Цифровой вычислитель обратного гиперболического тангенса

Цифровой вычислитель обратного гиперболического тангенса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик пп698002 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.06.78 (21) 2628618/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 06 F 15/34

Госудорстоонннк хонотет

СССР оо делам озобротонкй н открытой

Опубликовано 15.11 79. Бюллетень pk 42

Дата опубликования описания 20.11.7 (53) УДК681.14 (088.8) (72) Автор изобретения

О, А. Титов

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ОЬРАТНОГО ГИПЕРБОЛИЧЕСКОГО

ТАНГЕНСА

Изобретение относится к области вычислительной техники и может применяться при аппаратном вычислении элементарных функций в специализированных машинах с фиксированной запятой.

Известно устройство для вычисления обратного гиперболического тангенса (1), содержащее регистры, сумматоры-вычи1атели, блок псевдочастного и блок управления.

Основной недостатокэтого устройства — не10 высокое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для вычисления обратного гиперболического тангенса (2), содержащее три накопительных

15 сдвигающих регистра, три сумматора-вычитателя, блок псевдочастного, блок управления, два сдвигаюших регистра, блок памяти и блок сравнения, причем выходы накопительных регистров соединены соответственно с первыми входами сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены со счетными входами iooTветствующих накопительных сдвигаюших регистров, выход первого накопительно.о спвигаюшего регистра соединен с входом блока псевдочастного, выход которого соединен с входами управления сумматоров-вычитателей, первые три выхода блока управления соединены со сдвигающимн входами соответствующих пакопитсльных спвигающпх регистров, кроме того входы блока сравнения соединены с соответствующими выходами первого накопительного сдвпгаюшсго регистра. а его выхсд соединен с входом блока управления, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно со 1вигаюшими входами первого и второго сдвигаюших регистров, информационные входы ко-.орых соединены с информационными выходами первого и второго накопительных спвпгающих регистров, а выходы младших триггеров — c0 вторыми входами соответственно второго и первого сумматоров-вычитатслей. шестой выход блока управления сoc. lllící с входом блока памяти, выход когорог0 соединен 0 вторым входом третьего с1 ммагора-вьлиптсля.

Недостатком такого ул ройл ва является евь1сокое быстрицей тгие.

698002

1.1ель изобретения -- повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой вычислитель обратного гиперболического тангенса, содержащий три регистра, три сумматора-вычитателя, блок памяти, причем выходы. первого, второго и третьего регистров соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего сумматороввычитателей, выходы которых подключены к 10 входам первого, второго и третьего регистров соответственно, второй вход третьего сумматора-вычитателя соединен с выходом блока памяти, управляющие входы трех сумматоров-вычитателей объединены между собой и соединены с 15 первым выходом второго сумматора-вычитателя, введены два сдвигателя,генератор тактовых импульсов, дешифратор, причем первый выход дешифратора подключен к управляющим входам блока памяти и первого и второго сдви- 20 гателей, первые выходы которых подключены соответственно ко вторым входам второго и первого сумматоров-вычитателей, вход вычислителя подключен к первому входу генератора тактовых импульсов, второй вход которого подключен ко второму выходу дешифратора, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй и третий входы — с выходами соответственно первого и второго сумматоров-вычитателей, 3о г вторые входы первого и второго сдвигателей соед шены с выходами соответствешш первого и второго регистров.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого вычислителя. 35

Она содержит регистры (накопительные) 1, 2, 3, сдвигатели (комбинационные) 4, 5, сумматоры-вычитатели1 6, 7; 8, блок 9 памяти, дешифратор 10, генератор 11 тактовых импульсов, вход 12 вычислителя.

Алгоритм, по которому ведется итерационный процесс вычисления обратного гиперболического тангенса, имеет вид

"Р )

"4+3 М )о9$

45 х, + = х „- (х 2. +

И смен 2

Начальные условия: уо .= ур,хо =- xv, К К, где xv. yv — текущие значения гиперболического вектора, v — номер итерации, причем множество значений этой величины является подмножеством переменной величины j, являющейся номером итерации в прототипе>

pv,--. те конкретные значения j, для которых справедливо

Py =j ° у) (/) -f

Р =,П с1 ПА 1 Kо=о ®

r е (0,1) — конституента единицы, п1 е (01) — коэффициент, указывающий на присутствие или отсутствие доли координаты х в разности Р„..

3 >=Ц9-1,Х92 Рд, (li) Я

3. т,„t=z А"2 х,1> ® ,1 "-1 хр Yv — конечные значения координат гиперболического вектора при вычислении предыдущего значения обратного гиперболического .тангенса от предыдущего аргумента у, t — вычисленное значение обратного гиперболического тангенса, «о=sign7о — оператор поворота вектора, определяющий направление итерационного процесса.

Для обеспечений сходимости алгоритма. на тех итерациях, когда pv = 3U + 1; U = 1, 2,3 ... производится двойной поворот вектора на один и тот же угол arcth 2 .

Вычислитель работает следующим образом.

В регистре 1 значение ф, в регистре 3 знак чение tv из предыдущих вычислений обратного гиперболического тангенса. В регистр 2 заносится значение у обратного гиперболического ангенса, которое необходимо вычислить. По высокому потенциалу, подаваемому на вход 12, генератор 11 начинает выдавать серию тактовых импульсов на дешифратор 10. Значение у заносится в сумматор-вычитатель 7, после чего дешифратор 10 определяет первое число р, характеризующее наибольшую долю в разности у — х> = уо, при которой разность не станоК вится противоположного знака в соответствии с выражениями (4) и (5), В результате определения р1 число хр сдвигается íà H разрядов к вправо и вычитается из уо. Одновременно с этим формируется новое зйачение обратного гиперболического тангенса в соответствии с выражением (1).

Одновременно с этим число у сдвигается вправо на ц разряцов и заносится в сумматорвычитатель 6, в соответствии с выражением (1)

После этого вновь формируется разность уо — xv — 2 < = yi. Лалее определяется чиск ло р2 в соответствии с выражениями (2)

-;(5) и вычисляются новь е значения координат гиперболического вектора. Процесс продолжается до тех пор, пока раэность не станет равной

698002

ЦНИИПИ Заказ 6929(34 Тираж 780 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4 нулю. Результатом этого в регистре 3 будет сформировано значение t обратного гиперболического тангенса величины у, а в регистрах 1,2 координаты гиперболического вектора х и ур и 0 соответственно.

Изобретение позволяет значительно повысить быстродействие вычислителя по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Цифровой вычислитель обратного гиперболического тангенса, содержащий три регистра, три сумматора-вычитателя, блок памяти, причем выходы первого, второго и третьего регистров соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей, выходы которых подключены к входам первого, второго и третьего регистров соответственно, второй вход третьего сумматора-вычитателя соединен с выходом блока памяти, управляющие входы трех сумматоров-вычитателей объединены между собой и соединены с первым выходом второго сумматора-вычитателя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два савигателя, генератор тактовых импульсов. дешифратор, причем первый выход дешифратора подключен к управляющим входам блока памяти и первого и второго сдвигателей, первые выходы которых подключены соответственно ко вторым входам второго и первого сумматоров-вычитателей, вход

10 вычислителя подключен к первому входу гене. ратора тактовых импульсов, второй вход кото рого подключен ко второму выходу дешифратора, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй и

1 третий входы — с выходами соответственно первого и второго сумматоров-вычитателей, вторые входы первого и второго сдвигателей соединены с выходами соответственно первого и второго регистров.

20 Источш ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР К 526890, кл. 6 06 F 7/38, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР К 465630, 25 кл. 6 06 F 7/38, 1976 (прототип).