Устройство для распознавания треков частиц

(51) С 06 К 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТЕНИ сне 5 ЭВМ Чися 0 щ е сии Микракаиан 0 а Адрес фи СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫ(56)1. Авторское свидетельство СССРР 845165, кл. С 06 К 9/00, 1979(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВА-.НИЯ ТРЕКОВ ЧАСТИЦ по авт. св. Р 845165о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повьпения быстродействия, оносодержит второй и третий блоки памяти и второй блок сравнения, один извходов которого подключен к выходублока формирования адреса, соединенному с входом второго блока памяти,другой вход - к выходу .третьего блока памяти, а выход - к второму входублока управления, выход второго блокпамяти соединен с соответствующимвходом блока формирования адреса,причем вход третьего блока памятиподключен к выходу блока обмена информацией.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания треков или линейных элементов треков при обработке данных эксперимента,По основному авт. св. Р 845165 5 известно устройство, используемое для распознавания треков частиц при обработке данных ядерно-фИзического эксперимента, которое содержит три вычислительных блока, шесть буфер ных регистров, блок Формирования адреса, блок сдвига кодов, первый блок сравнения, блок памяти, блок обмена информацией, выходы которого соединены с одним из входов блока фор мирования адреса, входами первого, второго, пятого и шестого буферных регистров, первым входом блока сдвига кодов, второй вход которого соединен с выходом пятого буферного регистра, выход соединен с входами третьего и четвертого буферных регистров, выход четвертого буферного регистра йодключен к одному входу третьего вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом шестого буферного регистра, а выход - с одним входом второго вычислительного блока, второй вход которого подключен к выходу третьего буферного регистра, а выход соединен с входом дешифратора и входом первого блока сравнения, выход которого подключен к одному входу блока управления, один выход которого сОединен с вторым входом блока формирования адреса, второй выход З 5 с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход подключен к первому входу первого вычислительного блока, второй вход которого сое-,40 динен с выходом первого буферного регистра, третий вход подключен .к выходу второго буферного регистра, а выход соединен с блоком обмена инФормацией. Устройство работает с 45 универсальной ЭВМ на правах дополнительного процессора и распознает треки, веерообразно расположенные в области исследования треугольной конфигурации и проходящие через вершину. Усройство предназначено для обработки данйых от измеритель- но-регистрирующих систем .с растровым расположением картины. Для отоб ражения фрагмента картины, ограниченного областью исследования,. в устройстве имеется блок памяти, состоящий иэ М регистров по количеству линий разложения, объединенных этой областью. Исходя из треугольной конфигурации области исследования 60 количество разрядов 1,триггеров) в регистрах различно: регистр .при вершине содержит один триггер, а регистр при основании - и триггеров.Вся совокупность триггеров регист ров организована в цели - эталоны искомых образцов, Состояние триггеров анализируется путем сравнения количества взведенных триггеров в . каждой щели с пороговым значением 1 .Однако в процессе селекции точек, принадлежащих к области исследования, для каждой анализируемой линии разложения из ОЗУ ЭВМ производится выборка начального Аи и конечного А адресов списка координат точек, зарегистрированных на данной линии. Количество таких обращений прямо пропорционально числу линий, объединенных областью исследования. По начальному адресу производится выборка кода координаты первой точки на линии, затем второй и т,д. до конца списка, после чего осуществляется переход к аналогичному анализу кодов координат точек на следующей линии и т.д. При перемещений вершины области исследования в следующую точку на той же линии процесс повторяется. Необходимость обращений к памяти для выборки Ан и Ак, а,также необходимость начала айалиэа с первой точки каждой линии разложения при выполнении каждой процедуры снижают общее быстродействие устройства, что замедляет процесс обработки картины в целом.Пель изобретения - повышение быстродействия устройства путем сокращения непроизводительных обращений к памяти ЭВМ при обработке данных в области исследования с вершина." ми в точках одной и той же линии разложения. Поставленная цель достигается тем,что устройство для распознавания трЬ.ков частиц содержит второй и третийблоки памяти и второй блок сравнения,один из входов которого подключенк выходу блока формирования адреса, соединенному с входом второгоблока памяти, другой вход - к выходу третьего блока памяти,. а выа.