Устройство для кусочно-линейной аппроксимации

( 9) (1) 51)5 6 06 Е 15/3 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ мой линии, аппроксимирующего э функциональную зависимость по ме именьших квадратос. Аппроксим резка прямой линии провод скользящем режиме по И отсчета ла, которые последовательно и на вход устройства. Устройство с группу последовательно соединенн строе, первый и второй вычитатели тор, первый и второй накапли сумматоры, элементы задержки и тор тактовых импульсов, два умно два делителя на постоянный коэф За счет рекурсивных вычислений лельно-конвейерного режима раб ное устройство обладает повы быстродействием при сравнител больших схемотехнических затрата й инс ССР 983. ССР. 1986.но-линейвычислительпользовано в тки сигналов. урсивное выотрезка пряГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СМ 1092520, кл. 6 06 Е 15/353, 1Авторское свидетельство СЬЬ 1403073, кл. 6 06 Р 15/353,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КУСОЧНОЙ АППРОКСИМАЦИИ(57) Изобретение относится кной технике и может быть исустройствах цифровой обрабоУстройство осуществляет рекчисление двух коэффициентов аданную тоду наация отится в м сигнаоступают одержит ых реги- , суммавеющие генеражителя и фициент.и паралоты даншенным а ьно нех. 1 ил.Изобретение относится к вычисли гг) ьь -ной технике и может быть использовано вустройствах цифровой обработки сигналовс целью сглаживания зашумленных сигналов или линеариэации функциональных зависи мостей.Цель изобретения - упрощение устройства.На чертеже изображена структурнаясхема устройства, иУстройство содержит два регистра 1,вычитатель 2, накапливающий сумматор Э,два умножителя 4 и 5 на постоянный коэффициент, два делителя б и 7 на постоянныйкоэффициент, сумматор 8, вычитагель 9, накапливающий сумматор 1 О, генграьор 11тактовых импульсов, два элемента 12 и "3задержки, группу (Ч - 1) последоватсль ьосоединенных регистров.Устройство реализ ет алгоритм сколь-;:изящей кусочно-линейной аппроксимациифункции или сигнала, заданного в виде па.следовательности его огсчетов в равчыепромежутки времени, Для каждой .очки 1(отсчета в устройстве вычисляются два параметра а и вк линейной аг роксимаоии видау=ак+Ькх, Значения параметров о;резкьпрямой линии определяются по методу наименьших квадратов с использованием Мпоследовательных отсчетсв сигнала для ь 1 ь,каждой точки К т.е. по следующим соотношениям,И - 1са( = - хм - 111- оЗ.М - 1Ь = Х (-) г у - , 4 Г",=о 1 = -где х - к-й отсчет входного сигнала (т,е. 1-е число входной последовательности чисел);= (М - 1)/2. Отсчеты входного сигнал; (фун- -О кции) поступают на вход устройства последовательно, а значения ак и Ьк вычисляют на основе рекуррентных соотношений с ис пользованием результатов вычис. гений дл.(к - 1)-го отсчета. Перед начал)м работы 45 устройства все (й + 1) буферные регистры 1 устанавливаются в "О , Обычно общее число отсчетов входного сигнала пь значительно превышает М - длину отоезка аппроксимации (пьй), Таким абра,".:м, отрезок прямой линии длиной в й отсчетов скользит по сигналу.Устройство работает следу:ощи л образом.В каждом такте работы устройства при 55 поступлении очередного числа (отсчета) хк на вход устройства происходит его запись в первый регистр 1 и перезапись кодов предыдущих отсчетов в Н остальных регистрах. Та;км о 51 ьаэом, в каждом такта на выходе пер".ого регистра 1 имеем значение х, а на выходе (Я+1) - го регистра 1 значение х-;1. Вычисгение значения первого параметра а отрезка прямой линии реализуется на основе следующсго рекуррен гного соотношенияЯк =-ЯК - 1 +х; - х - Н, (2) где 3 к - число на выходе первого накапли.".ающего сумматора 3 в к-м такте работы усгройстьа, равное сумме Й последовательных отсчетов, з Я;,-1 - число на выходе сумматора 3 в преддущем такте. Деление накопленной гуммь, Ь ча М реализуется типично по".ргдсьюм делителя на 6, на вход котор го и" ."упав код 5 к Второй паг)а)лггг: угла:ой коэффициент Ьк также вы исляе;ся с испо гьзование;л рекуррентпогс .