  таблицы значений 2одг созХ в случае вычислени  функции синуса и таблицы значений tog sin Xg в случае вьгаислени  функции косинуса , блок 14 пам ти обеспечивает таО личное преобразование величины дх в значение Вод л х; блок 15 пам ти хранит таблицу значений sin Xg в случае вычислени  синуса и cos XQ в случае .вычислени  косинуса, блок 16 пам ти выполн ет преобразование вида Z - 2.Memory block 13 is designed to store a table of 2dX cos X values in the case of calculating a sine function and a table of tog sin Xg values in the case of a cosine function, memory block 14 provides this personal conversion of dx to Water L x; memory block 15 stores a table of sin Xg values in case of calculating sine and cos XQ in case of cosine calculation, memory block 16 performs transformation of the form Z - 2.

Промежуточные регистры 3-12 предназначены дл  хранени  результатов промежуточных вычислений и дл  обеспечени  конвейерного способа обработки. Intermediate registers 3-12 are designed to store the results of intermediate calculations and to provide a pipelined processing method.

Устройство производит вычислени  на основе таблично-алгоритмического метода. Значение функций синуса и, косинуса достаточно находить в пределах изменени  аргумента от О до , так как значени  этих функций дл  произвольного значени  .аргумента в силу их периодичности можно получить из значений .функций в интервале 0, путем дополнительной операции типа сложени  или изменени  знака.The device performs calculations based on the table-algorithmic method. The value of the sine and cosine functions is sufficient to find within the range of the argument from O to, since the values of these functions for an arbitrary value of the argument, because of their periodicity, can be obtained from the values of functions in the interval 0, by an additional operation such as addition or change of sign.

.Вычисление функций sin х   cos х .от аргумента у.{0 х . ) производитс  в устройстве на основе следующих соотношений.. The calculation of the functions sin x cos x. From the argument y. {0 x. ) is produced in the device based on the following relationships.

Claims (2)

