Устройство для выделения экстремальных чисел

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оч 1 00307 О(22)Заявлено 22.09.81 (2) 3340296/18.-24 1) М, Кп. с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 06 Р 7/02 Государственный комитет1 СССРио делам изобретенийн открытий 33 УДК 681. 325.(088. 8) Опубликовано 07 03 83.Бюллетень Мо 9 Дата опубликования описания 07.0383(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕИАЛЬНЫЧИСЕЛ 0 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств для выделения локальных максимумов из множества сравниваемых чисел.Известно устройство для выделения экстремального из о а-разрядных двоичных чисел, содержащее в и- входовых элементов ИЛИ, и и-разрядных регистров, по в трехвходовых элементов И и одному а-входовому элементу ИЛИ на каждое из двоичных чисел. Выделение экстремального числа в устройстве производится поразряд-. ным сравнением, осуществляемым по управляющим тактовым сигналам за а шагов 1)Недостатком указанного устройства является малое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для выделения экстремального из и в-разрядных двоичных чисел, содержащее и в-разрядных регистров на триггерах, выходы триггера каждого 1-го разряда )-го регистра (где 1=1, 2 в, 3=.1,2 п) соединены с информационнйми входами (и 3)-узла анализа. Узел анализа состоит из трех элементов И, причем первые входыпервогои второго элементов И соединены спервым управляющим входом узла, аих вторые входы - с информационнымивходами узла, выход первого элемента И подключен. к первому выходу узла, выход второго элемента И соеди"нен с первым входом третьего элемента И и с вторым выходом узла, второйи третий входы третьего элемента Иподключены к второму и третьему управляющим входам узла, а выход третьего элемента И соединен с третьимвыходом узла, первый выход каждого(1 Х)-го узла анализа соединен с1-м входом 1-го элемента ИЛИ первойгруппы, второй выход каждого (Ь 3) -гоузла анализа подключен к )-му входу 1-го элемента ИЛИ второй группы.В устройство также входят и дополнительных триггеров, группы элементов И-НЕ, И, группа элементов ИЛИпричем выход каждого 1-го элементаИЛИ первой группы соединен с первым входом 1-го элемента И-НЕ группы, с 1-м информационным выходом уст.ройства и с первым управляющим входом 1-х узлов анали:а. Выход каждого 1-го элемента ИЛИ второй группыподключен к второму входу 1-го эле 1003070мента И-НЕ группы, третий выход каждого (и 3)-го узла анализа соединен с -м входом 3-го элемента ИЛИ третьей группы, выход каждого 1-го элемента ИЛИ третьей группы подключен к входу установки в нулевое состояние -го дополнительного триггера, прямой выход каждого -го дополнительного триггера соединен с, -м выходом управления устройства и с вторым управляющим входом -х уз лов анализа, выход каждого 1-го элемента И-ЙЕ группы подключен к первому входу 1-го элемента И группы, выход каждого из которых соединен с третьим управляющим входом,. 15 (1+1)-х узлов анализа и с вторым входом (1+1)-го элемента И группы, вход управления устройства подключен к второму входу первого элемента И группы и третьему управляющему воду узла. анализов первых разрядов всех регистров 21.Недо"татком укаэанного устройства являются узкие функциональные возможности.25Цель изобретения - расширение ,функциональных возможностей устройства путем обеспечения выделение локально-максимальных значений чисел.поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения экстремальных чисел, содержащее и узлов сравнения, каждый из которых состоит из регистра, элемента И, узла связи, состоящего из двух элемен- З тов ИЛИ, причем выход. блокировки каждого 1-го узла сравнения, где 1 = 1, 2 и, соединен с управляющим входом (+1)-го узла сравнения, первый и второй выходы переносов, каж дого 1-го узла сравнения подключены к первому и второму входам переносов (1-1)-го узла сравнения, вход опроса устройства соединен Ф,первым входом элемента И каждого зла.сравнениц выход элемента И каждого 1-го узла . сравнения подключен к 1-му адресному выходу устройства, введены .щ узлов коммутации, каждый из которых состоит из элемента ИЛИ и двух эле-, 50 ментов И, и схема сравнения, состоя- щая нз двух триггеров и трех элемен тов И, причем прямой и инверсный выходы каждого 3-го разряда, где1, 2 щ, щ-количество разрядов в сравниваемых числах, соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно 3-го узла коммутации, выход элемента И каждого 1-го узла сравнения подключен к первому входу элемента ИЛИо каждого узла коммутации 1-го узла сравнения, каждый 3-ый вход тактовых сигналов устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 3-го узла коммутации всех узлов сравнения, вы ход элемента ИЛИ каждого 3-го узла коммутации Подключен к вторым входам элементов И 3-го узла коммутации, выход первого и второго элементов И каждого -го узлакоммутации каждого 1-го узла сравнения соединен с -м входом первого ивторого элементов ИЛИ узла связи соответственно 1-го узла сравнения, выходы первого и второго элементов ИЛИ узла связи каждого 1-го узла сравнения подключены к первым входам первого и второго элементов И схемы сравнения 1-го узла сравнения, выходы первого и второго .