Устройство для цифровой обработки сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАН Н АВТОРСНО н памра ГОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф.М.А.Бонч Бруевича(56 ) 1. О. М. Ве 11, 1 . Е. Напц. "А шз.сго з 1 япа 1 РгосеззпЕ Мойц 1 е", 1 ЯЕЕ РгосеейхпК,. "М 1 сго", Тпе 11 Аппца 1 МсгоргоЕгашш 1 п 8 УогЕзйор, Раз 111 с Ргоче Са 11 Гогпха, 1978.2. М. Точпзепй, М. НоГГ, Р.Но 1 ш "Ап АМОН шсгоргосеззог Гог апа 1 оя з 18 па 1 ргосеззпд", 1 ЕЕЕ Тгапз. оп сошрцег, чо 1.С, Р 2, Реогцагу,.1980 (прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход кото рого подключен к счетному входу счет чика, информационный выход которого соединен с адресным входом блока постоянной памяти, выход которого под" ключен к управляющему входу блокаяти, управляющему входу суммато"вычитателя, управляющему входу сдвигового регистра и тактовому вхо" ЯО 1105899 А ЗЕЭ а 06 Р 15 332 Н 03 Н 17 0 ду регистра, и формационный выходкоторого соединен с информационнымвходом блока памяти и информационнымвходом сдвигового регистра, информационный выход которого подключен кпервому информационному входу сумматора-вычитателя, информационный вы"ход которого соединен с информационным входом регистра, а информационный вход и информационный выходблока памяти являются соответственноинформационными входом и выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет перестройки коэффициентов, в него введЬны группа элементов И и мультиплексор, информационный выход которогоподключен к первым входам элементовИ группы, вторые входы которых соответственно соединены с разрядами информационного выхода блока памяти,выходы элементов И группы соответственно соединены с разрядами второго информационного входа сумматоравычитателя, выход блока постояннойпамяти подключен к управляющему вхо.ду мультиплексора, информационныйвход которого является входом задания режима работы устройства.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки и передачи дискретной информации, радиои гидролокации, медицинской и другой аппаратуре, где используются циф ровая Фильтрация и спектральный ана. лиз.Известно устройство для цифровой обработки сигналов, содержащее арифметико-логическое устройство АЛУ), оперативное и постоянное запоминающие .устройства ОЗУ и ПЗУ ), умножитеЛь параллельного типа и буферное устройство, входы АЛУ общей шиной соединены с выходами ОЗУ, буферного устройства и умножителя, а выходы ПЗУ соединены с управляющими входами ОЗУ, умножителя и АЛУ Г 11Недостатком такого устройства являются большие аппаратные затраты, 20 связанные с использованием умножителя параллельного типа, а также невозможность перестройки устройства в процессе работы.Наиболее близким по технической 25 сущности к данному изобретению явля" ется устройство для цифровой обработки сигналов, содержащее сумматор-вычи татель, сдвигатель, ОЗУ, регистры, ПЗУ, счетчик и генератор импульсов, 30 причем один выход ОЗУ непосредственно связан с одним из входов сумматора-вычитателя, а второй выход ОЗУ связан со входом сумматора-вычитателя через сдвигатель, выход сумматора 35 вычитателя через регистр подключен ко входу ОЗУ 21.Сложность этого устройства невелика, так как операция умножения реализуется программным путем в виде сложений вычитаний) и сдвигов, Однако указанное устройство может реализо вать только алгоритмы цифровой обработки с постоянными коэффициентами, так как программа "жестко" записана в ПЗУ и циклически повторяется по ме-: ре поступления входных сигналов, Это н . позволяет использовать такое устройство для реализации цировых Фильтров с переменными коэффициентами или для реализации алгоритмов быстрого преобразования Фурье (БПФ с разбиением на одинаковые подпрограммы, Так, например при реализации Я-точечного алгоритма БПФ Н=2" на основе двух" точечных преобразований используется 55 М/2 различных типов преобразований, каждое иэ которых потребует отдельной подпрограммы. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей устройства за счет перестройки коэффициентов в процессе работы при реализации алгоритмов цифровой обработки сигналов. 