Вычислительный преобразователь информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1176351,(,51) 4 С 06,т 1/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Н.В.Алипов и В.М.Гусятин (71) Харьковский ордена Трудового Красного Знамени институт радиоэлектроники им, акад. М.К.Янгеля (53) 681.3 (088.8)(56) Смолов В,Б. Микропроцессоры и микропроцессорные системы, М., Радио и связь, 1981.Смолов В.Б. и др. Универсальные электронные преобразователи информации, Л Машиностроение, 197.1, с, 235, рис. 1 У.4.(54)(57) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ, содержащий 2 пвычислительных блоков, каждый изкоторых выполнен в виде первого и .второго входных регистров, первогои второго преобразователей код -напряжение, согласующего элемента исумматора по модулю два, входы которого подключены к выходам знаковых разрядов соответственно первогои второго входных регистров, а выход соединен со знаковым входомпервого преобразователя код - напряжение, подсоединенного информационным входом к информационномувыходу первого входного регистра,выход первого преобразователя код -напряжение подключен через согласующий элемент к аналоговому умножающему входу второго преобразователякод - напряжение, цифровой вход которого подключен к информационномувыходу второго входного регистра,выходы вторых преобразователей коднапряжение всех вычислительных блоков соединены между собой, о т л и ч а "ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейза счет реализации алгебраических,дифференциальных и интегральныхпреобразований над таблично заданными функциями и реализации операцийфильтрации, он содержит первый, второй и третий блоки элементов И, преобразователь напряжение - код иуправляемый сумматор, аналоговыйвход которого соединен с объединеннымвыходом вторых преобразователей код -напряжение, два цифровых входа являются входами задания шага квантования вычислительного. преобразователя,а выход подключен к входу преобразователя напряжение-код и являетсяаналоговым выходом вычислительногопреобразователя, причем 2 п вычислительных блоков разделены на двегруппы по и вычислительных блоковв каждой группе, информационные выходы первых и вторых входных регистров -го (=1 п) вычислительногоблока в каждой группе соединены спервыми информационными входами соответственно первого и второговходных регистров (+1)-го вычислительНого блока, первые информационные входы первого и второго входныхрегистров первого вычислительнсгоблока являются первым и вторым информационными входами вычислительногопреобразователя, вторые информационные входы первых и вторых входныхрегистров всех вычислительных блоковобъединены и являются соответственнотретьим и четвертым информационнымивходами вычислительного преобразователя, входы синхронизации первых и1176351 вторых входных регистров соответственно объединены и являются соответственно первым и вторым входами синхронизации вычислительного преобразователя, первые входы первого ивторого блоков элементов И объединеныи являются первым входом заданиярежима работы вычислительного преобразователя, их вторые входы соединены с информационными выходами соответственно первого и второго входныхрегистров и-го вычислительного блока,а выходы подключены к первым информационным входам соответственно Изобретение относится к технике вычислительных преобразователей информации и может быть использовано как вычислительное устройство, работающее в реальном масштабе 5 времени в различных системах управления, а также в устройствах обра- ботки сигналов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей нреобразователя за счет реализации алгебраических, дифференциальных и интегральных преобразований над таблично заданными. функциями и реализации операций фильтрации15На чертеже изображена функциональная схема вычислительного преобразователя информации (ВПИ).