ось нмценияС =- С- 1Я +- -- ) к - ы +(3)де С- вь)х )ъ ое зн )сни, ндкаплива 1 ощегсумматор,ь О, к",тсьоо равноС:= (1 -) х,В соотноше 1 ии, ,;мнокение х и х- ; соответс, вую.ц; ьосточн - ые хоэффициан гы реализуется д .1 аннг м у:тройстве таб лл но с испоа.зование 1 л олоков ьостоянной памяь и, В каждол та: ь е работы устройства сумматорвычисляет с мму двх осчетов, нмнське,:.1 иг на соьтветствующие весовые коэффициенты. Вьчитатель 9 реализует .; ьерацию вычитания из полученной суммы значения 3 на выходе накапливающего су;матора 3. Для пол; чения значения Ь деление на постоянный коэффициент, раьный, еализуется таблично с помощью делителя 7.Данное устройство рабо гает в паоаллельно-конвейерном режиме, т.е. вычисления во все составных бло ах устройства проводятся од овременно в ка ядом такте работы устройства, который задается И 11, Для этого в состав комб 11 ььационных схем устройства, таких как вычитатели и сумматор, входят регистры-фиксаторы, в которых фиксируются результаьы вычислений при поступлении синхроимпульсов от ГТИ 11.Например, если в данном такте в накаплизающ.:м сумматоре 3 вычисляется сумма й отсчеьог сигнала Я отчосительно М-го отсчета, о в том же такь е одновременно вычисляется разность ,(хь 1 - х-ц, - )1624479 Состааитель М,ЛогачеваРедактор А.Долинич Техред М.МОрген 1 ал Корректор А.Долинич Заказ 192 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государствен .Ого комитета гс иэобр;.тениям и открс,гиям при Г 7 СТ СССР113035, Москва, ЖРзущская наб., 1/з 1Производственно-издательский ком 5,нат "Патент", г,город, ул,Гагарина, 10 относительно (7 с - 1)-го отсчета, а делитель б таблично реализует деление на 7 ч су лмы Я+ вычисленной относительно к + ",) 1- го отсчета. Таким образом, в каждом такте работы устройства на выходах устройства присутствуют значения двух параметров а и Ь отрезка прямой линии длиной а 7 к 7 точек отсчета входного сигнала, вычисленные относительно отсчетэ х сигнала на входе устройства.Формула изобретения Устройство для кусочно-линеиной ап.,- рОСИМацИИ, СОДЕрКацЕЕ цВЭ рЕГИСГ 1 а, ПЕ; вый вычитатель, яервый накап 1 ивающий сумматор, сумматор, два умножителя нэ постоянный коэффициент, генератор тактовых импульсов, информационный вход устрой ства подключен к входу перв эго регисгра, выход которого соединен с входом умя ьщвемого первого яычнтателя, вход вь;читаемого которого соедин.н с выходом второго регистра, выход первого умножителя на постоянный коэффициент соединен с первым ВХОДОМ СУММатОРа, О 1 Л И Ч а Ю Щ Е Е С Я тЕМ что, с целью упрощения, устройство сод.,: - жит второй накапливающий сумматор, вврой вычитатель. два элемен 1 а задержки, два делителя на постоянный ко-ффициент и группу (М . 1) последовательно, оеди. нных регистров, причем выход первого регистра соед нен с входом первого умножителя на постоянный коэффициент и с входом ; есвого регистраруппы (И - 1) последовательно соединенных регистров. выход по следнего регистра которой соединен свходом второго регистра, выход которого соединен с входом второго умножителя на постоянный коэффициент, выход которого соединен с первым входом сумматора, вто- Д рой зход и выход которого соединены соответствечнс с выходс м первого умножителя на пос 1 оянный козфьициснт и с входом уменьиаема.о,.торого вычитателя, выход ;.го;иго сс:,х,лен с входом гепвого накап лцвающего суммэтсс". сход котс рого соеди,ен с вхо;,ом перес э делителя на поьтоянн 4 и кОэффи 1 м ,нт, ВыхОд которого явля. ся первых в . Одом устрОЙства, вык"первого ычитгтьля соединен с входгм второго, нэкапливак.,сцеггл сумма 1 ора, вы,;Од которогп соединен ". Входом Вычи(аемого второо вь чита. сляереэ два последоват чьно соедине ных элемента задержки к ВХС,У ВтООЪГО РгЛИ 1 Е;Я На ПОСтОЯННЫй О" ЭфАИЦИЕНт, ВЦХПД ХОтОРО;О ЯВЛЯЕТСЯ Чтср нл чь ходоч ус гройств., Выход генратора тактОВых НР".и, льг."д согйинен с синхровхо дами всех регистрс 1, дв. чи-атегей, двух накапливаР).цих умлатс од, сумматора и ;,О дву:, зяеме;гов аможки.