SU796844A1 - Арифметическое устройство - Google Patents

Description

(54) АРИФМЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  построени  на его основе специализированных ЦВМ. Известны арифметические устройств работающие с информацией, представле ной в виде векторов, предназначенные одл  решени  задач, содержащих большо число тригонометрических функций, и устройства, состо щие из сдвиговых регистров, сумматоров-вычитателей и коммутирующих блоков . Наиболее близким к изобретению по функциональным возможност м и тех нической сущности  вл етс  арифметическое устройство, реализующее алгоритм Волдера , ., .e.. и позвол ющее вычислить S K V cosA -x sinA) Кk (, Sin л «И ,,,, :U K-Vx;;+v - значени  координат где х ,у, .i и угла на и -ft итерации; . - функци , показывающа  направление вращени  и равна  дл  соотношений (2 , (4) (3) ений --ei%vi(-Yi), (5) - углова  посто нна , равна  Clrct() k - коэффициент общего удлинени  вектора, равный произведению коэффициентов удлинени  на каждой итерации Pl К- П (6) Ill i-a -начальные даннь1ё -номер итерации I « w «««/n метическое устройство со-. вый, второй и третий регистры, первый , второй мматоры-вычитабели и перй коммутирующие блоки, при-, выхо.цы первого и второго егистров соединены со вхотственно первого и второго коммутирующих блоков, управл ккцйё входы которых подключены к первому входу устройства, а выходы - к первым входам первого и второго сумматороввычитателей соответственно, управл ющие входы которых соединены со вторым входом устройства, а выходы - ко входам второго и первого сдвигового регистра и с первым и вторым выходом устройства соответственно, третий вход устройства соединен с первым входом третьего сумматора-вычитател , второй вход которого соединен с выходом третьего сдвигового регистра, вход которого соединен с выходом третьего сумматора-вычитател  и с третьим выходом устройства, управл ю щий вхсд третьего сумматора-вычитател  соединен с четвертым входом устройства 2.

Недостатком известных устройств  вл етс  изменение масштаба представлени  переменных в процессе выполнени  операций.

Цель изобретени  - повьидение быстродействи  устройства за счет совмещени  основного процесса поворота вектора и коррекции масштабов результатов .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в арифметическое устройство, содержащее первый второй и третий сдвиговые регистры, первый, второй и третий сумматоры-вычитатели и первый и второй коммутирующие блоки, причем выходы первого и второго сдвигошлх регистров соединены с входами соответственно первого и второго коммутирующих блоков, управл к дие входаа которых подключены к первому входу устройства , а выходы - к первым входам второго и первого сумматоров-вычитателей , управл кадие входы которых соединены с BTOfftiM входом устройства, а выходы - со входом первого и второго сдвигового регистра и с первым и вторым выходом устройства соответственно , третий вход устройства соединен с первым входом третьего сумматоравычитател , второй вход которого соединен с выходом третьего сдвигового регистра, вход которого соединен с выходом третьего сумматора-вычитател  управл иичий вход которого соединен с четвертым входом устройства, а выходс ; третьим выходом устройства, дополнительно введены четвертый, п тый шестой и седьмой сумматоры-вычитатели и третий и-четвертый коммутирующие блоки, причем входа третьего и четвертого коммутирукнцих блоков соединены с выходом первого и второго сдвигового регистра соответственно, а управл ющие входал - с первым входом устройства, выходы третьего и четвертого коммутирующих блоков, соединенные с первыми входс1ми четвертого, п того , шестого и седьмого сумматороввычитателей соответственно, вторые

входы п того и шестого сумматороввычитателей соединены со вторыми вы ходами первого и второго сдвиговых регистров соответственно, а выходы со вторыми входами седьмого и четве1 того сумматоров-вычитателей соответственно , выходы которых соединены со вторыми входами соответственно второго и первого .сумматоров-вычитателе управл кидие входы п того, шестого, четвертого и седьмого сумматоров-вычитателей подключены соответственно к четвертому и п тому входу устройства .

На чертеже показана структурна  схема арифметического устройства.

Схема устройства содержит первый, второй и третий сдвиговые регистры1 ,2 и 3, первый и второй коммутирую щие блоки 4 и 5, первый вход устройства 6, первый и второй сумматорывычитатели 7 и 8, второй вход устройства 9, первый и второй выход устройства 10 и 11, третий вход устройства 12, третий сумматор-вычитате ь 13, третий выход устройства 14, четвертый п тый, шестой, седьмой сумматоры-вычитатели 15,16,17 и 18, третий и четвертый коммутирукицие блоки 19 и 20, четвертый и п тый входы устройства 21 и 22.

При решении соотношений (2)и(3) и работу устройства можнр описать алгоритмом

- .N-2 -«-t Х i -t 1 тч 1 .a.X-2-2(

,,v,..v,., .--,-,

который получаетс , если на каждой итерации умножить (i+l)-ro координату на один из сомножителей произведени 

; -( В котором заранее рассчитанное q равно +1 или -1.