Пусть хо число, образованное старшими разр дами аргумента, А х число , образованное младшими разр дами аргумента.То есть разбиваем аргумент ,х ,Xg,.. .Хр на сумму узловой точки ,x-,,X|j, . . .X,, и приращение лх х - х. Тогда дл  фу дни синуса имеем соотношение 4sin X sin(Xo+ дх)- sin хо 2 sin - 2cos(xo+ а дл  функции косинуса соотношение UCOS X cos (х (J + йх)- сов X 5 -2 sin-2 sin(X(5+ ):-дх. sin выполн емые с погрешностью Е 2 котора  может быть сделана выход щ за пределы разр дной сетки надлежа щим выбором параметра k. Дл  вычислени  значений синуса косийуса получаем выражени  5Jn)(sSiTiXQ+uSin%sSinX + l,eo({ un+eo(55 tosKo) , . И ult+eoif Sinx) COSX COSXQ-fiCOSX COS) 2 Y где параметр k должен удовлетвор т условию k . Устройство работает следующим образом. Значение XQ хранитс  в регистр старших разр дов аргумента 1, значение дх - в регистре младших раз р дов аргумента 2. В первом такте работы устройства в блоке 13 пам т по значению XQ, поступающему из регистра 1,, формируетс  значение Sogij cos XQ при вычислении синуса и 2. sin XQ при вычислении косинуса . В блоке 14 по значению дх формируетс  значение gogij ax. Во втором такте эти значени  записываютс  соответственно в промежуточ ные регистры 4 и 5, а значение х из регистра 1 записываетс  в промежуточный регистр 3. На сумматоре 17 формируетс  выражение, равное су ме содержимого регистров 4 и 5, ко торое в третьем такте записываетс  в прог }ежуточныйрегистр. 7, а в .прО межуточный регистр 6 записываетс  значение регистра 3. По значению Х поступающему из регистра б, в блоке 15 пам ти, формируетс  значение sin при вычислении синуса и cos х Q при вычислении косинуса, а по содержимо му регистра 7 в блоке 16 посто нной пам ти формируетс  значение j(.eoqfiui(4i°osXo) , при вычислении синуса и значение ( 8ос{,дх+ео1{ 5дт,Уо) р обратном коде при вычислении косинуса, то есть в блоке 16 производитс  преобразование z 2 Поскольку при потенцировании по вл  етс  характеристика, то в устройств введен дешифратор 19, который, ангш зиру  содержимое регистра 7, выраба тывает код, который указывает, на сколько необходимо сдвинуть значение с выхода блока 16, чтобы учесть характеристику . В четвертом такте содержимое блоков 15 и 16 и дешифратора 1$ записываетс  соответственно в промежуточные регистры 8 - 10.В сдвигателе 20 осуществл етс  указанный сдвиг, и с его выхода полученное значение записываетс  в п том такте в промежуточный регистр 12, а в регистр 11 записываетс  содержимое регистра 8. На сумматоре 18 суммируютс  содержимое промежуточного регистра 11 и содержимое промежуточного регистра 12, т.е. формируетс  результат вычислени , который в шестом такте записываетс  в выходной регистр. Суммарный объем посто нной пам ти дл  синуса и косинуса определ етс  выражением Q 4n-2n+64-S)(3(n-k+l) +г) , где S . Kogij k; г eogi Cn-k+l) . Использу  это выражение, можно соответствующим выбором параметра k получить устройство, обеспечивающее требуемую точность вычислений с минимальным суммарным объемом посто нной пам ти. Дл . имеем Q 329 k. Устройство работает по конвейерному принципу. В каждом такте в него можно вводить новый операнд. По истечении первых шести тактов на выходе устройства получим первый результат, и дальше с каждым тактомна выходе устройства по вл етс  новый результат , то есть быстродействие устройства определ етс  длительностью такта. Длительность, же -такта в предлагаемом устройстве определ етс  задержкой в наиболее врем емком узле, которым  вл етс  сумматор, поэтому Быстродействие же известного устройства не превышает Т/1 2tQbi6 2t(4,, + tc .. Поскольку обычно t 5,(,:5 try а СДЬ то быстродействие предлагаемого устройства выше, чем известного в . . 5 (раз). Формула изобретени  Устройство дл  вычислени  функций синуса и косинуса, содержащее регистры старших и младших разр дов аргумента, четыре блока пам ти, сумматор , сдвигатель, дешифратор, выходной регистр, причем выход регистра старших разр дов аргумента соединен с выходом первого блока пам ти, выход сумматора соединен с входом выходного регистра, отличающ е е с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , в устройство введены дес ть рромежуточньи регистров и второй су1 1матор, причем вход первого промежуточного регистра соединен с выходом регистра старших разр дов аргумента, выход первого промежуточного регистра соединен с входом второго промежуточного регистра , подключенного через третий блок пам ти к входу третьего промежуточного регистра, выходом соединенного с входом четвертого промежуточного регистра, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого через п тый промежуточный регистр соединен с выходом сдвигател , первый вход которого соединен с .выходом шестого промежуточного регистра, подключенного через четвертый блок пам ти к выходу седьмого промежуточного регистра , вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй вход сдвигател  соединен с выходом восьмого промежуточного регистра, вход которого подключён к выходу дешифратора, вход которого соединен с выходом седьмого промежуточного регистра , выход второго блока пам ти соединен с дев того промежуточного регистра, выход которого соединен с первым входом второго сумматора , второй вход которого соеди нен с выходом дес того промежуточного регистра, вход которого соединен с выходом первого блока пам ти, управл ющие входы регистров старшихLet x0 be the number formed by the higher bits of the argument, A x the number formed by the lower bits of the argument. That is, we divide the argument, x, Xg, .... Xp by the sum of the nodal point, x is ,, X | j,. . .X ,, and increment lx x - x. Then for the sine days, we have the relation 4sin X sin (Xo + dx) - sin xo 2 sin - 2cos (xo + and for the cosine function the ratio UCOS X cos (x (J + ix) - cos X 5 -2 sin-2 sin (X (5+): - dx. Sin performed with an error of E 2 which can be made beyond the limits of the discharge grid by appropriate choice of the parameter k. To calculate the cosine sine values, we get the expressions 5Jn) (sSiTiXQ + uSin% sSinX + l, eo ({un + eo (55 tosKo),. and ult + eoif Sinx) COSX COSXQ-fiCOSX COS) 2 Y where the parameter k must satisfy condition k. The device works as follows. The XQ value is stored in the high-order register of argument 1 , dx value - In the register of the lower order of the argument series 2. In the first operation cycle of the device in memory block 13, the value XQ received from register 1 ,, forms the value Sogij cos XQ when calculating the sine and 2. sin XQ when calculating the cosine. the value dx forms the value gogij ax. In the second cycle, these values are written to intermediate registers 4 and 5, respectively, and the value x from register 1 is written to intermediate register 