Устройство для поворота вектора с коррекцией

Устройство для поворота вектора с коррекцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30. 09. 80 (21) 2987292/18-24 (51) М. Кд„з с присоединением заявки ¹

С 06 F 7/548

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК б 81. 3 (088. 8) Опубликовано150882. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 150882,. (72) Авторы изобретения

В.М. Денисов и Е.И. Духнич

Новоросийское высшее инженерное. морское училище (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВОРОТА ВЕКТОРА

С КОРРЕКЦИЕЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения на его основе специализированной ЦВМ.

Известны устройства, предназначенные для решения задач, содержащих большое количество тригонометрических величин. Эти устройства содержат регистры, сумматоры-вычистатели и коммутаторы и реализуют известный алгоритм Волдера: операции поворота вектора на плоскости 51).

Недостатком таких устройств является необходимость компенсации деформации дополнительными преобразователями после операции или предварительной деформации вектора с коэффициентом 1/k до операции.

Наиболее близким по функциональным возможностям является устройство поворота вектора, состоящее из регистров, коммутирующих блоков и сумматоров-вычит а тел ей T 2 J .

Недостатком известного устройства является деформация на каждой итерации длины вектора.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства за счет реализации операции поворота вектора с одновременной коррекцией на каждой итерации деформации длины вектора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для поворота вектора с коррекцией, содержащее первый, второй и третий регистры, первый и второй сдвигатели, первый, второй и третий сумматоры-вычитатели, причем разрядные выходы первого и второго регистров соединены с информационными входами соответственно первого и второго сдвигателей, управляющие входы которых соединены с входом номера итерации устройства, первый и второй информационные входы устройства соединены с входами соответственно первого и второго регистров, выходы первого и второго сумматоров-вычитателей соединены с входами соответствующих регистров, первый, второй и третий выходы устройства соединены с выходами соответственно первого. второго и третьего сумматоров-вычитателей, выход третьего сумматора-вычитателя соединен с входом третьего регистра, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора-вычитателя, второй вход которого соединен с третьим информационным входом устройства, управляющие входы

951299

К (1)

1 2

Устройство позволяет получить на

55 каждой итерации истинное значение координат вектора. Оно работает в соответствии со следующими выражения-.

=ßt.1 q . (g 1Ô -ф, .1 )

11Ъ )ч+" ) 1+1 1 1 " ((„z" "x„-g, ",". ) e„.„=е„-- „. av;

65 первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей соединены с входом знака устройства, дополнительно содержит первую и вторую группы по и сумматоров, первую и вторую группы по п вычитателей и первую и вторую > группы по (Zn-1) сумматоров-вычитателей, причем выход первого регистра соединен с первым входом первого вычитателя первой группы, выход i-го вычитателя первой группы (i-1,...,n).10 соединен с первым входом i-ro сумматора первой группы, выход п-ro сумматора первой группы соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя первой группы, выход i-ro сумматора-вычитателя первой группы соединен с первым входом (i-1)-ro сумматора-вычитателя первой группы, выход (Zn-1)-го сумматора-вычитателя первой группы соединен с первым входом первого сумматора-нычитателя, выход второго регистра соединен с первым входом первого вычитателя второй группы, выход i — го вычитателя второй группы соединен с первым входом i-го сумматора .второй .группы, выход n-ro сумматора-второй. группы соединен с первым входом второго сумматора-вычитателя второй группы, выход п-ro сумматора-вычитателя второй группы соединен с первым входом (i-1)-го сумматора-вычи-. тателя второй группы, выход (2n- 1)-го сумматора-вычитателя второй группы соединен с первым входом второго сумматора-вычитателя, выход первого З5 сдвигателя соединены с вторыми входами сумматоров первой группы, вычитателей первой группы, сумматороввычитателей нторой группы и второго сумматора-вычитателя; выходы второго 40 сдвигателя соединены с вторыми входами сумматоров второй группы, вычитателей второй группы, сумматоров-вычитателей первой группы и первого сумматора-вычитателя, управляющие 45 входы сумматоров-вычитателей первой и второй групп соединены с входом знака устройства.

Поворот вектора на каждой итерации производится.на угол, соответст- 5О вующий 29, в этом случае. коэффициент имеет вид:

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит регистры 1, 2 и 3, сдвигатели 4 и 5, первый, второй и третий сумматоры-нычитатели 6, 7 и 8 первый и второй управляющие входы устройства 9 и 16, первый, второй и третий информационные вхо ды устройства 10, 11, 15, первый, второй и третий выходы устройства

12, 13 и 14, первую группу вычитателей 17-17+(п-1), .вторую группу нычитателей 18-18+(п-1), первую группу сумматоров 19-19+(n-1), вторую группу .сумматоров 20-20+(n-1), первую группу сумматоров-нычитателя

21-21+{и-1), 22-22+(n-1), вторую группу сумматоров-вычитателей 2323+ (n-1), Z4-24- (n- 2)..