щ -к второму входу блока управления, выход второго блока памяти соединенс соответствующим входом блока формирования адреса, причем вход третьего блока памяти подключен к выходублока обмена информацией,На Фиг. 1 показана структурнаясхема устройства, на фиг. 2 - принципперемещения области исследования пополю картины.Устройство содержит блок 1 обменаинформацией, четвертый 2, третий 3и первый 4 буферные регистры, второйвычислительный блок 5, дешифратор 6,первый блок 7 сравнения, первый блок8 памяти первый вычислительный блок9, блок. 10 управления, блок 11 формирования адреса, второй 12, пятый 4.и Ьестой 14 буферные регистры, третийвычислительный блок 15, блок 16 сдви"1059586 10 60 65 га кодов, второй блок 17 сравнения,второй 18 и третий 19 блоки памяти.Устройство работает совместно суниверсальной,ЭВМ и предназначенодля обработки информации от иэмерительно-регистрирующих систем с растровым разложением картины с трековойкамеры.Первый вычислительный блок 9 производит. анализ состояния триггеров,объединенных в щели. Выход блока 1обмена информацией соединен кодовоймагистралью для передачи информации,принятой из ЭВМ, с одним входом блока 11 формирования адреса, служащегодля формирования исполнительного ад-,реса А при обращении к ЭВМ при записи или выборке информации, с входом блока 16 сдвига кодов, преднаэначенного для сдвига кода координатывершины области исследования и кодовкоординат точек, зарегистрированныхна картине с трековой камеры, с входом регистра 4, предназначенного дляхранения кода порога дискриминации,с входом регистра 12 служащего дляхранения кода номера направления,определяющего номер щели, в которойидентифицируются точки, с входом регистра 13, служащего для хранениякода масштабирования, с входом регистра 14, назначением которого является хранение кода смещения середины строки, с входом блока 19,предназначенного для хранения конечных адресов списков данных.Выход блока 13 соединен с входомблока 16 сдвига кодов, выход которого соединен с входами регистров2 и 3. Регйстр 2 предназначен дляхранения кода координаты вершиныобласти исследования. Регистр 3служит для приема кодов координатточек, зарегистрированных на картине с трековой камерой.Выходы регистров 2 и 14 соединены с входами вычислительного блока 15, предназначенного для формирования кода середины строки,Выходы регистра 3 и вычислительного блока 15 соединены с входамивычислительного блока 5, выход которого подключен к входам блока 7сравнения и дешифратора 6, выходыкоторого подсоединены к входам столбцов блока 8 памяти, к входам строккоторого подключены шины одного извыходов блока 10 управления. Выход блока 8 памяти подключен к входам вычислительного блока 9, другие входы которого соединены с выходами регистров 4 и 12. Один вход блока управления 10 соединен с выходом первого блока сравнения 7, второй вход - с выходом второго блока сравнения 17, предназначенного для сравнения адреса анализируемой точки с адресом конца списка данных обрабатываемой строки. Выход блока памяти 19 подключен к одному входу блока сравнения 17, второй вход которого соединен с выходом блока 11 формирования адреса и вход второго блока 18 памяти, предназначенного для хранения начальных адресов списков данных.Выход блока 18 соединен с вторым входом блока 11, третий вход которого подключен ко второму выходублока управления. Выходи блоков 9и 11 подключены ко входам блока 1обмена информацией.15 Предлагаемое устройство работаетследующим образом.При готовности к работе устройствоформирует сигнал запроса в системупрерывания ЭВМ и Формирует на информационных шинах программного каналамашины слово состояния.Обрабатывая прерывания, ЭВМ принимает слово состояния, анализирует егои в случае исправности устройства передает в последнее макрокоманду. Управление работой устройства ЭВМ осуществляет посредством макрокоманд.Перед засылкой в устройство макрокоманды основная программа обработки,производит в оперативной памяти ЭВМ.подготовку исходных данных для выполнения макрокоманды (процедуры). Исходные данные и результаты обработки помещаются в фиксированных областях оперативной памяти.35 В процессе выполнения процедурыустройство взаимодействует с ЭВМ поканалу прямого доступа в память авто-,номно, на правах процессора. Закончивпроцедуру, устройство вновь формирует 40 сигнал в систему прерывания ЭВМ и т.д,Код смещения середины К -строкипринимается в регистр 14. Эта информация выбирается иэ ЭВМ один раэ настроку.45 Собственно селекция осуществляетсяследующим образом.По заданному адресу иэ оперативнойпамяти ЭВМ выбирается код координатыпервой по порядку точки.С выхода блока 16 сдвигакодовсдвинутый код координаты заноситсяв регистр 3. С выхода регистра 3 инФормация передается на вход вычислительного блока 5, на другой входкоторого поступает инФормация с выхода вычислительного блока 15. В процессе селекции точек по-и строкефиг. 2) на выходе блока 15 формируется код координаты середины строки.Приняв макрокоманду, устройство через блок 1 обмена информапиея последовательно выбирает иэ ЭПМ и заносит в буферные регистры информацию,неизменную в процессе выполнения всгпроцедуры: в первый регистр 4 принимается код порога дискриминации, врегистр 2 через блок 16 сдвига кодовзаносится код координаты вершины области исследования, а в регистр 13 принимается код масштабирования. 