элементов ИЛИ узла связи 1-го узла сравнения соединены с вторым и первым выходами переносов соответственно 1-го узла сравнения, первый и второй входы переносов каждого 1-го узла сравнения подключены к вторым входам первого и второго элементов И схемы сравнения 1-го узла сравнения, выходы первого и второго элементов И схемы сравнения каждого 1-го узла сравнения соединены с входами установки в единичное сос" тояние первого и второго триггеров схемы сравнения 1-го узла сравнения, инверсные выходы первого и второго триггеров схемы сравнения в каждом из узлов сравнения подключены к входам третьего элемента И схемы сравнения, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов И схемы сравнения, прямой выход первого триггера схемы сравнения 1-го узла сравнения подключен к второму входу элемента И 1-го узла сравнения, прямой выходвторого триггера схемы сравнения соединен с выходом блокировки 1-го узла сравнения, управляющий вход каждого 1-го узла сравнения подключен к третьему входу элемента И 1-го узла сравнения, выход первого элемента И каждого 3-го узла коммутации каждого 1-го узла сравнения соединен с 1-ым информационным выходом 1-го узла сравнения.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит и узлов сравнения 1, каждый из которых состоит из регистра 2, элемента И 3, узла связи 4, состоящего из первого 5 и второго б элементов ИЛИ, щ узлов коммутации 7, содержащих элемент ИЛИ 8, первый 9 и второй 10 элементы И, схемы сравнения 11, состоящей иэ первого 12 и второго 13 триггеров, первого 14, второго 15 и третьего 16 элементов Й, и щ информационных выходов 17, щ входов 18 тактовых сигналов, и адресных выходов 19, вход 20 опроса.Считают, что узлы сравнения 1 и входящие в их состав схемы сравнения 11 имеют текущий индекс 1 и пронуме-,5 10 15 40 45 50 55 60 65 рованы сверху вниз от 1 до и, разряды чисел имеют текущий индекс 1 и пронумерованы слева направо от 1 до в (первый - старший, в-й - млад-. ший).Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии все регистры 2 содержат нулевую информацию . первый 12 и второй 13 триггеры схемы сравнения 11 - в нулевом состоянииЕдиничные уровни с инверсных выходов триггеров 12.и 13 поступают на входы третьего 16 элемента И схемы сравнения, а единичный уровень с.выхода элемента И 16 подается на третьи входы элементов И 14 и 15. В силу перекрестного соединения выходов элементов ИЛИ 5 и 6 с выходами переносов в пределах каждого узла сравнения на элементе И 14 сравниваются сигналы с прямого выхода 3-го разряда регистра 1-го узла сравнения и с инверсного выхода 3-го разряда регистра (1+1)-го узла сравнения, а на элементе И 15 - с инверсного выхода 3-го разряда регистра 1-го узла сравнения и прямого выхода того же разряда регистра (1+1)-го .узла сравнения,В регистры 2 узлов сравнения принимаются двоичные числа. Сравнение всех разрядов происходит одинаково по тактовым сигналам единичного уровня.Первый тактовый сигнал подается через элемент ИЛИ 8 на вторые входы элементов И 9 и 10 первого узла коммутации 7 всех узлов сравнения и открывает цепи прохождения сигналов с прямого и инверсного выходов первого разряда всех регистров соответственно через элементы ИЛИ 5 и ИЛИ 6 на первые входы элементов И 14 и 15 схемы сравнения 11. Если в первом разряде регистров 1-го и (1+1)-го узлов сравнения содержатся соответственно "1" и "Оф, то на обоих входах первого 14 элемен та И 1-й схемы сравнения 11 будут сигналы единичного уровня, а на обоих входах второго 15 элемента И этой схемы - сигналы нулевого уровня. В единичное состояние установится первый 12 триггер 1-й схемы сравнения. Нулевой уровень с инверсного выхода этого триггера подается на вход третьего 16 элемента И и Нулевой уровень с его выхода, поданный на третьи входы элементов И 14 и 15, разрывает цепь прохождения сигналов через первый 14 и второй 15 элементы И 1-й схемы сравнения. Сравнение 1-го и (1+1)-го значений чисел на этом заканчивается. 20 25 30 35 Если в первом разряде регистров 1-го и (1+1)-го узлов сравнения содержатся соответственно "0" и "1 ф, то в единичное состояние установится второй 13 триггер 1-й схемы срав-. нения, Сравнение 1-го и (1+1)-го чисел на этом тоже заканчивается.