Пристрій для обчислення показникової функції

1. Пристрій для обчислення показникової функції, який містить три регістри і блок завдання констант, причому інформаційні входи пристрою з'єднані з інформаційними входами першого регістра, виходи другого регістра з'єднані з інформаційними входами третього регістра, керуючі входи пристрою з'єднані з адресними входами блока завдання констант, який відрізняється тим, що в нього додатково введені два комутатори, блок множення, елемент АБО і блок керування, перший вихід якого з'єднаний з установочними входами першого, другого і третього регістрів, другий 2 (19) 1 3 76203 4 блока керування, вихід другого елемента затримлічильника і шостим виходом блока керування, ки з'єднаний з установочним входом тригера, вихід переповнення лічильника через третій елепрямий вихід якого з'єднаний із другим входом мент затримки з'єднаний із другим входом перпершого елемента І, першим входом другого шого елемента АБО, керуючий вхід генератора елемента І та четвертим виходом блока керуванодиночного імпульсу з'єднаний з виходом другого ня, другий вхід другого елемента І з'єднаний з ключа, шина логічного нуля з'єднана з першими виходом першого елемента НІ, вихід другого входами першого і другого ключів і з входом друелемента І з'єднаний з другим входом третього гого елемента НІ, вихід якого з'єднаний з другими елемента АБО, вихід якого з'єднаний з п'ятим входами першого і другого ключів, перший і друвиходом блока керування, вихід першого елемегий входи комутатора з'єднані відповідно з вихонта І з'єднаний з другим входом другого елемендом другого елемента НІ і з шиною логічного нута АБО, вихід якого з'єднаний з лічильним входом ля. Винахід відноситься до обчислювальної техніки і може бути використаний в обчислювальних пристроях і пристроях цифрової автоматики для обчислення показникової функції у=аx. Відомий пристрій для обчислення показникової функції, який містить дванадцять регістрів, чотири суматора, чотири блоки зсуву, блок аналізу знака, вісім мультиплексорів, блок аналізу аргументу і блок формування початкових умов [1]. Основний недолік відомого пристрою полягає в складності його реалізації. Відомий пристрій для обчислення показникової функції, що містить два регістри зсуву, суматор, два тригери, три елементи І, елемент АБО й елемент затримки [2]. Основний недолік цього відомого пристрою полягає в його низькій швидкодії, викликаною послідовним способом обробки інформації. Найбільш близьким до винаходу є пристрій для обчислення показникової функції, описаний у роботі [3]. Пристрій містить п'ять регістрів, два суматора, квадратор, зсувач і три постійних запам'ятовуючих пристроїв, причому, вхід пристрою з'єднаний із входом першого регістра, виходи якого з'єднані з входами першого постійного запам'ятовуючого пристрою і через послідовно з'єднані" другий і третій регістри з входами другого та третього постійних запам'ятовуючих пристроїв, виходи першого постійного запам'ятовуючого пристрою і першого регістра з'єднані з входами першого суматора, вихід якого через четвертий регістр з'єднаний із входом квадратора, з'єднаного через п'ятий регістр з інформаційним входом зсувача, керуючий вхід якого з'єднаний з виходом другого постійного запам'ятовуючого пристрою, виходи третього постійного запам'ятовуючого пристрою і зсувача з'єднані з входами другого суматора, вихід якого з'єднаний з виходом пристрою. Основний недолік прототипу викликаний низькою точністю апроксимації показникової функції за допомогою обчислення зворотної функції 1 . Така апроксимація можлива тільки в дуже x 1 обмеженому діапазоні зміни аргументу. Розши рення діапазону зміни аргументу вимагає його розбивки на кілька десятків сегментів, послідовне відпрацьовування яких у стільки ж разів знижує швидкодію пристрою. