166445. lajstromszámú szabadalom • Kör-egyenes generátor
166445 7 8 az iránytangens nem változik. A 204, illetve 205 ÉS-kapuk és a 202, illetve 203 összeadóegységek között 208, illetve 209 VAGY-kapuk vannak elhelyezve, amelyek egy-egy bemenetére a 184, illetve 185 bemenetek csatlakoznak. E bemeneteken keresztül lehet a 153 vezérlőmű hibaelhárító áramköre útján a megfelelő 200, illetve 201 regiszterbe iránytangens értéket beírni. Az ábrázolt kivitel szerint a regiszter zérus tartalmához ilyenkor bináris 1111111110 értéket adunk hozzá. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a dinamikus jelek hatásláncában csupán egy-egy logikai kapu van (206, illetőleg 204, vagy 207, illetőleg 205), ami biztosítja, hogy a nagysebességű működéshez szükséges impulzusok csak kevés késleltetést szenvednek. Ugyanis, ahol az impulzusokat többfokozatú kapukon vezetik keresztül, ott a késleltetés többszörös lesz. Egy kapu késleltetése pl. 10 nsec, ami — 10 MHz-es órajelet véve — a teljes periódusidő 10%-a. Többfokozatú kapusor alkalmazása esetén az órafrekvenciát csökkenteni kellene. A találmány szerinti kör-egyenes generátort grafikus megjelenítő berendezésben alkalmazva, az egész megjelenítő berendezés használhatósága nagymértékben javul, ha az órafrekvencia nagy értéken tartható, mert így a rendelkezésre álló idő alatt, amit a flikkermentes megjelenítési frekvencia 1/20—1/50 mp-re korlátoz, több ábraelemet lehet felvinni a képernyőre. Ugyanakkor a találmány szerinti generátor olcsóbb is, mint az ismert számlálástechnikai berendezések. Az 5. ábra a találmány szerinti kör-egyenes generátor szorzóműveinek és normalizáló egységének egy lehetséges kiviteli alakját szemlélteti. A generátor az egyes vonal szakaszokat (egyenest vagy kört) diszkrét hosszúságú, az x és y tengelyekkel párhuzamos elemi növekményekből építi fel a DDA algoritmusnak megfelelő módon. Mindkét koordinátához tartozik egy-egy 150, illetve 154 szorzómű, melyek az órajel frekvenciájának az iránytangens összetevőivel való szorzatát képezik. Ebből a célból az iránytangens összetevőit a megfelelő szorzóműbe kell vezetni, és a szorzóművekről lejövő impulzussorok, mint elemi elmozdulások sorozatainak szuperpozíciójából adódik a generált vonal. Az ismert felépítésű digitális szorzóművekkel, pl. metahisztémás szorzóművel ellátott kör-egyenes generátoroknál az egyenes szakasz generálási sebessége az egyenes szakasz hosszától, illetve kör sugarától és a digitális szorzóművek regisztereinek hosszától (hány bites a regiszter) függ. A kettő aránya határozza meg a sebességet. így állandó hosszúságú regisztereknél kisebb hosszhoz, illetve sugárhoz a kimenő léptető xlép és ylép impulzusok kisebb generálási sebessége, azaz átlagos frekvenciája tartozik. Látható, hogy ez esetben a generálási sebesség ingadozása következtében minden vonalszakaszt, a legkisebbet és a legnagyobbat is, ugyanannyi ideig generálja a kör-egyenes generátor. A találmánnyal elérendő egyik célunk az volt, hogy a generálási sebességet az egyenes, illetve a kör méretétől függetlenül állandó értéken tartsuk, mégpedig mindig a lehető maximális értéken. így a találmány szerinti generátorral a rendelkezésre álló idő alatt több ábraelemet (egyenest, kört) tudunk generálni. Ezáltal bonyolult, igen sok vonalból álló ábrának megfelelő növekményes jelek is gyorsan képezhetők, ami a generátor használhatóságát nagymértékben növeli. A találmány szerinti megoldásban a kezdeti iránytangens összetevők normalizálás nélkül (eredeti állapotban) kerülnek beírásra a 151 és 155 alaptárolók 200, illetve 201 regisztereibe. A mindenkori nagyobb iránytangens összetevő legnagyobb szignifikáns bitjének helyét a 177 normalizáló 5 egység figyeli, és ennek megfelelően vezérli a 150 és 154 szorzóműveket, hogy azok maximális sebességű léptető xlép és ylép impulzus generálását biztosítsa. Az 5. ábrán szemléltetett kiviteli alak esetén ez úgy történik, hogy az iránytangens komponensek minden-10 kori xO, ... x7, x8, x9, valamint yO, ... y7, y8, y9 bináris értékéből logikai kapuáramkörökből felépített 177 normalizáló egység fO, ... f7, f8, f9 jeleket képez, amelyekkel a 150 és 154 szorzóművekben a túlcsordulás figyelés helyét mindig a lehető legkisebb helyértékre állítja be. 15 A szemléltetett szorzóművek ugyanis metahisztémás elvűek, és az órafrekvencia és a párhuzamosan érkező iránytangens komponens összeszorzása úgy történik, hogy a 220 és 221 regiszterek kezdetben zérus tartalmához 222, illetve 223 összeadóegységek az órafrekvencia 20 ütemében ismételten hozzáadják a megfelelő iránytangens komponens bináris értékét. A 222, illetve 223 összeadóegységben kapott túlcsordulások jelentik a kimenő léptető xlép , illetve yié p impulzusokat. A léptető xiép és yiép impulzusok sorozatának átlagos frekvenciája 25 a szorzás eredménye. A túlcsordulás helyének a példaképpeni 10 bites rendszerben a 10. bitről a 8. bitre való áthelyezése a léptető impulzussorozatok frekvenciájának 22 -nal történő szorzását jelenti. Az ábrán a 177 normalizáló egységet alkotó 10 darab VAGY-kapuból csak 30 a 224—227 VAGY-kapukat, a 9 darab ÉS-kapuból csak a 228—230 ÉS-kapukat tüntettük fel. A 177 normalizáló egység feladatát az alábbi algoritmus szerint végzi. Legyen pl. az iránytangens y irányú összetevőjét jelentő yO, ... y7, y8, y9 bináris szám 35 0010001011, az iránytangens x irányú összetevőjét jelentő xO, ... x7, x8, x9 bináris szám pedig 40 0 0 0 0 10 10 10. Ekkor a 177 normalizáló egység fO, ... 17, f8, f9 kimenetén kapott jel 45 110000000 0, amelynek elemei kielégítik az alábbi összefüggést 50 f1= ( Xi + yi ).f i+1 , ahol 0 ^i s=n, valamint definíciószerűen fn+1 = 1. Természetesen ugyanez a logikai Összefüggés a logikai kapcsolástechnika bármely más realizációjával megvalósít-55 ható (NOR, NAND, és-vagy-nem logikák stb.). A bemutatott példánál a túlcsordulást a 8. bitnél (f7 ) figyeljük, pl. úgy, hogy a 220 és 221 regiszterek X8, X9, illetve Y8, Y9 tárolóelemeire az f8 és f9 kimenetekkel logikai 1 állapotot kényszerítünk, és így összeadás során 60 az X7, illetve Y7 bitnél kapott túlcsordulás már a regiszter túlcsordulását és ezzel léptető impulzust eredményez. Ez az iránytangens összetevőinek 4-gyel (22 ) való szorzását jelenti. A generátor tehát statikusan, minden külső vezérlés nélkül állandóan úgy állítja be a 65 szorzóművek léptéktényezőjét, hogy az egyik koordináta 4
