Устройство для определения локальных экстремумов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСфциалистическиа(22) Заявлено 24,08. 81(21 3327317/18-24Вс присоединением заявки М -6 06 Р 7/06 Государствениый комитет СССР но делам изобретений н открнтий(088.8) Дате опубликования описания 150333 явитель . О ДЗЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХЗКСТРЕМУИОВ 5 4 ) УСТО ЙС Изобр тике и жет быть обработк к входам блока анализа, управляющййвход которого подключен к четвертомувыходу блокауправления, а выход 5 регистра порога соединен с дополнительным входом блока анализа 21Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечиваетпоиск локальных экстремумов на гращ ницах массивов. Чем большим количеством массивов представлена Функция (минимальное необходимое количество выборок в массиве равно 3),тем больше потерь при анализе, т.е.получается недостоверный результат.Однако увеличение числа выборок вмассиве увеличивает объем анализируемого устройства, Для получениядостоверного результата на всейобласти исследуемой Функции и уменьшения объема аппаратуры необходимоосуществлять анализ исследуемойфункции в темпе поступления выборокне выполнимо в известном устрой для опредемумов, содерблок буферных к блоку анамаи регистр ь что стп ние ус ти раетения - упро ышение надежи 25 Цель изоб ройства и по боты. поставлен тем, что в у30 ния локальных етейие относитсявычислительной теиспользовано ви информации.Известно устройстволения локальных экстрежащее блок управления,регистров, подключенныйлиза, регистр экстремуномера канала 11,Недостатком этого устройства является то, что оно может осуществлятпоиск только одного экстремума, ноне может выделить всех локальныхэкстремумов Функции и не позволяетисключить из последующей обработкиэкстремум, .величина которых не пре-.вышает определенного заданного значения кода порога, что перегружаетканал связи с системой, производя-.щей вторичную обработку информаций,выдаваемой устройством,Наиболее близкйм к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство, содержащее блок управления, блок буферных регистров, блоканализа, регистры экстремума, номера канала и порога,.причем входблока буферных регистров подключенк входу устройства, а три выхода -ая цель достигается стройство для определеэкстремумов, оодержа 1005032щее три буферных регистра, три схемы сравнения, регистр порога, регистр номера канала, регистр экстремума, блок управления, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом-первого буферного регистра, выходы которого подключены к входам первой группы первой схемы сравнения и к информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с 10 входами второй группы входов первой схемы сравнения, с входами первой группы входов второй и третьей схем ,сравнения и с информационными входами третье го буферного регистра, вы- . 15 ход которого пОдключен к входам второй группы входов второй схемы сравнения, входы предварительной установки устройства соединены с информационными входами регистра 20 порога, выходы которого подключены к входам второй группы входов третьей схемы сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхрониза ции первого, второго и третьего буФерных регистров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу третьей схемы сравнения, введен счетчик З 0 номера канала, вход которого соединен с пятым входом блока управления, а выходы - с информационными входами регистра номера канала, выход первой схемы сравнения подключен квходам синхронизации регистра номера канала и регистра экстремумов, информационные входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, выход второй схемы сравнения подключен к управляющему входу первой схемы сравнения, управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления.кроме того, блок управления ордержит триггеры, элементы И, счетчик и дешифратор, причем вход запуска блока соединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров и с входом установки в нулевое состояние счетчика, выходы которого подключены к информационным входам дешифратора, первый, второй, . третий, четвертый и пятый выходы которого соединены с первым, вторыь., третьим, четвертым и пятым выходами 55 блока управления соответственно, прямой выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с управляю-, 60 щим входом дешифратора, четвертый выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемен та И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход тактовых сигналов устройства соединен с вторым входом первого элемента И, а пятый выход дешифратора подключен к входу установки в нулевое состояние первого триггера.На Фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления.Устройство содержит блок 1 управления, схемы 2, .3 и 4 сравнения, счетчик 5 номера канала, регистр 6 номера канала, регистр 7 порога, буФерные регистры 8, 9 и 10, регистр 11 экстремума, вход 12 запуска, инФормационные входы 13 устройства, входы 14 предварительной установки.Блок 1 управления (Фиг.2) содержит элементы И 15 и 1 б, триггеры 17 и 18, счетчик 19, дешифратор 20, вход 21 тактовых сигналов.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистр 11 экстремума, счетчик 5 номера канала и регистр б номера канала буферные регистры 8, 9 и 10 устанавливаются в нулевое состояние (вход установки не показан). В регистр 7 порога записывается цифровой код порога.С каждым тактом поступления кода дискретной выборки исследуемой функции запускается блок 1 управления, который начинает формирование управляюцих сигналов. Сигнал запуска, поступающий на вход 12 запуска блока 1 управления устанавливает триггеры 17 и 18 в единичное состояние, а счетчик 19 в нулевое. При этом тактовые сигналы по входу 21 поступают через элемент И 16 на вход дешифратора 20, а проходя через элемент И 15 - на счетный вход счетчика 19, изменяют его состояние синхронно с задним фронтом импульса.Таким образом, первый импульс формируется на первом выходе дешифратора 20, второй - на втором и т.д. Четвертый импульс с четвертого выхода дешифратора 20 поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 17, устанавливая его в нулевое состояние синхронно с задним фронтом импульса, при этом тактовый импульс проходит через элемент И 15 на счетный вход счетчика 19. Следующий пятый импульс не проходит через элемент И 15 на счетный вход счетчика 19, а поступает лишь на вход дешифратора 20, и на его пятом выходе формируется сигнал. Импульс с пятого выхода дешифратора 20 блока 1 управления поступает на нулевой вход триггера 18. При этом триггер 18 устанавливается в нулевое состояние синхронно с задним фронтомимпульса, пропуская импульс черезэлемент И 16.