65 Поставленная цель достигается тем,что в устройство для цировой обработ"ки сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика, информационный выход которого соединен с адресным входом блока постоянной памяти, выход которого подключен к Управляющему входу блока памяти, управляющему входу сумматора-вычитателя, управляющему вхоцу сдвигового регистра и тактовому входу регистра, информационный выход которого соединен с информационным входом блока памяти и информационным входом сдвиГового регистра, информационный выход которого подключен к первому информационному входу сумматора-вычитателя, информационный выход которого соединен с информационным входом регистра, а информационный вход и информационный выход блока памяти являются соответственно информационными входом и выходом устройства,введены группа элементов И и мультиплексор, информационный выход которого подключен к первым входам элементов И группы, вторые входы которыхсоответственно соединены с разрядамиинформационного выхода блока памяти,выходы элементов И группы соответственно соединены с разрядами второгоинформационного входа сумматора-вы-.читателя, выход блока постоянной памяти подключен к управляющему входумультиплексора, информационный входкоторого является входом задания режима работы устройства.На чертеже изображена структурнаясхема устройства для цифровой обработки сигналов.Устройство содержит сумматор-вычитатель 1, регистр 2, блок памяти 3,сдвиговый регистр 4, блок постояннойпамяти 5, счетчик 6, генератор тактовых импульсов 7, группу элементовИ 8, мультиплексор 9, информационныевход 10 и выход 11, вход задания режима работы 12.Устройство работает следующим образ ом,В данном устройстве можно выделит две части: операционную и управляющую. Б состав операционной части входят сумматор-вычитатель 1, регистр 2, блок 3, сдвиговый регистр 4, группа элементов И 8, а в состав управляющей - генератор тактовых импульсов 7, счетчик 6, блок 5 и мультиплексор 9.Операционная часть предназначена для многократной реализации выражения:у = у2+ 8 х(1) где , х - информационные цифровые сигналы, а, 5 е 1 0,1.С помощью этого выражения можно реализовать любой алгоритм цифровой1105899 Составитель А.БарановТимохина Техред Т.Фанта Корректор В. Гирн едак аказ 5603/39 Тираж 699 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д /5 иал ППП фПатент ул.Проектная,геуж обработки сигналов. Дополнительно введенная группа элементов И 8 выполняет операцию сх из выражения 1), где х - информационный сигнал на выходе блока 3, и тем самым позволяет изменять отдельные разряды коэффициентов в процессе работы устройства. Количество элементов И в группе равно разрядности информационного сигнала х. Операционная часть устройства может быть реализована на универсаль- о ном микропроцессоре. Мультиплексор 9 осуществляет управление группой элементов И в зависимости от сигналов на входе 12 устройства и с выхода блока 5. Генератор тактовых импуль сов 7 и счетчик б служат для организации считывания информации из блока 5. Программа, записанная в блоке 5, управляет работой всего устрой ства, 20Допустим, предлагаемое устройство должно реализовать один из К цифровых фильтров, отличающихся значениями коэффициентов. Тогда в блок 5записывается общая программа дляэтих фильтров, из которой в К шинах хранится информация о значениикоэффициента а из выражения ( 1) накаждом такте программ. Мультиплексор 9 в зависимости от сигнала навходе 12 выбирает одну из К шин, иэтим сигналом осуществляется управление группой элементов И 8. В результате этого предлагаемое устройствовыполняет функцию одного из заданныхК цифровых фильтров. Данное устройство для цифровой обработки сигналов выгодно отличается от прототипа, так как в нем имеется возможность перестройки коэффициентов в процессе работы устройства. Выполнение аналогичных функций в про" тотипе потребует существенного увеличения объема памяти ПЗУ при введении дополнительных элементов управления счетчиком.