Пристрій для відтворення полінома вигляду у = ах3+вх2+сх+d

МПК G06F 7/544 Пристрій для відтворення поліному вигляду Передбачуваний винахід відноситься до обчислювальної техніки і може бути використаний у вимірювальних пристроях з апаратурною лінеаризацією функції перетворення, у частковості при лінеаризації характеристик нагнітачів природного газу. Відомий пристрій для відтворення квадратичних поліномів (А.С. СРСР №851405, кл. G06 F 7/522, 1981, БВ №28), який має генератор імпульсів, подільник частоти, лічильників імпульсів , до входу якого підключено вихід подільник частоти, групу елементів І, перші входи яких з'єднані з виходами лічильника імпульсів, групу подільників частоти, лічильник аргументів, групу лічильників, перший вхід кожного із якого з'єднаний із виходом відповідного подільника частоти групи, групи елементів IНЄ, до перших входів кожної із яких підключені виходи відповідного лічильника групи, групу послідовно з'єднаних елементів затримки, вхід якої з'єднаний з другими входами елементів І групи, з тактовими входами подільників частоти групи із тактовим входом лічильника аргумента, виходи розрядів якого підключені до других входів відповідних лічильників, виходи елементів затримки групи, крім останнього, з'єднані з другими входами відповідних груп елементів І-НЄ, суматор, шини першого коефіцієнта, які підключені до інформаційних виходів подільника частоти, шини другого коефіцієнта, які з'єднані з інформаційними входами подільників частоти групи, шини третього коефіцієнта, виходи елементів І групи, виходи елементів І-НЄ груп, шини третього коефіцієнта і останній вихід групи елементів І підключені до входів суматора, вихідні шини, які з^єднані із виходами суматора. 2 Цей пристрій, також як і заявляємий, має чотири лічильника імпульсів і групу елементів І. Однак, відсутність тригерів та інші зв'язки між елементами пристрою ведуть до його ускладнення і зменшення функціональних можливостей - пристрій може відтворювати тільки квадратичний поліном. Найбільш близьким по технічній суті є пристрій для відтворення полінома вигляду у = Ах3 + Вх2 + Сх+ D (А.С. СРСР №1479929, кл. G06F7/544, 1989, БВ №18), яке має перший елемент збіжності, перший лічильник імпульсів, до відраховуючого входу якого підключений вихід першого елемента збігу, перший тригер, другий вхід якого з'єднаний із виходом позики першого лічильника імпульсів , другий і третій елементи збігу, другий лічильник імпульсів, до підсумовуючого і відраховуючого входів якого підключені виходи відповідно другого і третього елементів збігу, другий тригер, другий вхід якого з'єднаний із виходом позики другого лічильника імпульсів, четвертий та п'ятий елементи збігу, третій лічильник імпульсів, до підсумовуючого і відраховуючого входів якого підключені виходи відповідно четвертого і п'ятого елементів збігу, третій тригер, другий вхід якого з'єднаний із виходом позики третього лічильника імпульсів, шостий елемент збігу, другий вхід якого з'єднаний з четвертим входом п'ятого елемента збігу, з першим входом і виходом третього тригера, четвертий лічильник імпульсів, до підсумовуючого входу якого підключений вихід шостого елемента збігу, першу вхідну шину, яка підключена до другого входу першого елемента збігу, до другого входу третього елемента збігу і до третього входу п'ятого елемента збігу, перший вхід якого з'єднаний з першим входом першого елемента збігу, з першим входом і з виходом першого тригера, з першим входом другого елемента збігу, з першим входом третього елемента збігу і з першим входом четвертого елемента збігу, другий вхід якого з'єднаний з першим входом і з виходом другого тригера, з третім входом третього елемента збігу, з другим входом четвертого елементу збігу, з другим входом п'ятого елемента збігу і з першим входом шостого елемента збігу, другу вхідну з шину, яка підключена до другого входу другого елемента збігу, до третього входу четвертого елемента збігу і до третього входу