RU2642381C1 - Digital functional converter - Google Patents
Digital functional converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642381C1 RU2642381C1 RU2017103867A RU2017103867A RU2642381C1 RU 2642381 C1 RU2642381 C1 RU 2642381C1 RU 2017103867 A RU2017103867 A RU 2017103867A RU 2017103867 A RU2017103867 A RU 2017103867A RU 2642381 C1 RU2642381 C1 RU 2642381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- adders
- outputs
- input
- subtracters
- Prior art date
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может найти применение для аппаратной реализации вычисления функций.The invention relates to digital computing and may find application for a hardware implementation of function calculation.
Известен цифровой функциональный преобразователь [А.с. 744595 СССР, 1978], содержащий блок анализа, первый и второй сумматоры-вычитатели, первый и второй регистры и блок управления, причем выход первого регистра соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго регистров и тактовыми входами первого и второго сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены с входами блока анализа, первый выход которого подключен ко входу блока управления, а второй выход соединен с управляющими входами первого и второго сумматоров-вычитателей, выход второго регистра соединен с первым входом второго сумматора-вычитателя, вторые входы первого и второго сумматоров-вычитателей соединены с информационными входами соответственно второго и первого и являются входами преобразователя.Known digital functional Converter [A.S. 744595 USSR, 1978], comprising an analysis unit, first and second adders-subtractors, first and second registers and a control unit, wherein the output of the first register is connected to the first input of the first adder-subtractor, the outputs of the control unit are connected to the control inputs of the first and second registers and the clock inputs of the first and second adders-subtracters, the outputs of which are connected to the inputs of the analysis unit, the first output of which is connected to the input of the control unit, and the second output is connected to the control inputs of the first and second adders the output of the second register is connected to the first input of the second adder-subtractor, the second inputs of the first and second adders-subtracters are connected to the information inputs of the second and first, respectively, and are the inputs of the Converter.
Преобразователь предназначен для вычисления функции частного суммы квадратов на сумму двух аргументов.The converter is designed to calculate the function of the partial sum of squares by the sum of two arguments.
Недостатком известного преобразователя является то, что он не предназначен для вычисления других функций.A disadvantage of the known converter is that it is not intended to calculate other functions.
Наиболее близким к заявляемому является цифровой функциональный преобразователь [А.с. 922760 СССР, 1982], включающий блок анализа, первый и второй сумматоры-вычитатели, первый и второй сдвигающие регистры, блок управления и их связи, дополнительно содержащий третий и четвертый сумматоры-вычитатели и блок хранения констант, причем вход блока хранения констант соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с тактовыми входами третьего и четвертого сумматоров-вычитателей, первые входы которых соединены с выходом блока хранения констант, установочный вход которого соединен с входом установки в единицу преобразователя, выход блока анализа соединен с управляющими входами сумматоров-вычитателей, вторые входы которых соединены с входом установки в ноль преобразователя.Closest to the claimed is a digital functional converter [A.S. 922760 USSR, 1982], including an analysis unit, first and second adders-subtractors, first and second shift registers, a control unit and their communications, further comprising a third and fourth adders-deductors and a constant storage unit, the input of the constant storage unit being connected to the first the output of the control unit, the second output of which is connected to the clock inputs of the third and fourth adders-subtracters, the first inputs of which are connected to the output of the constant storage unit, the installation input of which is connected to the input of the unit the converter, the output of the analysis unit is connected to the control inputs of the adders-subtracters, the second inputs of which are connected to the installation input to zero of the converter.
Его недостатками являются также низкие функциональные возможности вычисления других функций.Its disadvantages are also low functionality for calculating other functions.
Задача изобретения - совершенствование цифрового функционального преобразователя.The objective of the invention is the improvement of the digital functional Converter.
Технический результат - дополнительное расширение возможных для реализации функциональных зависимостей, в частности, за счет функций от четырех аргументов вида и где X, Y, W, S - аргументы функций.The technical result is an additional extension of the possible functional dependencies, in particular, due to functions of four arguments of the form and where X, Y, W, S are the arguments of the functions.
Технический результат достигается за счет того, что каждый информационный вход цифрового функционального преобразователя расщеплен на два независимых друг от друга информационных входа, два из которых связаны со входами первого и второго сумматоров-вычитателей, а два остальных - со входами первого и второго сдвигающих регистров.The technical result is achieved due to the fact that each information input of the digital functional converter is split into two information inputs independent from each other, two of which are connected to the inputs of the first and second adders-subtracters, and the other two to the inputs of the first and second shift registers.