Если в первом разряде регистроФ 1-го и (1+1)-го узлов сравнения содержится одинаковая информация, то на первом и втором входах элементов И 14 и 15 будут сигналы разного уровня. Следовательно на выходах этих элементов будет нулевой уровень и триггеры 12 и 13 1-й схемы сравнения 11 останутся в исходном состоянии. Сравнение чисел будет продолжено в следующих разрядах.После окончания сравнения последнего в-го разряда чисел на вход 20 опроса подается сигнал единичного уровня, который поступает на первый вход элементов И 3 всех узлов сравнения, На выходе элемента И 3 1-го узла сравнения сигнал единичного уровня будет в случае, когда на втором и третьем его входах будет единичный уровень. Это соответствует состоянию первого 12 и второго 13 триггеров (1-1)-го узла сравнения "Оп и "1" и состоянию триггеров 12 и 13 1-го узла сравнения "1" и "0", т,е. наличию локального максимума в регистре 1-го узла сравнения. Единичный уровень с выхода элемента И 3, поданный через первый вход элемента ИЛИ 8.всех узлов коммутации 7 1-го узла сравнения 1, разрешает считывание значения локально-максимального числа с информационных выходов 17. Единичный уровень на адресном выходе устройства указывает положение локального максимума. Таким образом, устройство обеспечивает выделение из множества срав ниваемых чисел локально-максимальныхзначений и определение их положений. Это позволяет испольэовать устройство для выделения экстремальныхчисел, в частности, в средствах цифрового корреляционного анализаслучайных сигналов. Формула изобретения Устройство для выделения экстремальных чисел, содержащее и узлов сравнения, каждый из которых состоит из регистра, элемента И, узла связи, состоящего из двух элементов ИЛИ, причем выход блокировки каждо го 1-го узла сравнения, где 1 = 1, 2 и, соединен с управляющим входом (1+1)-го узла сравнения, первый и второй выходы переносов каждого 1-го узла сравнения подключены ,к первому и второму входам перено1003070 35 в ПИПИ Заказ 1554/32 Тираж 704 . Подписное л ППП "Патент" жгород,ул.Проектная,4 сов (1- 1)-го узла сравнения, вход опроса устройства соединей с первым входом элемента И каждого узла сравнения, выход элемента И каждого 1-го узла сравнения подключен к 1-му адресному выходу устройства, о т л и5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос тей устройства путем обеспечения возможности, выделения локально-максимальных значений, в него введены в узлов коммутации, каждый из которых состоит из элемента ИЛИ и двух элементов И, и схема сравнения, состоящая из двух триггеров и трех эле- ментов И, причем прямой и инверсный 15 выходы каждого 3-го разряда регистра, где= 1, 2й, в-количество разрядов в сравниваемых числах, соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответст венно 1-го узла коммутации, выход элемента И каждого 1-го узла сравнения подключен к первому входу элемента ИЛИ каждого узла коммутации 1-го узла сравнения, каждый -й 25 вход тактовых сигналов устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 1-го узла коммутации всех узлов сравнения, выход элемента ИЛИ каждого 3-го узла коммутации подключен к вторым входам элементов И 1-го узла коммутации, выход первого и второго элементов И каждого 1-го узла коммутации каждого 1-го узла сравнения соединен с 1-м входом первого и второго элементов, ИЛИ узла связи соответственно 1-го узла сравнения, выходы первого и второго элементов ИЛИ узла связи каждого 1-го узла сравнения подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И схемы сравнения 1-го узла сравнения, выхо-.,ды первого и второго элементов ИЛИ узла связи г-го узла сравнения сое;цинены соответственно со вторым и первым выходами переносов 1-го узла сравнения, первый и второй входы1 переносов каждого 1-го узла сравнения подключены к вторым входам пер вого и второго элементов И схемы" сравнения 1-го узла сравнения, выходы первого и второго элементов И схемы сравнения каждого 1-го узла сравнения соединены с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров схемы сравне ния 1-го узла сравнения,инверсные выходы первого и второго триггеров схемы сравнения в каждом из узчов сравнения подключены к входам третьего элемента И схемы сравнения, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов И схемы сравнения, прямой выход первого триггера схемы сравнения 1-го узла сравнения подключен к второму входу элемента И 1-го узла сравнения, прямой выход второго триггера схемы сравнения соединен с выходом блокировки 1-го узла сравнения, управляющий вход каждого 1-го узла сравнения подключен к третьему входу элемента И 1-го узла сравнения, выход первого элемента И каждого 3-го узла коммутации каждого 1-го узла сравнения соединен с -ым инфор мационным выходом г-го узла сравне" ния. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторскоесвидетельство СССРР 514291, кл. С Об Р 7/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 75232 б, кл. С 06 Р 7/02, 1978