Выходы регистров 1 и 2 соединены с первыми входами соответственно -вычитателей 17 и 18, выходы вычитателей 17 и 18 соединены с первыми входами сумматоров 19 и 20 и т.д., выходы вычитателей 17+(n-1) и 18+

+(n-1) соединены с первыми входами сумматоров 19+(n-1) и 20+(n-1), выходы которых соединены с первыми нходами соответственно сумматороввычитателей 21 и 23, ныходы сумматоров-вычитателей соединены с .первыми входами следующих соответствующих сумматоров-вычитателей и т.д. до сумматоров-вычитателей 22+{n-2) и (24+(n-2), выходы которых соединены с входами соответствующих сумматороввычитателей 6 и 7. Входы регистров

1 и 2 соединены с входами устройства

10 и 11. Разрядные выходы регистров

1 и 2 соединены с входами сдвигателей 4 и 5, выходы сдвигателя 4 соединены с вторыми входами вычитателей

17-17+(n-1) сумматоров 19-19+(n-1), сумматоров-вычитателей 21, 22,..., 21+(n- 1), 22+(n-2), выходы сдвигагеля 5 соединены с вторыми входами вычигателей 18-18+(n-1), сумматоров

20-20+(п-1), сумматоров-вычитателей

23,24,..., 23+(п-1), 24-(n-2). Выход регистра 3 соединен с первым входом сумматора-вычитателя 8, второй вход которого соединен с входом устройства 15. Выход сумматора-вычитателя 8 соединен с нходом регистра 3 и с выходом устройства 14. Вход устройства

16 соединен с управляющими входами всех сумматоров-вычитателей. Вход устройства 9 соединен с управляющими входами сднигателей 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в регистры 1 и 2 заносятся значения исходных координат вектора X и У, а в регистр

3 значения угла поворота. С началом очередной i-ой итерации значения Х„. и У1 подаются с выходов регистров 1 и

951299

2 в вычитатели 17, 18 и с разрядных выходов подаются в соответствующие сдвигатели,с выходов которых снимаются все значения координат, сдвинутые в соответствии с выражениями (2).

Они предусматриваются в соответствии с выражением (2) к значениям Х„ и Y„..

Для этого служат две группы по п вычитателей, две группы по и сумматоров и две группы по (2и-1) сумматоров-вычитателей. По входу 15 подается значение конатанты 2, которое суммируется в сумматоре-вычитателей 8 с текущим значением B y . По величине

Я„, которая по выходу 14 подается в устройство управления, определяется значение f„.+, используемое на (i-1)-ой итерацйи для управления работой сумматоров-вычитателей. Процесс повторяется до определенного количества итераций или до достижения определенной тфчности в соответствии с 8„. . В конце операции искомые координаты снимаются с выходов

12,и 13.

Эффективность изобретения заключается в сокращении времени вычислений за счет устранения необходимости выполнять операцию умножения для компенсации деформации длины вектора, причем дополнительный расход ., оборудования незначителен, так как практически п. не превышает трехчетырех.

Формула изобретения

Устройство для поворота вектора с коррекцией, содержащее первый, второй и третий регистры, первый и второй коммутаторы, первый, второй и третий сумматоры-вычитатели, причем разрядные выходы первого и второго регистров соединены с информационными входами соответственно первого и второго сдвигателей, управляющие входы которых соединены с входом номера итерации устройства, первый и второй информационные входы которого соединены со входами соответственно первого и второго регистров, выходы первого и второго сумматоров-вычитателей соединены со входами соответствующих регистров, первый, второй и третий выходы устройства соединены с выходами соответственно первого, второго и третье- 55 го сумматоров-вычитателей, выход третьего сумматора-вычитателя соединен со входом третьего регистра, вы-, ход которого соединен с первым входом третьего сумматора-вычитателя, второй60 вход которого соединен с третьим информационным входом устройства, управляющие входы первого, второго и третьего сумматоров-вычитателей соединены со входом знака устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства за счет устранения операции компенсации деформации длины вектора, устройство дополнительно содержит первую и вторую группы по и сумматоров, первую и вторую группы по И вычитателей и первую и вторую группы по 2 и -1 сумматороввычитателей, причем выход первого регистра соединен с первым входом первого вычитателя первой группы, выход ri -ro вычитателя,(где -1,. ..., n) первой группы соединен с первым входом -го сумматора первой группы, выход и-го сумматора первой группы соединен с первым вхо- дом первого сумматора-вычитателя первой группы, выход -го сумматоравычитателя первой группы соединен с первым входом (+ Ц -го сумматоравычитателя первой группы, выход (2и-1 ) -го сумматора-вычитателя первой группы соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, выход второго регистра соединен с первым входом первого вычитателя второй группы, выход -го вычитателя второй группы соединен с первым входом -го сумматора второй группы, выход е --го сумматора второй группы соединен с первым входом второго сумматора-вычитателя второй группы, выход -ro сумматора-вычитателя второй группы соединен с,первым входом

Ц +1) -ro сумматора-вычитателя второй группы, выход (2И-1j-ro сумматоравычитателя второй группы соединен с первым входом второго сумматоравычитателя, выходы первого сдвигателя соединены со вторыми входами сумматоров первой группы,.вычитателей первой группы, сумматоров-вычиталелей второй группы и второго сумматора-вычитателя, выходы второго сдвигателя соединены со вторыми входами сумматоров второй группы, вычитателей второй группы, сумматороввычитателей первой группы и первого сумматора-вычитателя, управляющие входы сумматоров-вычитателей первой и второй групп соединены со входом знака устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 445042 кл. G 06 Р 7/38, 1972.

2. Парини. Система ДИВЙК для режима сложных задач.-"Электроника"

1966 9 18, с. 30-36 (прототип), 951299

Составитель В. Вендель

Редактор К. Волощук . Техред Т;Маточка Корректор Г. Решетник

Заказ 5948/55 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4