Устройство для вычисления гиперболических синуса и косинуса

Устройство для вычисления гиперболических синуса и косинуса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

4 °

ЗМСОЮЗНЛМ 1 б те е%

ИЗОБРЕТЕН HSI >53649О

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 01.08.73 (21) 1951507/24 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.,11.76. Бюллетень М 43 (45) Дата опубли(кования описания 06.01.77 (51) М.Кл.- 6 06 F 15/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.14 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Л. Рейхенберг и P. Я. Шевченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ СИНУСА И КОСИНУСА

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может найти применение при ап паратном вычислении элементарных функций, в частности, в специализированных цифровых вычислительных машинах, работающих в двоичной системе счисления с фиксированной запятой.

Известны устройства для вычисления тригонометрических функций, содержащие сумматоры, дополняющие схемы, регистры, логические элементы (1). Однако эти устройстьа требуют больших аппаратурных затрат.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для вычисления гиперболических синуса и косинуса, содержащее блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами накопительных и сдвигающего регистров и с входом блока памяти. Выходы накопительных регистров соеди|нены с входами первого и второго одноразрядных сумматороввычислителей, выходы, которых соединены с входами накопительных регистров. Выход одного накопзттельного регистра соединен с входом блока определения знака псевдочастного, выход которого соединен с управляющим входом первого одноразрядного сумматора-вычитателя. Другой выход накопительного регистра соединен с входом блока определения сходимости, выход которого соединен с входом блока сброса, а его выход соединен с одним входом блока управления, другие вход и выход которого,подсоединены к блоку повторения итераций (2). Однако известное устройство требует;много времени для вычисления функций и необходим процесс вычисления для ряда значений аргумента.

Цель изобретения — повышение точности и быстродейстьия устройства для вычисления гиперболических синуса и,косинуса.

Для этого в устройство введены дополнительно третий одноразрядный сумматор-вычитатель, сдвигающий и накопительный регистры, один выход которого соединен с входом второго одноразрядного сумматора-вычитателя, выход которого саед пиен с входом накопительного регистра, другой выход данного регистра соединен с входом дополнительного сдвигающего регистра, выход которого соединен с входом первого одноразрядного сумматора-вычитателя, причем управляющие входы второго и третьего одноразрядных сумматоров-вычитателей соединены с выходом блока определения знака псевдочастного, а выход блока памяти соединен с вхотом третьего одноразрядного сумматоравычитателя. Такое конструктивное решение позволяет повысить точность и быстродейств и е уст р ой ств а.

536490

На чертеже приведена структурная схема устройства для вычисления гиперболических синуса и IKocHHуса.

Устройство содержит три одноразрядных сумматора-вычитателя 1 — 8 комбинационного типа; три накопительных регистра 4 — б; два сдвигающих регистра 7 и 8; блок памяти

9, выполненный в виде односторонней памяти с поразрядной выборкой константы вида агй 2 каждым тактовым импульсом; блок

l0 определения сходимости, выполненный в виде цифровой схемы сравнения; блок ll определения знака псевдочастного, выполнечный в виде триггера с логической схемой; блок сброса 12, блок управления 18, блок 14 повторения итераций, состоящий из счетчика и логических схем.

Блок управления 18 состоит пз генератора тактовых (сдвигающих) импульсов, двух счетчиков, дешифратора, логических схем и формирователя.,Входом устройства является вход накопительного регистра б.,Выходом устройства для гиперболического синуса является выход накопительного регистра 5, для гиперболического косинуса — выход накопительного регистра 4. Выходы блока управления 18, по которым поступают тактовые сдвигающие импульсы, соединены с управляющими входами всех регистров и входом блока памяти 9.

Устройство работает следующим образом.

В начальном состоянии в накопительном регистре 4 находится значение, обратное коэффициенту удлинения гиперболического вектора (ʄ— 1,205136) . В накопительном регистре 5 и сдвигающих регистрах 7 и 8 находятся нулевые значения, в накопительном

:регистре б находится значение аргумента (гиперболического угла). В любой итерации блок управления выдает серию тактовых импульсов для продвижения содержания накопительных регистров 4, 5 и б и сдвига содержания сдвигающих регистров 7 и 8. По зпа«у содержания накопительного регистра б в блоке 11 вырабатывается очередное значение, цифры псевдочастного (+1 или — 1), которое используется в следующей итерации. В зависимости от его значения одноразрядные сумматоры-вычитатели работают в режиме суммирования-вычитания. Содержание накопительных регистров 4 и 5 сдвигается в сдвигающих регистрах 7 и 8, перекрестно суммируется (или вычитается) со своим переадресованным значением. Содержание накопительного регистра б вычитается (или суммируется) со значением очередной константы из блока памяти 9. Полученные в каждой итерации результаты последовательно заносятся в освобождающиеся при сдвиге старшие разряды накопительных регистров 4 б и продвигаются на свои позиции. Для выполнения условий сходимости (исправляемости процесса) повто5

65 ряются по два раза итерации с номерами

К =4, 13, 40,..., 3 + 1, ..., К. В повторяемых по два раза итерциях число сдвигов и очередная константа не изменяются, однако значение цифры псевдочастного на повторяемых итерациях может быть различным. Блок 14 считает номера итераций и выдает сигнал разрешения перехода к следующему числу сдвигов и очередной константе после повторения указанных итераций. Для подавляющего большинства значений аргумента итерационный процесс вычисления функций сходится на итерации, номер которой меньше и, где и — число разрядов. При этом в накопительном регистре б содержание равно нулю и блоки определения сходимости 10 и сброса 12 выдают сигнал, по которому блок управления 18 прекращает выдавать тактовые импульсы. Этим обеспечивается асинхронный режим процесса вычисления, а время вычисления сокращается. Максимальное время вычисления одновременно гиперболических синуса и косинуса для практически требуемой точности в тактах равно T(n + бп+ 8.

Формула изобретения

Устройство для вычисления гиперболических синуса и косинуса, содержащее блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами накопительных и сдвигающего регистров и с входом блока памяти, выходы накопительных регистров соединены с входами первого и второго одноразрядных сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены с входами накопительных регистров, выход одного накопительного регистра соединен с входом блока определения знака псевдочастного, выход которого соединен с управляющим входом первого одноразрядного сумматора-вычитателя, другой выход накопительного регистра соединен с входом блока определения сходимости, выход которого соединен с входом блока сброса, выход которого соединен с одним входом блока управления, другие вход и выход которого подсоединены к блоку повторения итераций, о т л и ч а ющ ее ся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены дополнительно третий одноразрядный сумматор-вычитатель, сдвигающий и накопительный регистры, один выход которого соединен с входом второго одноразрядного сумматора-вычитателя, выход которого соединен с вхо ом накопительного регистра, другой выход данного регистра соединен с входом дополнительного сдвигающего регистра, выход которого соединен с входом первого одноразрядного сумматора-вычитателя, причем управляющие входы второго и третьего одноразрядных сумматоров - вычитателей соединены с выходом блока определения знака псевдочастного, а выход блока памяти соединен с входом третьего одноразрядного сумматора-вычитателя.

536490

Составитель А. Воронина

Техред A. Камышникова Корректор В. Гутман

Редактор Е. Гончар

Заказ 1145/1742 Изд. Мю 325 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Система «Дивик» для решения сложных навигационных задач. «Электроника», 1966 г., т, 39, № 18, стр. 30 — 38.

2. Башлаков Е. П. и др. Вопросы развития малых ЦВМ с произвольной значностью используемой системы счисления, «Кибернетика», Киев, 1972 г. № 1, стр. 76.