шостого елемента збігу, шини першого, другого, третього і четвертого коефіцієнтів, які підключені до інформаційних входів відповідно першого, другого, третього і четвертого лічильників імпульсів , вихідні шини, які з'єднані з виходами четвертого лічильника Імпульсів. Цей пристрій також, як і заявляємий має чотири лічильника імпульсів , три тригери і шість елементів І. Однак, другі зв'язки між елементами пристрою знижують його швидкодію. В основу передбачуваного пристрою поставлена задача удосконалення пристрою для відтворення полінома вигляду у = Ах3 + Вх2 + Сх + D за рахунок підвищення його швидкодії шляхом зміни зв'язків між елементами пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у відомий пристрій для відтворення поліному вигляду у = Ах3 + Вх2 + Сх + D, який утримує перший і другий двохвходові елементи І, третій, четвертий, п'ятий і шостий елементи І, перший лічильник імпульсів, до відраховуючого входа якого підключений вихід першого елемента І, перший тригер, нульовий вихід якого з'єднаний із першими входами першого, другого, третього і четвертого елементів І, другий лічильник імпульсів, до підсумовуючого входу якого підключений вихід другого елемента І, а до відраховуючого - вихід третього елемента І, другий тригер, нульовий вихід якого з'єднаний із другими входами третього і четвертого елементів І, третій лічильник імпульсів, до підсумовуючого входу якого підключений вихід четвертого елемента І, а до відраховуючого - вихід п'ятого елемента І, третій тригер, нульовий вихід якого з'єднаний з першими входами п'ятого і шостого елементів І, четвертий лічильник імпульсів, до підсумовуючого входу якого підключений вихід шостого елемента І, першу вхідну шину, яка з'єднана із другими входами першого і п'ятого елементів І і з третім входом третього елемента І, другу вхідну шину, яка з'єднана із другими входами другого і шостого елементів І і з третім 4 входом четвертого елемента І, шини першого, шини другого, шини третього і шини четвертого коефіцієнтів, які підключені до інформаційних входів відповідно першого, другого, третього і четвертого лічильників імпульсів, установочну шину, яка з'єднана з входами запису інформації першого, другого, третього і четвертого лічильників імпульсів і з входами скидання першого, другого і третього тригерів, вихідні шини якого з'єднані із виходами четвертого лічильника імпульсів , згідно винахіду введено джерело нульового сигналу, третій і четвертий елементи І виконані чотирьохвходовими, а п*ятий і шостий - двохвходовими, перший і другий тригери виконані типу RS, а третій - універсальним (D і RS-типу), вихід позики першого лічильника імпульсів підключений до S - входу першого тригера, вихід позики другого лічильника імпульсів з'єднаний із S-входом другого тригера і з С-входом третього тригера, нульовий вихід якого підключений до четвертих входів третього і четвертого елементів І, джерело нульового сигналу підключений до D-входу третього тригеру, S-вхід якого з'єднаний із виходом позики третього лічильника імпульсів Впровадження джерела нульового сигнала і нових зв'язків між елементами пристрою дозволяють підвищити швидкодію пристрою На кресленнях приведена фукціональна схема заявлюємого пристрою Пристрій для відтворення поліному вигляду у = Ах3 + Вх2 + Сх - D має перший 1, другий 2, третій 3, четвертий 4, п'ятий 5 і шостий елементи І, перший 7, другий 8, третій 9, і четвертий 10 лічильники імпульсів, вихід елемента І 1 підключений до відраховуючого входу лічильника імпульсів 1, виходи елементів І 2 підключені до підсумовуючого і до відраховуючого входів відповідно лічильника імпульсів 8, виходи елементів І 4 та І 5 підключені до підсумовуючого і до відраховуючого входів відповідно лічильника імпульсів 9, вихід елемента І б, який з'єднаний із підсумовуючим входом лічильника імпульсів 10, перший тригер 11, до другого входу якого підключений позики лічильника імпульсів 7, другий тригер 12, третій вихід 5 тригер 