5После укаэанной выше информацииустройство переходит к селекции точек,принадлежащих области исследования,По заложенному в работу устройстваалгоритму селекция точек и загрузка 0блока 8 памяти производится построчноначиная со следующей строки послевершины.При этом действия, выполняемыеустройством, для каждой строки идентичны,Для 1 -й строки иэ ОЗУ ЭВМ иливторого блока 18 памяти выбираетсяадрес начала списка кодов координатточек, зарегистрированных на-йлинии разложения, который заноситсяв счетчик блока формирования адреса,адрес конца того же списка хранитсяв третьем блоке 19 памяти,На выходе блока 5 формируется код 25разности между кодом координаты сере"дины 1 -ой строки и кодом координатыпервой по порядку точки, зарегистрированной на 1-й линии разложения.Если код полученной разности поабсолютной величине меньше или равеннаперед заданному для-й строкизначению, то считается, что такаяточка принадлежит области исследования.35При выполнении данного условия,проверку которого осуществляет первый блок 7 сравнения, код полученнойразности дешифрируется дешифратором6, на одном из выходоз которого Формируется рабочий сигнал. Так как выходы дешифратора 6 соединены с входами столбцов регистров блока 8 памяти, то на одной из шин управленияпо столбцам присутствует сигнал. В 45это же время иа 1 -й шине управления"по строкам также присутствует рабочий сигнал,В триггер, где совпадают сигналыпо строке и столбцу пРОизВОДитсЯзапись "1 ф. При этом к содержимомусчетчика, где хранится исполнительныйадрес, прибавляется ф 1" и по этомуадресу производится выборка из ЭВМкода координаты следующей точки.Этот цикл продолжается до сравненияисполнительного адреса с адресом конца списка (которое производится вторым блоком 17 сравнения), если всеперебираемые точки попадают в областьисследования, или до первой точки, 60непопавшей в 4,область исследования.После этого происходит переход кселекции по 1+ 1) -й строке. Такимобразом осуществляется селекция точек, принадлежащих области исследования и отображение их в блоке 8 памяти,После загрузки информации в блок8 вычислительный блок 9 осуществляет анализ количества точек в щеляхи сравнение с порогом дискриминации.Если в результате анализа для щеливыполняется условие.ЕрР,гдето - число точек взведенных триггеров в-й щели);Р - порог дискриминации,то такая щель выделяется как элемент.При этом в фиксированную область памяти ЭВМ через блок 1 выводится числоточек в щели Ер и номер щели , который соотнесен с углом наклона элемента трека.В режиме идентификации точек, составивших выделенный элемент, алгоритм работы устройства во многом совпадает. Отличие заключается в том,что в моменты загрузки очередной точки в блок 8 памяти, вычислительныйблок 9 анализирует число точек в щели, номер которой хранится в регистре 12. Код номера щели выбирается изпамяти ЭВМ один раз за процедуру, Если в результате загрузки очереднойточки в блок 8 памяти число точекв заданной щели увеличилось, то этаточка считается с принадлежащей элементу. Адрес хранения кода координаты этой точки в памяти ЭВМ записанв блоке 11 формирования адреса. Таким образом, устанавливается однозначное соответствие между точками,принадлежащими выделенному элементу,и адресами хранения кодов координатэтих точек в памяти ЭВМ,Введение в указанное устройствовторого и третьего блоков памяти ивторого блока сравнения позволяетсократить количество непроизводительных обращений к ОЗУ ЭВМ для выборкиначальных и конечных адресов данных.Если в макрокоманде указано на выборку адресов начала и конца списков изпамяти ЭВМ, то они выбираются из ОЗУЭВМ. Адреса конца списка засылаетсяв третий блок памяти, адрес начал вблок Формирования адреса, откудапереписывается во второй блок памяти.При отсутствии в макрокоманде указания на выборку адресов начала и конца списков из ОЗУ ЭВМ они выбираютсядля каждой линии разложения из второго и третьего блоков памяти. Привыполнении процедуры содержимое второго блока памяти изменяется, еслиадрес первой точки, попавшей в область исследования, отличается отадреса начала списка по данной строке,В этом случае адрес первой точки,попавшей в область исследования, записанный теперь в регистр второгоблока памяти, становится новым адре1059586 конца списков выбирается из второгои третьего блоков памяти, а не изОЗУ ЭВМ, что сокращает на 20-30 количество непроизводительных обращений к памяти для выборки Ан и А. Составитель Т. Ничипорович Техред Й.11 етелева Корректор,В.Гирняк Ъ,актор Л. Пчелинск Заказ 9843/54 Тираж 706 Государственного елам изобретений Москва, Ж, Рауш одписно НИИП п 11303Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектна сом начала списка данных. Если далее следует процедура с вераиной области исследования на той же линии разложения, что и у предыдущей процедуры, то в этом случае адреса начала и комитета СССРоткрытийсказ наб., д. 4 О 1