Claims (1)

1. При вычислении соотношений (2) устройство работает следующим образом. Текущие значени  координат , у и углаб хран тс  в соответствующих регистрах 1,2 и 3. С началом очередной итерации по команде из устройства управлени , поступающей по входу 6, на выходах коквлутирующих блоков 19 и 20 при сдвиге информации в регистрах по вл ютс  операнды, сдвинутые на (-2) разр дор вправо (в сторону младших ) , а на выходах коммутирующих блоков 4 и 5 операнды сдвинуты на 2 (i2 ) разр дов вправо. На управл ющие входы сумматоров-вычитателей 15 и 16 из устройства управлени  по входу 21 подаетс  потенциал, соответствук ций q, и настраивающий их на суммирование или вычитание, на управл ющие входы сумматоров-вычитателей 15 и 18 по входу 22 поступает потенциал, соответствующий оператору / а на сумматоры- вычитатели 7 и 8 - по входу 9 потенциал , соответствующий произведению fe. q. В соответствии с ними сумматоры-вычитатели настраиваютс  на выполнение итерации по алгоритму (7). Потенциал, соответствующий , и поступакедий из устройства управлен по входу 22, также поступает на управл ющий вход сумматора-вычитател  13 и настраивает его. При сдвиге ин , формации Xi с выхода регистра 1 поступает на сумматор-вычйтатель 16 в котором в соответствии с qi суммируетс  (вычитаетс ) с Х| 2-) , поступающим с выхода коммутируклцего блока 19. ;Сумма (разность) X ,j-+ 2 поступает на сумматор-вычйтател 18, где из нее в соответствии,с вычитаетс  (суммируетс ) ( , а результат подаетс  на сумматсэр-вычи татель 8 дл  вычитани  из него (суммировани ) в соответствии с произведением |.q,- . Значение , получающеес  на выходе суммато ра-вычитател  8, поступает на выход устройства 11 и на вход регистра 1 дл  записи в него и выполнени  еледуннцей итерации. Аналогично координате выхо де сумматора-вычитател  7 получаетс  . значение координаты У-)-«-4, подаваемое на выход устройства 10 и вход сдвиге вого регистра 2 дл  хранени . Одновременно текущее значение угла 9 с выхода регистра 3 поступает на вход сумматора-вычитател  13, где в соответствии с - из него вычитает с  ( прибавл етс  ) углова  посто нна  (Л , поступающа  из запоминающего устройства по входу12 с выхода сумматора-вычитател  13, записываетс  в регистр 3 и подаетс  на выход устройства 14 дл  ,определени  .. Затем процесс повтор етс  до набо ра заданного числа итераций. Результаты могут быть выведены из устройства через выходы 11,10 и 14 последовательным кодом или сн ты непосредственно с регистров 1,2 и 3. При выполнении операции (3) арифметическое устройство работает аналогичным образом с той разницей, что оператор - получаетс  как функци  знака координаты У|, значение которой снимаетс  в устройстве управлени  с выхода 10. После выполнени  всех итераций поворота вектора значени  координат получаютс  без удлинени  в к раз. Эффективность изобретени  заключаетс  в повышении быстродействи  устройства, за счет совмещени  основ ного процесса поворота вектора и при ведени  масштаба его представлени  к единице. Формула изобретени  Арифметическое устройство, содержащее первый, второй и третий сдвиговые регистры, первый, второй и третий сумматоры - вычитатели и первый и второй коммутирующие блоки, причем первые выходы первого и второго сдвиговых регистров соединены со входами соответственно первого и второго коммутирующих блоков, управл к цие входы которых подключены к первому входу устройства, а выходы - к первым входам первого и второго су Ф1аторов-вы- читателей, управл ющие входы которлх соединены со вторым входом ус.тройства , а выходы - со входом второго и первого сдвигового.регистра и с первым и вторым выходами устройства соответственно , третий вход устройства соединен с первым входом третьего сумматора-вычитател , второй вход которого соединен с выходом третьего сдвигового, регистра, вход которого соединен с выходом третьего сумматора вычитател  и с третим выходом устройства, управл ющий вход которого соединен с четвертым входом устройства , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства за счет совмещени  основного процесса поворота вектора и коррекции масштабов результатов, в устройстве дополнительно введены третий и четвертый коммутирующие блоки, причем входы третьего и четвертого коммутирук цих блоков соединены с выходом первого и второго сдвигового регистра соответственно, а .управл ющие входы - с первым входом устройства, выходы третьего и четвертого коммутирующих блоков соединены с первыми входами четвертого и п того и соответственно шестого и седьмого сумматоров-вычитателей , вторые входы п того и шестого сугФ1аторов-вь:читателей соединены со вторыми выходами первого и второго сдвиговых регистров соответственно, а выходы - со вторыми входами седьмого и четвертого сумматоров-вычитателей соответственно , выходы которых соединены со вторыми входами cooTBeTctBeHHO второго и первого сумматоров-вычитателей, управл ювоие входы п того и шестого, четвертого и седьмого сумматоров-вычитателей подключены соответственно к четвертому и п тому входу устройства . Источники информации, прин тые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 445042, кл. G 06 F 7/38, 1974. 2, Патент Великобритании 1331410, кл. j; 4 А опублик. 1973 (прототип).