Устройство для выполнения быстрого преобразования уолша

(5 РЕТЕНИ ЛЬСТВ Глушко,6 д Фи ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССРМ 744555, кл. 0 06 Р 15/332, 1980,Авторское свидетельство СССРМ 1425707, кл. 0 06 Р 15/332, 1988,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УОЛША(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для ЙЛ 1693612 А 1 обработки цифровых сигналов в реальном масштабе времени и на скользящем интервале на основе дискретных ортогонэльных преобразований, для спектрального и корреляционного анализа сигналов и случайных процессов, цифровой фильтрации, сжатия информации, в технике связи и т.д. Цель изобретения - расширение области применения за счет выполнения преобразований Уолша-Пали и Уолша-Качмажа на скользящем интервале. Устройство содержит счетчик 1, регистры 21 - 2 п сдвига (2" - размер преобразования), сумматоры-вычитатели 31 - Зп, коммутаторы 41 - 4 п, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 51-5 п, переключатели 61-6 п, 3 ил, 1693612Изобретение стнос пел к Бы ислительной технике и может быпгь испол:зовано дллобработки цифровых сигналов В реальеммясштябе В)8148 ни и ня скользяВем интеоВЯГ 8 На ОСНОВЕ ДИ".КРЕтН эХ ОРтОГОНЯГЬК:Хпреобразований, дл спектряльнс 0 и корреллционного анализа сиг:-алов ы случа 4 н:хпроцессов, цифрозой фигБтра,;ии, сжатияинформации, в технике связи и, ГдЦель изобретений - засширение Области применения устрОЙ(Твя за счРт Выполнения преобразова 1 чи Й уо"Ба-Пзли иУолша;ячмЯжя на скО ь;л 1 цем .у нтеовал:,)-)Я фиГ,1 и 2 п)едет:11 лены гзафы быстрых преобразований соотеетстденно Уолша-Пали и Уолша-Качмяя на сОл.зйщемИНГЕреяЛЕ ДЛя К (М=2 г): Ня г);1 Г,3фук циональная схема устройства,Устройство содерж,т счетч 4 к 1, регистры 21 - 2 п сдвига (:ф - размер преобразования), сумматоры-зычи атели 3, - 3 п, коммутаторь 41 - 4 л, эл 81",е-ты ИГКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 51- 5 г)-1, переключатели 6; - бг 1,информационный 7 и тактвый 8 входь 1,блок 9 заданил реимя и и(Ь 01)мя 1 ионньвыход 10,П 8 реД началОМ рамзты зяДяетсл режимработы усГройстВ с помоцьк) ПОДЯЧИвход 9 управления реж 1 имом работы устройства сиГнала лОГическОГО О 1 ли гОи"вской"1", При ПОДаче НЯ ВХОД 9 (,иГналя лс ГическоГО "0" ус рОйСтВО будвт ряботать Б гЕХИ 1 Евыполнения преобразования Ус ьа-Г 1 зли яГОи пОдяче си Нала лоГической1; реы -ме преобрязовани: Уолз)я-(гч 1 Уа.Гассморим работу устззйс вя в режиме преобразозанил Усушя-Гэли При этомна управллгощем входе 9 прксут,:твует сигнал логического "О". Вход-Ял последовательость х(1), х(2), х(2"), предс";)Бллк)шьалтекущие отсчеты д)искр(гтно-о ги наля, с частотой тактовых ымпуль ов пог:тупяетВ то ро 1 Й В х од с ) м м Я то О а " В ы ч у тя1 Г я 3; ияВхОд ( )егистГ)я 21 сдвГс Г(Брвс "о кскягя,где задерживяетсл на один так" в разряереГистра сДвиГЯ хГ)ани)с 5 Знаение 0 Вногсотсчета сигнала), "умъ:я.Ор-вычитятегь,3,срабятызает в каждом .икте. При агом ЯВыхоД комМутатора 4, кптсрьЙ угравллет яс вьо(ода с гаршего (П.10 разряда счетчи(г1 и работает с чяс"отол В два г)яз.