На фиг. приведена блок-схема преобразователя. Преобразователь содержит сумматоры-вычитатели 1-4, сдвигающие регистры 5-6, блок 7 хранения констант, блок 8 анализа и блок 9 управления.In FIG. The block diagram of the converter is shown. The converter contains adders-subtractors 1-4, shifting registers 5-6,
Информационными входами являются четыре входа: X, Y - входы второго и первого сумматоров-вычитателей 2, 1 соответственно и W, S - входы первого и второго сдвигающих регистров 5, 6 соответственно.Information inputs are four inputs: X, Y - inputs of the second and first adders-
Имеются технологические входы: установочный вход блока 7 хранения констант (для записи "1"), стартовый вход (для импульса начала вычисления) и вход "уст. 0" для предварительного сброса в "0" третьего и четвертого сумматоров-вычитателей 3, 4.There are technological inputs: the installation input of the constant storage unit 7 (for writing “1”), the start input (for the pulse to start the calculation) and the input “set 0” for preliminary resetting to the “0” of the third and
Сумматоры-вычитатели 1-4 могут быть выполнены на одноразрядных сумматорах-вычитателях и накопительном сдвиговом регистре. Первый вход одноразрядного сумматора является первым входом сумматора-вычитателя, второй вход которого является информационным входом регистра, выход которого является выходом сумматора-вычитателя. Выход младшего разряда регистра соединен с другим входом одноразрядного сумматора-вычитателя, выход которого соединен с входом старшего разряда регистра. Тактовый вход соединен с входом сдвига регистра. Управляющий вход соединен с входом одноразрядного сумматора-вычитателя, сигнал на котором управляет режимом сложения-вычитания по первому входу. Сумматор-вычитатель может быть реализован также на параллельной комбинационной схеме.Adders-subtractors 1-4 can be performed on single-digit adders-subtracters and a cumulative shift register. The first input of a single-bit adder is the first input of the adder-subtracter, the second input of which is the information input of the register, the output of which is the output of the adder-subtracter. The output of the least significant bit of the register is connected to another input of the single-bit adder-subtracter, the output of which is connected with the input of the highest bit of the register. The clock input is connected to the register shift input. The control input is connected to the input of a single-bit adder-subtracter, the signal on which controls the addition-subtraction mode at the first input. The adder-subtractor can also be implemented on a parallel combinational circuit.
Входами блока 8 анализа являются выходы первого 1 и второго 2 сумматоров-вычитателей, а его выходы соединены с вторым входом блока 9 управления и управляющими входами всех четырех сумматоров-вычитателей 1-4 (режим сложения-вычитания).The inputs of
Блок 7 хранения констант вида 2-(j+1) может быть реализован на сдвиговом рециркуляционном регистре, старший разряд которого соединен со схемой установки единицы, а на вход сдвига регистра подаются сдвигающие тактовые импульсы (второй выход блока управления 9). Блок 7 хранения констант может быть реализован в виде одностороннего запоминающего устройства.The
Работа данного цифрового функционального преобразователя основана на одновременном решении системы рекуррентных разностных уравнений в итерационном процессеThe operation of this digital functional converter is based on the simultaneous solution of a system of recurrent difference equations in an iterative process
где j=0,1,2, …, (n - 1); n - разрядность аргументов.where j = 0,1,2, ..., (n - 1); n is the bit depth of the arguments.
Сходимость этого итерационного процесса (1) - (5) обеспечена при (w + s) ≥ (x - y).The convergence of this iterative process (1) - (5) is ensured for (w + s) ≥ (x - y).
Все уравнения решаются одновременно (Xn в сумматоре-вычитателе 2, Yn в сумматоре-вычитателе 1, Zn в сумматоре-вычитателе 3, оператор qj определяется в блоке 8 анализа, величина х ⋅ 2-(j+1) получается в сдвигающем регистре 5, величина y ⋅ 2-(j+1) получается в сдвигающем регистре 6, величина 2-(j+1) формируется в блоке 7 хранения констант), причем каждое из уравнений может вычисляться либо последовательно, либо параллельно.All equations are solved simultaneously (X n in the adder-
Вычисления в предлагаемом преобразователе осуществляются следующим образом.The calculations in the proposed Converter are as follows.
Перед началом работы в сумматоры-вычитатели 1, 2 устанавливаются первый и второй аргументы Y и X соответственно, а в сдвигающие регистры 5, 6 - третий и четвертый аргументы W w S соответственно.Before starting work, the first and second arguments Y and X, respectively, are set in the adders-
При последовательном принципе вычисления в блок 7 хранения констант заносится единица (старший разряд регистра блока 7 хранения констант). На вторые входы сумматоров-вычитателей 3-4 подается сигнал установки нулевого значения. Затем на блок 9 управления подается стартовый импульс. С первого выхода блока 9 управления на сдвигающие регистры 5-6 и блок 7 хранения констант подается тактовый импульс, который сдвигает значения регистров на один двоичный разряд вправо от двоичной запятой. Затем тактовые импульсы с второго выхода блока 9 управления продвигают содержимое сдвигающих регистров 5-6 и регистры блока 7 хранения констант на входы соответствующих сумматоров-вычитателей 1-4. В последних производится сложение или вычитание поступающих операндов с предыдущими значениями.In the sequential calculation principle, a unit is entered in the constant storage unit 7 (the highest bit of the register of the constant storage unit 7). At the second inputs of the adders-subtracters 3-4, a signal is set to zero. Then, the start pulse is supplied to the
Режим сложения-вычитания на следующей итерации определяется по разности Xj - Yj в блоке 8 анализа. В случае положительной разности (Xj - Yj ≥ 0) с второго выхода блока анализа выдается сигнал qj (в виде уровня напряжения), который определяет сложение в сумматорах-вычитателях 1 и 3 и вычитание в сумматорах-вычитателях 2 и 4. При отрицательной разности (Xj - Yj) в сумматорах-вычитателях 2 и 4 выполняется сложение, а в сумматорах-вычитателях 1 и 3 выполняется вычитание. Изменение сигнала qj производится после выполнения каждой итерации в момент появления тактового импульса на первом выходе блока 9 управления.The addition-subtraction mode at the next iteration is determined by the difference X j - Y j in
После выполнения n итераций вычисления заканчиваются и блок управления 9 перестает выдавать тактовые импульсы. В сумматорах-вычитателях 1-2 содержится значение функции в сумматоре-вычитателе 3 содержится значение функции а в сумматоре-вычитателе 4 содержится значение функции After performing n iterations, the calculations are completed and the
По сравнению с известным предлагаемый преобразователь обладает расширенными функциональными возможностями, поскольку обеспечивает дополнительно вычисление функции , а также вычисление функций и причем время вычисления остается прежним. Расширение функциональных возможностей достигается путем минимальных затрат (добавления только двух сумматоров-вычитателей).Compared with the known, the proposed converter has enhanced functionality, as it provides additional function calculation as well as function calculation and moreover, the calculation time remains the same. The expansion of functionality is achieved through minimal costs (adding only two adders-subtracters).