13, перший вхід якого з'єднаний із другим входом тригера 12 і з виходом позики лічильника імпульсів 8, першу вхідну шину 14, яка підключена до других входів елементів І 1 та І 3 і до першого входу елемента І 5, другий вхід якого з^єднаний із виходом тригера 13, з першим входом елемента І 6, з третім входом елемента І 3 та з третім входом елемента І 4, другий вхід якого з'єднаний з першими входами елементів І 1, І 2, І 3 та з виходом тригера 11, другу вхідну шину 15, яка підключена до других входів елементів І 2 та І 6 і до четвертого входу елемента І 4, перший вхід якого з'єднаний з четвертим входом елемента І 3 та з виходом тригера 12, установочну шину 16, яка підключена до виходів запису інформації лічильників імпульсів 7, 8, 9 і 10, до перших входів тригерів 11 та 12 і до другого входу тригера 13, до третього входу якого підключений вихід позики лічильника 9, шини першого коефіцієнта 17, які з'єднані із інформаційними входами лічильника імпульсів 7, шини другого коефіцієнта 18, які підключені до інформаційних входів лічильника імпульсів 8, шини третього коефіцієната 19, які з'єднані із інформаційними входами лічильника імпульсів 9, шини четвертого коефіцієнта 20, які підключені до інформаційних входів лічильника імпульсів 10, джерело нульового сигналу 21, який з'єднаний з четвертим входом тригера 13, вихідні шини 22, до яких підключені виходи лічильника імпульсів 10. В схемі, приведеній на кресленні лічильники і тригери працюють таким чином. Лічильники імпульсів 7, 8, 9, і 10 по підсумовуючим і відраховуючим входам працюють по переднім фронтам імпульсів, які надходять на них. На виході позики (вихід "BR") лічильників 7, 8, і 9 з'являється нульовий сигнал при нульовому вмісті лічильника і при відсутності імпульса на відраховуючому вході. При надходженні імпульса нульового рівня на вхід запису інформації (вхід "WR") в лічильники імпульсів 7, 8, 9, і 10 записується код, який знаходиться на інформаційних ("Д") входах цього лічильника. Перший і другий входи тригерів 11 і 12 є відповідно входом скиду і входом установки ц одиничне положення. Перший, другий, третій і четвертий входи тригера 13 б є відповідно тактовим входом, входом скиду, входом установки в одиничне положення та інформаційним входом. Тригери 11, 12 і 13 по входу установлення в одиничне положення і по входу скиду працюють від нульових сигналів. Тригер 13 по тактовому вході працює від перепада сигналу 1 - 0. Перший і третій входи елемента І 3 і другий та третій входи елемента 14 є інверсними. На шину 14 подаються імпульси з періодом Ті, на шину 15 - з періодом Тг. На шину 16 под ється установочний імпульс нульового рівня, після закінчення якого пристрій починає працювати. На вихідні шини 22 видається значення полінома при заданих значеннях коефіцієнтів. На шини 17 подається код коефіцієнта А, на шини 18 - коефіцієнта В, на шини 19 - коефіцієнта С, на шини 20 - коефіцієнта D. Джерело сигнала 21 являє собою нульову шину джерела живлення. Пристрій для відтворення полінома вигляду у = Ах3 + Вх2 + Сх + D працює таким чином. В початковому стані лічильники імпульсів 7, 8, 9 і 10 знаходяться в довільному положенні, тригери 11, 12 і 13 знаходяться в одиночному положенні, на шини 14 і 15 поступають імпульси, але вони не проходять через елементи І 1,1 2,1 З, І 4,1 5 і І 6. Для включення пристрою в роботу на шину 16 подається імпульс нульового рівня, який встановлює тригери 11, 12 і 13 в нульове положення і записує в лічильники імпульсів 7, 8, 9 і 10 коди, які знаходяться на шинах 17, 18, 19 і 20 відповідно, тобто коди коефіцієнтів А, В, С і D. При установці в нульове положення тригера 11 відкриваються елементи І 1 і І 2 і закриваються по першому вході елемент І 3 і по другому входу елемент І 4. При установці в нульове положення тригера 12 відкриваються по першому входу елемент І 4 і по четвертому входу елемент І 3. При установці в нульове положення тригера 13 відкриваються елементи І 5 і І 6 і