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення пристрою для обчислення показникової функції шляхом введення в пристрій, який містить три регістри і блок завдання констант, додатково двох комутаторів, блоку множення, елемента АБО і блоку керування, що дозволяє забезпечити підвищення швидкодії пристрою при розширенні діапазону зміни аргументу. Поставлена задача удосконалити винахід вирішується тим, що в пристрій для обчислення показникової функції, який містить три регістри і блок завдання констант, причому інформаційні входи пристрою з'єднані з інформаційними входами першого регістра, виходи другого регістра з'єднані з інформаційними входами третього регістра, керуючі входи пристрою з'єднані з адресними входами блоку завдання констант, згідно з винаходом додатково введені два комутатори, блок множення, елемент АБО і блок керування, перший вихід якого з'єднаний з установочними входами першого, другого і третього регістрів, другий вихід блоку керування з'єднаний з керуючим входом прийому інформації першого регістра, керуючий вхід видачі інформації якого з'єднаний з першим входом елемента АБО і з третім виходом блоку керування, виходи першого регістра з'єднані з першою групою входів першого комутатора, виходи якого з'єднані з першою групою входів блоку множення, виходи блоку завдання констант з'єднані з першою групою входів другого комутатора, виходи якого з'єднані з другою групою входів блоку множення, керуючі входи першого і другого комутаторів з'єднані з четвертим виходом блоку керування, п'ятий вихід якого з'єднаний з керуючим входом прийому інформації другого регістра і з керуючим входом видачі інформації третього регістра, шостий вихід блоку керування з'єднаний з керуючим входом видачі інформації другого регістра і з керуючим входом прийому інформації третього регістра, виходи якого з'єднані з другими групами входів 5 76203 6 першого і другого комутаторів, передостанній першою групою входів комутатора 6, виходи яковихід блоку множення з'єднаний з другим входом го з'єднані з другою групою входів блоку 7 мноелемента АБО, вихід якого з'єднаний з передосження. Керуючі входи першого і другого комутатаннім інформаційним входом другого регістра, торів 5, 6 з'єднані з четвертим виходом блоку 8 всі інші інформаційні входи якого з'єднані з відпокерування. Виходи блоку 7 множення, крім перевідними виходами блоку множення, блок керудостаннього, з'єднані з інформаційними входами вання містить генератор тактових імпульсів, герегістра 2. Перший вихід блоку 8 керування з'єднератор одиночного імпульсу, лічильник, наний з установочними входами регістрів 1, 2 і 3. комутатор, два ключі, тригер, три елементи заДругий вихід блоку 8 керування з'єднаний з керутримки, два елементи І, три елементи АБО і два ючим входом прийому інформації регістра 1, кеелементи НЕ, причому вихід генератора тактових руючий вхід видачі інформації якого з'єднаний з імпульсів з'єднаний з інформаційним входом гепершим входом елемента АБО 9 і з третім вихонератора одиночного імпульсу, входом першого дом блоку 8 керування. П'ятий вихід блоку 8 кеелемента НЕ і першим входом першого елемента рування з'єднаний з керуючим входом прийому І, вихід першого ключа з'єднаний з першим вихоінформації регістра 2 і з керуючим входом видачі дом блоку керування, керуючим входом лічильінформації регістра 3. Шостий вихід блоку 8 керуника і першим входом першого елемента АБО, вання з'єднаний з керуючим входом видачі інфовихід якого з'єднаний із входом скидання тригера, рмації регістра 2 і з керуючим входом прийому установочні входи лічильника з'єднані з виходами інформації регістра 3. Передостанній вихід блоку комутатора, вихід генератора одиночного імпуль7 множення з'єднаний з другим входом елемента су з'єднаний із входом першого елемента затриАБО 9, вихід якого з'єднаний з передостаннім мки, першим входом другого елемента АБО і друінформаційним входом регістра 2. Інформаційні гим виходом блоку керування, вихід першого входи регістра 1 з'єднані з інформаційними вхоелемента затримки з'єднаний із входом другого дами 10 пристрою. Керуючі входи 11 пристрою елемента затримки, першим входом третього з'єднані з адресними входами блоку 4 завдання елемента АБО і третім виходом блоку керування, констант. вихід другого елемента затримки з'єднаний з Блок 8 керування (Фіг.2) містить генератор 12 установочним входом тригера, прямий вихід якотактових імпульсів, генератор 13 одиночного імго з'єднаний із другим входом першого елемента пульсу, лічильник 14, комутатор 