Стохастический компаратор

(50 6 енкова трыорых ОСУДАРСТВЕННЫЙ,КОМИТЕТ СССРО делАм изОБРетений и ОткРытий ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им, акад. В.Н. Образцова (53) 681.3(088.8)(56) 1Авторское свидетельство СССР 9 533931, кл. С 06 Р 15/36, 1975.2. Авторское свидетельство СССР 9 732891, кл. С 06 Р 15/36, 1977 (прототип).(54)(57) СТОХАСТИЧЕСКИЙ КОМПАРАТ содержащий первый и второй регис сдвига, информационные входы кот . являются соответственно первым и вторым информационными входами компаратора, третий регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом третьего регистра сдвига, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами последнего разряда третьего регистра сдвига, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, третий и четвертый элементы И, первые входы которых подключены соответстЯО 1043648 А венно к первому и второму информационным входам компаратора, а вторыевходы соответственно к прямому и инверсному выходам последнего разрядатретьего регистра сдвига, второйэлемент ИЛИ, первый и второй входыкоторого соединены с выходами соот-ветственно третьего и четвертогоэлементов И, а выход является выходом компаратора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения,он содержит элемент И-НЕ и первыйи второй элементы НЕ, входы которыхподключены соответственно к первомуи второму информационным входам компаратора, а выходы соединены ,с входами сброса соответственно первогои второго регистров сдвига, прямойвыход последнего разряда первого регистра сдвига соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход кото- Срого соединен с инверсным выходомпоследнего разряда второго регистра асдвига, а выход соединен с вторымвходом первого элемента И, прямойвыход последнего разряда второго регистра сдвига соединен с вторым вхо"дом второго элемента И, третий входкоторого соединен с инверсным,выходом последнего разряда первого ре" СОгистра сдвига. ОЪ.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайных процессов.ИзвестноустроЯство стохастического компаратора, обеспечивающее 5 сравнение уровней вероятностей (Р и Р) появления символа 1 в двух случайных тактированных последовательностях, содержащее регистры сдвига, двоичные счетчики, логичес кие элементы И, ИЛИ и Запрет 11 1,Недостатком этого устройства является. большая аппаратурная слож-, ностьНаиболее близким техническим ре" 15 шением к изобретению является стохастический компаратор, содержащий регистры сдвига, логические элементы И и ИЛИ. Выход второго логического элемента ИЛИ является выходом устройства, а входы подключены к выходам третьего и четвертого логических элементов И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами устройства и информационными входами первого и второго регистров сдвига, а вторые входы - с первыми входами соответственно первого и второго логических элементов И и прямым и инверсным выходами последнего разряда третьего регистра сдвига, вход которого подключен к выходу первого логического элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого и второго логических элементов И 2 3.35Недостатком известного устройства также является большая аппаратурная сложность, обусловленная применением мяоговходовых логических элементов И и множеством их межсоединений с 40 выходами первого и второго регистров сдвига.Цель изобретения - упрощение стохастического компаратора.Поставленная цель достигается 45 тем, что стохастический компаратор, содержащий первый и второй регистры сдвига, информационные входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами компаратора, третий регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом третьего регистра сдвига, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами последнего разряда третьего регистра сдвига, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, третий и четвертый элементы И, первые входы 60 которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам компаратора, а вторые входы соответственно к прямому и инверсному выходам последнего разряда 65 третьего регистра сдвига, второя элемент ИЛИ, первцЯ и второЯ входы которого соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, а выход является выходом компаратора, содержит элемент И-НЕ и первый и второй элементы НЕ, входы которых подключена соответственно к первому и второму информационным входам компаратора, а выходы соединены с входами сброса соответственно первого и второго регистров сдвига, прямой выход последнего разряда первого регистра сдвига соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с инверсным выходом последнего разряда второго регистра сдвига, а выход соединен с вторым входом первого элемента И, прямой выход последнего разряда второго регистра сдвига соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с инверсным выходом последнего разряда первого регистра сдвига.