закриваються по третім входам елементи І 3 і І 4. Таким чином, при установці в нульове 7 положення тригерів 11, 12 і 13 відкриваються для пропуска імпульсів елементи І 1,1 2,1 5 і 16. Після закінчення імпульса на шині 16 починається перший етап роботи пристрою, в якому формуються паралельно в часі інтервали А*Ті і ОТі, заповняємі імпульсами з періодом Тг- Через елемент І 1 імпульси з періодом Ті поступають на відраховуючий вхід лічильника імпульсів 7. Після закінчення А- го імпульса на відраховуючому вході лічильника 7 на його виході зчявляється нульовий сигнал, встановлюючий тригер 11 в одиничне положення, при цьому закриваються елементи 11 і 12 і відкриваються по першому входу елемент 13 і по другому входу елемент 14. За час від момента закінчення імпульса на шині 16 і до установки тригера 11 в одиничне AT положення через елемент І 2 на підсумковий вхід лічильника імпульсів 8 надійде —— AT імпульсів і, відповідно, в лічильникові 8 буде записаний код числа N'X1 - —~- + В. м Через елемент І 5 імпульси з періодом Ті поступають на відраховуючий вхід лічильника імпульсів 9. Після закінчення С-го імпульса на відраховуючому вході лічильника 9 на його виході з'являється нульовий сигнал, який встановлює в одиничне положення тригер 13, при цьому закриваються елементи І 5 і І 6 і відкриваються по третім входам елементи ІЗ і І 4. За період від момента закінчення імпульса на шині 16 і до встановки тригера 13 в одиничне положення на підсумовуючий вхід лічильника СТ імпульс ів 10 поступить N2 X1 = —- + D. В мить, коли в одиничному положенні 2 опиняються і тригер 11, і тригер 13 відкриваються повністю елементи І 3 і І 4, закінчився перший етап роботи пристрою починається другий етап. Через елемент І 3 імпульси з періодом Ті поступають на відраховуючий вхід лічильника імпульсів 8. Після закінчення N'x i-ro імпульса на відраховуючому вході лічильника 8 на його виході з являється нульовий сигнал, встановлюючий в одиничне положення тригер ІЗ (по тактовому входу), при цьому закриваються елементи І 3 і І 4 і відкриваються елементи І 5 і І 6. Закінчився другий етап роботи пристрою і починається третій етап роботи. За період другого етапу роботи через елемент І 4 на підраховуючий вхід лічильника імпульсів 9 надійде ----- ~~-------- імпульсів і, отже, в лічильникові 9 буде записаний код числа N^2 = Г Гі 2 1 А(—) + В— .В час третього етапу роботи пристрою відкриті тільки елементи І 5 та І 6. Через елемент ї 5 імпульси з періодом Ті поступають на відраховуючий вхід лічильника імпульсів 9. Після закінчення NX2 - імпульса на відраховуючому вході лічильника 9 на його виході з'являється нульовий сигнал, який встановлює тригер 13 в одиничне положення. Закінчився третій етап роботи пристрою. За термін третього етапа роботи через елемент І 6 на -------------— ------- підсумовуючий вхід лічильника імпульсів 10 поступить імпульсів і, отож, в лічильникові 10 буде записаний код числа Т Т Т А ( — ) + В ( — ) + C — + D , т о б то з н а че н н я п о л ін ом а Т2 Т2 Т2 і у = А х + В х + С х + D , п ри за дани х з на чен ня х к ое ф іц ієн тів А , В, С і D і вс тан о в ленн и х зна че ння х Т ] і Тг . Екс пе рим ен та льн і дос ліджен ня ма ке та зая в ляе м ог о п рис трою п ок аза ли й ог о пра цез да тн іс ть і п ідви щен ня й о г о шв и дк о дії в п о р івн ян ні з п р о то тип о м , так я к час о бчис ле нн я з на чен ня п о лін о ма п р о то тип у є т т ! т т^ 2 т^ t n p = A. T, + (А- !- + В) Г І +(Л (- - ) +S- J- + Q 7- , = (А +B + QT,+ (А + В)^ +А-^ 2 а термін обчислення значення полінома заявляємий пристрієм складає t, =( тахЛ , ОГ, +(А^ 1 де (тахА, С) - більший із коефіцієнтів А і С, тоб то час затрачуємий заявляємим пристроєм на обчислення значення полінома меньше ніж час, затрачуємий прототипом на (min А, С) ТІ, де (min А, С) меньший із коефіцієнтів А і С. Пристрій для відтворення поліному вигляду 32 D Автори: Бантюков Є.М . Волчков I.I. Коток В.Б, Челомбітько Г.О. Олексюк О.В.