3. On the adder 17, an expression equal to the sum of the contents of registers 4 and 5 is formed. The second in the third cycle is recorded in the prog} daily register 7, and in Intermediate register 6, the value of register 3 is written. From the value X coming from register b, in memory block 15, the value sin is formed when calculating the sine and cos x Q when calculating the cosine, and according to the contents of register 7 in the block 16 constant memory forms the value j (.eoqfiui (4i ° osXo), when calculating the sine and the value (8os {, dx + eo1 {5dt, Wo)) is the inverse code when calculating the cosine, i.e., in block 16, the transformation z 2 Since a characteristic appears during the potentiation, a decoder 19 is inserted in the devices, which, obsessed register 7 generates a code that indicates how much it is necessary to shift the value from the output of block 16 to take into account the characteristic. In the fourth clock cycle, the contents of blocks 15 and 16 and the decoder 1 $ are written, respectively, into intermediate registers 8-10. The specified shift, and from its output, the resulting value is written in the fifth clock cycle to the intermediate register 12, and the register 11 is written to the register 11. The sum of the intermediate register 11 and the content of the intermediate register are summed on the accumulator 18. register 12, i.e., the result of the calculation is generated, which is written to the output register in the sixth clock cycle. The total amount of constant memory for sine and cosine is determined by the expression Q 4n-2n + 64-S) (3 (nk + l) + g), where S. Kogij k; r eogi Cn-k + l). Using this expression, it is possible by appropriate choice of the parameter k to obtain a device that provides the required accuracy of calculations with the minimum total amount of permanent memory. For we have Q 329 k. The device works on the conveyor principle. In each cycle, a new operand can be entered into it. After the first six clock cycles at the output of the device, we get the first result, and then with each tactical output of the device a new result appears, i.e. the device speed is determined by the duration of the cycle. The duration, on the other hand, in the proposed device is determined by the delay in the most time capacitive node, which is the adder, therefore the speed of the known device does not exceed T / 1 2tQbi6 2t (4 ,, + tc .. Since usually t 5, (,: 5 try and LIKE the speed of the proposed device is higher than the known V. 5 (times). Invention A device for calculating sine and cosine functions, containing registers of the highest and lowest bits of the argument, four memory blocks, an adder, a shifter, a decoder, output register, and the output register the higher-order bits of the argument are connected to the output of the first memory block, the output of the adder is connected to the input of the output register, which is different from the fact that, in order to improve speed, the device contains ten intermediate registers and a second c1 1mator, and the input of the first intermediate register connected to the output of the register of the higher bits of the argument, the output of the first intermediate register is connected to the input of the second intermediate register connected via the third memory block to the input of the third intermediate register, output Fourth intermediate register, whose input is connected to the first input of the first adder, the second input of which is connected through the fifth intermediate register to the output of the shifter, the first input of which is connected to the output of the sixth intermediate register connected via the fourth memory block to the output of the seventh intermediate the register, whose input is connected to the output of the second adder, the second input of the shifter is connected to the output of the eighth intermediate register, the input of which is connected to the output of the decoder, in One of which is connected to the output of the seventh intermediate register, the output of the second memory block is connected to the ninth intermediate register, the output of which is connected to the first input of the second adder, the second input of which is connected to the output of the tenth intermediate register whose input is connected to the output of the first memory block those controlling the inputs of higher registers и младших разр дов соединены с первым т.актовым входом устройства, управл ющие входы первого, дев того и дес того промежуточных регистров соединены с вторым тактовым входомand low-order bits are connected to the first so-called device input, the control inputs of the first, ninth and tenth intermediate registers are connected to the second clock input устройства, управл ющие входы второго и седьмого промежуточных регистров соединены с третьим тактовым входом устройства, управл ющие входы третьего , шестого и восьмого промежуточныхthe control inputs of the second and seventh intermediate registers are connected to the third clock input of the device, the control inputs of the third, sixth and eighth intermediate регистров соединены с четвертым тактовйм входом устройства, п тый тактовый вход которого соединен с управл ющими входами четвертого и п того промежуточных регистров, управл нвдий вход выходного регистра соединен с шестым тактовым входом уст- .. ройства.the registers are connected to the fourth clock input of the device, the fifth clock input of which is connected to the control inputs of the fourth and fifth intermediate registers, the control input of the output register is connected to the sixth clock input of the device. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 591857, кл.б Об Р 7/38, 1978.Sources of information taken into account in the examination 1. USSR Author's Certificate No. 591857, cl. About R 7/38, 1978. 2. Потапов В.И., Нестерук В.Р., Флоренсов А.Н. Быстродействующие арифметико-логические устройства . ЦВМ, Новосибирск, 1978, с. 29 - .32 (прототип).2. Potapov V.I., Nesteruk V.R., Florensov A.N. High-speed arithmetic logic devices. Computer, Novosibirsk, 1978, p. 29 - .32 (prototype).
SU802884948A 1980-02-18 1980-02-18 Device for computing sine and cosine functions SU922734A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802884948A SU922734A1 (en) 1980-02-18 1980-02-18 Device for computing sine and cosine functions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802884948A SU922734A1 (en) 1980-02-18 1980-02-18 Device for computing sine and cosine functions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU922734A1 true SU922734A1 (en) 1982-04-23