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого компаратора.Компаратор имеет первый 1 и второй 2 инФормационные входы, первыЯ 3 и второй 4 регистры сдвига, первый 5 и второй б элементы НЕ, элемент И-НЕ 7, первый 8 и второй 9 элементы И, первый элемент ИЛИ 10,третий регистр 11 сдвига, третий 12 и четвертый 13 элементы И и второй элемент ИЛИ 14.Первый 1 и второй 2 информационные входы компаратора соединены с первыми входами соответственно третьего 12 и четвертого 13 элементов И, информационными входами соответственно первого 3 и второго 4 регистров сдвига и входами соответственно первого 5 и второго б элементов НЕ, выходы которых подключены к входам гашения соответственно первого 3 и второго 4 регистров сдвига. Прямой выход последнего разряда первого регистра 3 сдвига соединен с первым входом элемента И-НЕ 7, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 8. Второй вход элемента 7 И-НЕ подключен к инверсному выходу последнего разряда второго регистра 4 сдвига, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 9. Третий вход второго элемента И 9 подключен к инверсному выходу последнего разряда первого регистра,3 сдвига. Выходы элементов И 9 и 8 подключены к входам первого элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом третьего регистра 11 сдвига. Прямой и инверсный выходы последнего разряда третьего регистра 11 сдвига соединены соответственно с первыми входами первого 8 и второго 9 элементов И и) 48 15 ИИПИ Заказ 7339/52 Тираж 706 Подписно илиал ППП "Патент", г, Ужгород,ул.Проектная,3вторыми входами сооиетственно третьего )2 и четвертого 3 .лементов И,. выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ 14, выход которого является выходом компаратора. Сравниваемые последовательности с параметрами Р 1 и Р 2 (Р 1 и Р 2 вероятности появления символа 1 во входных случайных тактированных последовательностях) подаются соот 1 ветственно на входы 1 и 2 компара" тора;,на входы логических элементов НЕ 5 и б и далее на входы 6 -разрядных регистров 3 и 4 сдвига. Элемент НЕ обеспечивает сброс регистра всегда, если на входной последовательности появляется символ 0. Таким образом, символ 1 появляется на выходе регистра сдвига только тогда, если в соответст вующей входной последовательности присутствует серия из единиц длиной не менее 1. Таким образом, система, состоящая из регистра сдвига и элемента НЕ, соединенных так, как показано на чертеже, выполняет операцию возведения входной переменной в 6-ю степень. Т.е. на прямых выходах последних разрядов регистров 3 и 4 сдвига вероятности появления символа 1 равны соответственно Рз= Р ,Р Р=Р 2, а на инверсных выходах тея же разрядов, очевидно, 1-Р=1-Р и 1-Р =1-Р, При этом вероятность по 2явления символа 1 на выходе элемента И-НЕ 7 равна Р=1-Р з(1-Р,)= =1 еР "(1-Р ) . Выбором разрядности1 2третьего регистра. 11 сдвига, равной 0, обесПечивается статическая развязка межлу каждым из процессов,действующих на втором входе элемента И 8 и втором и третьем входахэлемента И 9 й, последовательностьюна прямом (также и на инверсном) 5 выходе последнего разряда третьегорегистра 11 сдвига. СледовательноР -Р Р+Р 4 (1-РЗ) (1-Р ), откудаРЕ 1 РЕ(1)Р,-(-Р)р (-е,)где Р - вероятность появлениясимвола "1 в случайнойпоследовательности на прямом выходе последнего разряда регистра 11 сдвига.В зависимости от состояния последнего разряда третьего регистра 11сдвига открывается элемент И 12 или13, обеспечивая передачу через второй элемент ИЛИ 14 на выход схемыодной из сравниваемых последовательностей. Причем, если Р 2Р,передаетсявторая из входных последовательностей, если Р.Р 2.-первая из них.Действительйо, из уравнения (1) видно, что, например, при Р 2Р 1 Рр, :1,а при РР 2 Р р =О. Т е. в схеме предлагаемого компаратора обеспечивается необходимая релейная ха- ЗО рактеристика, как и в схеме известного устройства. Вместе с тем схема предлагаемогокомпаратора экономичнее и проще по 35 числу исйользуемых элементов вычислительной техники и числу связей между ними за счет исключения многовходовых элементов И множества их межсоединений с выходами перво го и второго регистров сдвига.