15, ключі 16 і 17, І, першим входом другого елемента І та четвертригер 18, елементи затримки 19-21, елементи І тим виходом блоку керування, другий вхід друго22, 23, елементи АБО 24-26, елементи НЕ 27, 28, го елемента ί з'єднаний з виходом першого елепершу-шосту шини 29-34 блоку 8 керування і шимента НЕ, вихід другого елемента І з'єднаний з ну 35 логічного нуля. Вихід генератора 12 тактодругим входом третього елемента АБО, вихід вих імпульсів з'єднаний з інформаційним входом якого з'єднаний з п'ятим виходом блоку керувангенератора 13 одиночного імпульсу, входом еленя, вихід першого елемента І з'єднаний з другим мента НЕ 27 і першим входом елемента І 22. Вивходом другого елемента АБО, вихід якого з'єдхід ключа 16 з'єднаний з першим виходом 29 наний з лічильним входом лічильника і шостим блоку 8 керування, керуючим входом лічильника виходом блоку керування, вихід переповнення 14 і першим входом елемента АБО 24, вихід яколічильника через третій елемент затримки з'єдго з'єднаний із входом скидання тригера 18. наний із другим входом першого елемента АБО, Установочні входи лічильника 14 з'єднані з вихокеруючий вхід генератора одиночного імпульсу дами комутатора 15. Вихід генератора 13 одиноз'єднаний з виходом другого ключа, шина логіччного імпульсу з'єднаний із входом елемента ного нуля з'єднана з першими входами першого і затримки 19, першим входом елемента АБО 25 і другого ключів і з входом другого ' елемента НЕ, другим виходом 30 блоку 8 керування. Вихід вихід якого з'єднаний з другими входами першого елемента 19 затримки з'єднаний із входом елеі другого ключів, перший і другий входи комутамента 20 затримки, першим входом елемента тора з'єднані відповідно з виходом другого елеАБО 26 і третім виходом 31 блоку 8 керування. мента НЕ і з шиною логічного нуля. Вихід елемента 20 затримки з'єднаний з устаноНа Фіг.1 представлена структурна схема привочним входом тригера 18, прямій вихід якого строю для обчислення показникової функції. На з'єднаний із другим входом елемента І 22, перФіг.2 представлена структурна схема блоку керушим входом елемента І 23 і четвертим виходом вання. 32 блоку 8 керування. Другий вхід елемента І 23 Пристрій для обчислення показникової функз'єднаний з виходом елемента НЕ 27. Вихід елеції Фіг.1 містить регістри 1-3, блок 4 завдання мента І 23 з'єднаний із другим входом елемента констант, перший і другий комутатори 5, 6, блок 7 АБО 26, вихід якого з'єднаний із п'ятим виходом множення, блок 8 керування, елемент АБО 9, 33 блоку 8 керування. Вихід елемента І 22 з'єдінформаційні входи 10 пристрою, керуючі входи наний із другим входом елемента АБО 25, вихід 11 пристрою. якого з'єднаний з лічильним входом лічильника Виходи регістра 1 з'єднані з першою групою 14 і шостим виходом 34 блоку 8 керування. Вихід входів комутатора 5, виходи якого з'єднані з перпереповнення лічильника 14 через елемент 21 шою групою входів блоку 7 множення. Виходи затримки з'єднаний із другим входом елемента регістра 2 з'єднані з інформаційними входами АБО 24. Керуючий вхід генератора 13 одиночного регістра 3, виходи якого з'єднані з другими груімпульсу з'єднаний з виходом ключа 17. Шина 35 пами входів першого і другого комутаторів 5, 6. логічного нуля з'єднана з першими входами клюВиходи блоку 4 завдання констант з'єднані з чів 16, 17 і з входом елемента НЕ 28, вихід якого 7 76203 з'єднаний із другими входами ключів 16, 17. Перший і другий входи комутатора 15 з'єднані відповідно з виходом елемента НЕ 28 і із шиною 35 логічного нуля. Пристрій для обчислення показникової функції працює таким чином. Початковий стан пристрою встановлюються ключем 16, який може бути виконаний у виді кнопкового перемикача, блоку 8 керування. Сигнал логічного нуля з шини 35 блоку 8 керування формує сигнал логічної одиниці на виході елемента НЕ 28, ключа 16, першому виході 29 блоку 8 керування, що надходить на установочні входи регістрів 1-3, установлюючи їх у нульові стани. Вихідний сигнал елемента НЕ 28 через ключ 16 надходить через елемент АБО 24 на вхід скидання тригера 18, установлюючи його в нульовий стан. Алгоритм роботи пристрою описується наступним виразом m -m (1) y a x (1 C x )2 , 0