Family

ID=20878801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802884948A SU922734A1 (en) 1980-02-18 1980-02-18 Device for computing sine and cosine functions

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU922734A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6381567A (en) Logic simulation processor
SU922734A1 (en) Device for computing sine and cosine functions
JPH0346024A (en) Floating point computing element
RU75072U1 (en) DEVICE FOR CALCULATING TRIGONOMETRIC FUNCTIONS
RU2618188C1 (en) Device for calculating complex number module
RU2786204C1 (en) Digital smoother
SU1756887A1 (en) Device for integer division in modulo notation
JPS6115233A (en) Multiplier
JPH02127727A (en) Absolute value addition/subtraction system and its device
JP2508286B2 (en) Square root calculator
SU888131A1 (en) Processor for computing elementary functions
RU2028661C1 (en) Function calculator
SU1262489A1 (en) Device for calculating logarithmic value
SU922760A2 (en) Digital function generator
SU1424009A1 (en) Series subtractor/adder
SU1278888A1 (en) Device for executing basic operation of fast fourier transform
SU1104510A1 (en) Digital device for calculating sine-cosine dependences
SU542994A1 (en) Parallel action accumulator
SU1508209A1 (en) Rooting device
SU940155A1 (en) Device for computing elementary functions
SU881741A1 (en) Digital logarithmic converter
SU746431A1 (en) Linear-circular interpolator
SU1089578A1 (en) Device for extracting square root
SU622087A1 (en) Sine and cosine function digital computer
SU809126A1 (en) Digital device for function regeneration