Предлагаемый преобразователь предназначен для аппаратной реализации вычисления указанных функций, которая находит широкое применение в измерительной технике (для подсчета коэффициента модуляции, определения относительных погрешностей), в радиолокационной технике (например, при нормировании сигналов условных ошибок, при автосопровождении и т.д.), в специализированных вычислителях для научных расчетов и управления технологическими процессами и физическими объектами.The proposed converter is intended for the hardware implementation of the calculation of these functions, which is widely used in measuring technology (for calculating the modulation coefficient, determining relative errors), in radar technology (for example, when normalizing signals of conditional errors, during auto tracking, etc.), specialized calculators for scientific calculations and control of technological processes and physical objects.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103867A RU2642381C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Digital functional converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103867A RU2642381C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Digital functional converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2642381C1 true RU2642381C1 (en) | 2018-01-24 |
Family
ID=61023703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017103867A RU2642381C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Digital functional converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2642381C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991012667A1 (en) * | 1990-02-14 | 1991-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Differential digital/analog converter |
SU1750060A1 (en) * | 1990-03-26 | 1992-07-23 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Модуль" | Digital-to-analog converter |
RU2433528C2 (en) * | 2009-07-28 | 2011-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенская государственная технологическая академия | Digital-to-analogue converter |
-
2017
- 2017-02-06 RU RU2017103867A patent/RU2642381C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991012667A1 (en) * | 1990-02-14 | 1991-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Differential digital/analog converter |
SU1750060A1 (en) * | 1990-03-26 | 1992-07-23 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Модуль" | Digital-to-analog converter |
RU2433528C2 (en) * | 2009-07-28 | 2011-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенская государственная технологическая академия | Digital-to-analogue converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chervyakov et al. | An approximate method for comparing modular numbers and its application to the division of numbers in residue number systems | |
EP3447634B1 (en) | Non-linear function computing device and method | |
US20160313976A1 (en) | High performance division and root computation unit | |
Putra | A novel fixed-point square root algorithm and its digital hardware design | |
GB2522194A (en) | Multiply adder | |
US9851947B2 (en) | Arithmetic processing method and arithmetic processor having improved fixed-point error | |
RU2642381C1 (en) | Digital functional converter | |
RU2353970C1 (en) | Device for simulation of mobile objects exploration catalogue | |
US3290493A (en) | Truncated parallel multiplication | |
CN105404494A (en) | Floating point fusion multiplication and addition method based on interior forward-push, apparatus and processor | |
JPH04270415A (en) | High-performance adder | |
RU2625528C1 (en) | Arithmetic unit | |
US9032009B2 (en) | Multiplier circuit | |
Naregal et al. | Design and implementation of high efficiency vedic binary multiplier circuit based on squaring circuits | |
Tagzout et al. | Arctangent architecture for high speed and high precision data | |
KR100900790B1 (en) | Method and Apparatus for arithmetic of configurable processor | |
US20150261542A1 (en) | Data processing apparatus and method for performing data processing operation with a conditional processing step | |
RU2649955C1 (en) | Functional converter | |
RU2642370C1 (en) | Device for calculating logarithmic functions | |
RU2229742C2 (en) | Device for finding extremum of function by dichotomy method | |
RU2642385C1 (en) | DEVICE FOR CALCULATING arctg Y/X FUNCTION | |
RU2618189C1 (en) | Device for calculating function y=x1/n | |
RU2410746C1 (en) | Method and device for subtracting binary codes | |
RU83636U1 (en) | DIGITAL APPROXIMATOR BASED ON CONTINUOUS PIECE-LINEAR FUNCTIONS WITHOUT PRELIMINARY TABLING OF APPROXIMATION COEFFICIENTS | |
SU633016A1 (en) | Arithmetic device |