-. больше,ЧЕМ таКтОВая ЧаСтота (рвг Стра 2 СДЗИГЯ, Втечекие какдсго такта Выводят; результ.Т Ы (С ) М М Я "Л Р Я 3 Н 01 Т Ь)1, 1. ф О Р М и г) Г В Я. Ь Е Н аВЫХОДЯ)( СУММатОРЯ-ВЫЧ ИЯт Ейй .В ПЕОБОЙкаскадех(1) + х(2) х(1) - х(2),:(,2)х(3) х(2) -,",ГЗ),.х (2"-1) +1 " ") ч-(2 Л)И Т,Д НЯЧИНЯЯ С ЗТОСС;1; гектя 1,Б 08)БО 4тякт 8 фоомирук)тсл су; Мя " )л:) нос гь п 81) вых двух осчетов х(0) и х(1, из предь;дущейпоследоватсльн ости (х 0 - х(2 -1 )Бо втсром кас,аде преобразованныерезультять у 14 Иа и разность) с зьходя ком5 мутатора 41 первОГО яскяг)я Поступает навторой вход сумматора-вьЧитателя 32 и наБхОд р 8 ГисГря 22 сдвиГЯ ВтОроГО каскада счастотой В двя разЯ богь 8 частоты гоступленил отсчетов входного сгнала где задер 10 киваотся 1 а четьре такта,Резуль яты (1:умма и разность), полученНЫР НЗ Б ЫХ)дя( СуММая ГОря" Вь 4 тятеЛЛ 32 ВОВтором касядех 2 0) - 02 0 4) Х 2- 2 0+ 4), 1= 1-215 с частотой В ДВ 2 раза больше, 8 м В ГВрВОмкаскаде, в течение каждого .Яктэ .;Яботы08 ГИС Ос 22 Оде и а, НаЧИчяй С ПЯТОГО ТЯКТЯ.Быводятсл -)я Выход коммутатора 42, управг:яемого си:-ялос Выходя г:ереключателя20 6 Б течение первьх четыг)ех тактов работыреГИСтра 22 СДВ 4 а Бт(ро 0 КЯСКаада ДООМ 14- р) ЮТСЯ И ВЬ, ВОДЛ ГСЛач 4 а И ,-аЗНОС) . П 8 рВЫХ ЧЕТЫ РБХ ОС:8 Гог. ИЗ ПРЕДЫД)ЩИХ ДВУХпоследовательностей. Б -м (1=-3-п) каскаде25 преобразований последовятельност): промекутоНь( дангых, гОупучаем 1:1 х с выходакоммутатора 41-) предыдущ го Д)-го каскада поступает ня вход сумматора-вычитателл Л и на Вход рР "истра 2 сдвиг: 1" частОтОиь а 1-30 в 2 гЯз бол 1;ше -)астоты следова:-ия зтсчеГов Бходно-о сигнала, В регистре 2, сдвига1-,15 Оязя бой ьше так"ОВОЙ чяс",Оты г)ВГИ расдвиГЯ, в т(ГЧ 8 ние яуДОГО тяк)а зыВОдлтслрезультаты (сумма и разность). сформированные Р г ( 01 ве . Рии 1р)афа 1 к иОРОбразовяилч) и Г. 1) на 1 ы УсДях суммато":О ря ВЫЧИтатОГЛ В г.14 Каг;КЯДЕх,. ( + х (.)+ ), х;- х4 ), 1=1-2", .-З-п,., )14.Яа а (У +) 1-0 ЯК-ЗБ течение пеРВы. 4 та(тОВ фоп 14 иРУются и Быводлтс 5 ня Выход комг 4 утятооя 440 с)4 ма и Оазност". 2 Групп ыз пеовых 2 Отс.8",ОВ и 3 преды)Уше, ВХОДОЙ и Оследовагел ь ности.Таким Образо). кахдый каскад преобразован)ля работает с тактовой частотой в; 0 дая Г)яая ООГЬБ)1-., Ч 814 Превь,Гу 1,И 4 КаСКад.Позт 01 у теку(дие значРки 5 2" козффициентов преобразования Уолшя-Пали от последовательности (х 111-х(2"."1 пол :я:отся наВь 1(одах су 414 ятОря-Бы чита;елл 3 п и ГО кяс55 каца преобзязовянил по лриход) 2"-го отСЧВГа ВХОЛ,-ОГО С 4" НЯЛа И БЫ ВОЯЯТСЯ НавыхоД КО.мтатРЗ 4 л с частотой в 2РазбОльш 8 часОть Следо 1 Я.И 5 ОтсчетОВ ВХОДного си. неля. П приходу следующего2-го екущего отсчета В:(одногос 4 налана выход коммутатора 4 П выводятся новые текущие значения следующих 2" коэффициента преобразования от следующей последовательности (х (2) - х (2 "+1, и т,д,Работа устройства в режиме преобразования Уолша-Качмажа. Первый каскад преобразования в этом режиме работает без изменения как в режиме преобразования Уолша-Пэли, Остальные каскады работают аналогично за исключением изменения работы коммутаторов 42 - 4 п,Рассмотрим работу коммутаторов в 1-м каскаде, На