Следующие импульсы не проходятчерез элемент И 16, и работа блока 1управления возобновляется с поступлением следующего импульса запуска. 5Импульсы с блока 1 управления поступают на управляющие входы устройства.При этом первый, второй и третийимпульсы управления поступают на входы буферных регистров 8, 9 и 10.Первый синхроимпульс осуществляетперезапись содержимого буферного регистра 8 в буферный регистр 9,Второй импульс управления осуществляет перезапись содержимого буферного регистра 9 в буферный регистр 10,По третьему импульсу управленияосуществляется прием очередного кодадискретной выборки исследуемой функции в буферный регистр 9. Таким образом, буферные регистры обеспечивают прием входных кодов и последовательную их передачу от такта к такту в буферные регистры 9 и 10. Приэтом в буферных регистрах 8, 9 и 10.в каждом такте хранятся три смежныепо номеру (М;, М;,М;+ ) выборки функции.По четвертому импульсу блока 1 З 0управления осуществляется проверкавыполнения условий идентификации локального экстремума -для кода выборки,хранящегося в буферном регистре 9.этими условиями являются превыщение величины М; этой выборки над величиной порога М 1+1,хранящейся в регистре 7 порога, превьпаение или равенство величины М; этой выборкинад величиной предйдущей Мвыбор-. 40ки, хранящейся в третьем буферномрегистре 10, превышение величины Мэтой выборки над величиной очереднойМ +1 выборки, принятой в данном так 3+1те и хранящейся в буферном регистре 8.Таким образом проверяется условиеналичия локального максимума М 1 (( М 1 ) М 1+, .Указанные условия последовательно 50проверяются с помощью схем 2, 3 и 4сравнения на которые поданы значения кодов с выходов регистра 7 порога и буферннХ регистров 8, 9 и 10.Таким образом, в блоке анализапроверяется на соответствие условиеналичия локального экстремума каждойвыборки, но в том такте работы устройства, когда она находится во втором буферном регистре,. При выполнении условия н ичия 60локального максимума на выходе схемы2 сравнения Формируется сигнал идентификации экстремума, который используется дря его локализации. Для этогосигнал поступает на входы синхрони зации регистра 11 экстремума и регистра 6 номера канала. При этом осуществляется перезапись кода выборкииз буферного регистра 9 в регистр 11 экстремума и кода счетчика 5 номера канала в регистр 6 номера канала.По пятому импульсу из блока 1 управления, поступающему на счетный вход счетчика 5 номера канала, осуществляется увеличение на единицуего содержимого.Таким образом, в регистр 6 номера канала записывается всегда тоткод, который соответствует коду номера выборки функции, находящейся вбуферном регистре .9.Пятый импульс с выхода блока 1управления поступает также на входустановки в нулевое состояние триггера 18, прекращая формирование импульсов управления.Цикл работы устройства повторяется при поступлении очередного кодадискретной выборки исследуемой функции по импульсу запуска, поданного на вход запуска блока 1 управления. При этом на выполнение условия экстремума анализируется та выборка, которая в предыдущем такте хранилась в буферном регистре 8, а в данном такте перемещается в буферный регистр 9, и содержимое счетчика соответствует номеру выборки, хранящейся в буферном регистре 9Таким образом, устройство осуществляет поиск локальных экстремумов с темпом поступления очередной выборки функции, все выборки поочередно проверяются на выполнение условий экстремальности и полученный результат достоверен на всей области исследуеиой функции. При этом сложность устройства не зависит от количества дискретных выборок исследуемой функции.Формула изобретения1. Устройство для определения локальных экстремумов, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, регистр порога, регистр нОмера канала, регистр экстремума, блок управления, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом первого буферного регистра; выходы которого подключены к входам первой группы первой схемы сравнения и к информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с входами второй группы входов первой схемы сравнения, с входами первой группы входов второй и третьей схем сравнения и с информационными входа. ми третьего буферного регистра, вы 1005032ход которого подключен к входам второй группы входов второй схемы сравнения, входы предварительной установки устройства соединены с информационныии входами регистра порога, выходы которого подключены к входам второй группы входов третьей схеьн сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, вто.рого и третьего буФерных регистров 10 соответственно, четвертый выход блока управления подключен к управляю-, щему входу третьей схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы . 15 и упрощения устройства, в него введен счетчик номера канала, вход которого соединен с пятым входом бЛока управления, а выход - с информационными входами регистра номера канала, О выход первой схемы сравнения подключен к входам синхронизации регистра номера канала и регистра экстремумов, информационные входы которого соединены с выходами второго буферного 25 регистра, выход второй схемы сравнения подключен к управлякщему входу первой схемы сравнения, управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления.ЗО2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем блок управления содержит триггеры, эле менты.И, счетчик и дешиФратор, причем вход запуска блока соединен с входамиустановки в единичное состояние первого н второго триггеров и с входомустановки в нулевое состояние счетчика, выходы которого подключены к инФормационным входам дешифратора,первый, второй, третий, четвертый ипятый выходы которого соединены с.первым, вторым, третьим, четвертыми пятым выходами блока управления,соответственно, прямой выход первого триггера подключен к первомувходу первого элемента И, выход которого соединен с первым входомвторого элемента И и с управляющимвходом дешифратора, четвертый выходкоторого подКлючен к входу установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход тактовыхсигналов устройства соединен с вторымвходом первого элемента И, а пятыйвыход дещифратора подключен к входуустановки в нулевое состояние первого триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 534762, кл. С 06 Г 7/06, 19752. Авторское свидетельство СССР М 696442, кл. 0 06 Г 7/06, 1977 (прототип),. Подпикомитета СССРи открытийаушская наб., д Тираж 704 осударственного ам изобретений Москва, Ж, тент", г.Ужгород Ул Проектйая 4