выход коммутатора 4 в течение каждого нечетного такта выводятся результаты (сумма и разность), а в течение каждого четного такта - разность и сумма, сформированные в соответствии с графом и реоб разования (фиг,2), На выходах сумматора-вычитателя 3 в 1-м каскаде:х (/)+х(+4 ), хО)- х )+4 ),/=1,3,5 х- х +4 ) х Ц) + х Д+4 ), )=2,4,6начиная с (4 + 1)-го, В течение первых 4 тактов формируются и выводятся на выход коммутатора 4 сумма и разность, затем разность и сумма 2 групп из первых 2 отсчетов из предыдущей входной последовательности,Частота импульсов, поступающих на тактовый вход 8 устройства, равна 2" 1, где 1 - частота следования отсчетов входного сигнала,Формула изобретения Устройство для выполнения быстрого преобразования Уолша, содержащее п (2" - размер преобразования) регистров сдвига, п-сумматоров-вычитателей, и коммутаторов и счетчик, причем выход 1-го (1=1 и) регистра сдвига подключен к первому входу 1-го сумматора-вычитателя, выходы суммы и разности которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам 1-го коммутатора, выход )-го (1=1,п) коммутатора подключен к информационному входу Ц+1)-го регистра сдвига и второму входу (1+1)-го сумматора-вычитателя, второй вход первогс сумматора-вычитателя соеди нен с информационным входом первого регистра сдвига и является информационным входом устройства, информационным выходом которого является выход и-го коммутатора, счетный вход счетчика является 10 тактовым входом устройства, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью расширения области применения засчет выполнения преобразований Уолша-Пэли и Уолша-Качмажа на 15 скользящем интервале, в него введены (и)-йэлемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и (и)-й переключатель, причем выход (и)-го и (и-М)- го разрядов счетчика (М, и) подключены соответственно к первому и второму входам 20 к-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы (п)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены соответственно к выходу первого разряда счетчика и тактовому входу устройства, вы ход)-го=1, и) элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ подключен к первому информационному входу )-го переключателя, второй инфо омационный вход к-го (к=1, и) переключателя подключен к выходу (и1)- 30 го разряда счетчика, а второй информационный вход (п)-го переключателя подключен к тактовому входу устройства, выход )-го (1=1, п) переключателя подключен к управляющему входу +1)-го коммутатора, такто вый вход,1-го регистра сдвига подключен квыходу (и)-го разояда счетчика, тактовый вход п-го регистра сдвига подключен к тактовому входу устройства, управляющий вход первого коммутатора подключен к вы ходу (и)-го разряда счетчика, управляю-.щие входы всех переключателей подключены к входу управления режимом работы устройства.аказ 4079 ВНИИПИ Гос при ГКНТ ССС изводс 1 веннп.издательский комбинат "Патент",Ужгород, ул Гагарина, 10 4) Х",Юь К (4) ь хгФх;ф р 1 хг(5) ь Хг(4)Хф) Ъ Х(") зТипаж Подписное венного комитета по изобретениям и открытия 113035 Москва, Ж.35, Раушская наб, 4/5 хг"Гг)гХгьт) 4ГиХз 4) Ъ