Схема содержит 2 п вычислительных блоков 11 -1,которые своими выхода ми объединены (на схеме каждый блок 1 выделен пунктиром). Любой 1-ый блок 1 состоит из преобразователя код-напряжение (ПКН) 2, согласующего элемента 3, первого и второго вход ных регистров 4 и 5, сумматора по модулю для 6, выполнлющего функции блока формирования результирующего знака и преобразователя код-напряжение (ПКН) 7, ВПИ включает в себя также четыре информационных входа 81-8, два входа синхронизации 9,1 и 9, дна входа задания режимов работы 101 и 10 блоки элементов И 11 - 13, кодоупр; нляемый сумматор 14 и преобра35 зователь напряжение-код 15. Входы 16 и 17 кодоуправляемого сумматора первого и второго входных регистров(и+1)-го вычислительного блока, одиниз входов третьего блока элементов Иявляется вторым входо 1 задания режима работы вычислительного преобразователя, а его другой вход и вы-.ход подключены соответственно к выходу преобразователя напряжение-коди к третьему информационному входупервого входного регистра (и+1)-говычислительного блока, выход преобразователя напряжение-код являетсяцифровым выходом вычислительногопреобразователя. 14 являются входами задания шага квантования ВПИ.Взаимодействие блоков и обработка информации в ВПИ осуществляется следующим образом.Подлежащая обработке цифровая информация в виде ш-разрядных чисел Б 1, И,2 параллельно поступает на входы 8 1 и 8 ВПИ, являющиеся одновременно вторымй входами первых и вторых соответственно регистров 4 и 5 всех 2 п блоков 11 -1 ,либо - последователь но на .входы 8 и 8 ВПИ (первые входы регистров 4 и 5 блока 11), При последовательном занесении информации возможно независимое перемещение информации вдоль регистров 4 и 5 всех блоков 1 1-1 эа счет того, что их регистры 4 и 5 связаны между собой так, что выходы первых и вторых входных регистров 4 и 5 -го блока 1 соединены с первыми входами первых 4 и соответственно вторых 5 регистров (+1)-го блока 1 . Занесение а так(1 иФ же независимое в первых и вторых регистрах 4 и 5 перемещение чисел М 1 и Б вдоль всех блоков 1 -1, возможно только при подаче синхроимпульсов (СИ) на входы синхронизации (сдвига) 91 и 9 , которые соединены соответственно с первыми 4 и вторыми 5 регистрами всех блоков 1 .В каждом блоке 1, информация обрабатывается следующим образом. В первый 4 и второй 5 регистры заносятся числа соответственно Я, и И имеющие знаковые разряды. Регистры(4) где Щэ -2 е зователя. 4 и 5 своими выходами подключены к цифровым входам преобразователей ПКН. Полярность напряжения на выходе ПКН 2 соответствует результирующему знаку перемножаемых чисели 2. Резуль тирующее значение знакового разряда формируется в сумматоре по модулю два 6 и заносится в ПКН 2. Выход ПНК 2 через согласующий элемент 3 подключен к аналоговому входу (умножаю щему) ПКН 7.Таким образом, напряжение на выходе ПКН 7 любого 1.-го блока 1 равно1 огде К = -- коэффициент преобразованияэ 1 о=Ио, =Й 0э и К 2 - значения знаковых фф" 2 Оразрядов соответствен.но чисел Б и ЛСвоими выходами ПНК 7 соединены гальванически в одну точку А, в которой кормируется напряжение ПА, 25 равное 2 э р (э;О+и;10=2К К 21(2) ЭОгде 2 п - число блоков 1, в ВПИ.Из точки А напряжение подаетсяна вход кодоуправляемого сумматора14, масштаб которого может изменяться путем задания чисел К , 14 на 355 эего входах 1 б и 17 так, что на еговыходе 1 появится напряжение, равное 2 д Ф,;00,;1КХ.К 6 К 24 ОВых,зР(3) которое является аналоговым выходомВПИ.Выход сумматора 14 подсоединен квходу преобразователя напряжение-код(ПНК). 15, на выходе которого (выход2) образуется двоичный цифровой экви.валент напряжения ПыЦифровой эквивалент на выходе ПНК15 равен масштаб преобразования 55ПНК 15;число разрядов преобра 4Подставив в (4) выражение (3):Е ЪГ (эх,.,0,г К У:-1( "ф" .;1.ИЯ2 э-2 ээ21( э 2 э Я, ЯХ=2 о М (5) Информация с ПНК 15, при наличии ,разрешающего сигнала на входе 10 задания режимов работы, через блок элементов И 13 поступает на вход первого регистра 4 (п+1)-го блока(ээ э)Все "2 п" блоков 1,", разделены на две секции от 1 до и-го и от (и+1) до 2 п-го блока. Секции, при наличии разрешающего сигнала на входе 10 задания режимов работы, соединяются между собой через блоки элементов И 11 и 12,Вычисления в ВПИ осуществляются на базе следующих элементарных операций.Операция умножения первой и второй функций, отсчеты которых записаны соответственно в регистры 4 и 5 блоков 1;. При этом отсчеты функций могут быть занесены либо параллельно за один такт во все регистры по входам 8 и 8, либо3последовательно за 2 тактов по входам 8и 82.После полного занесения информации во все регистры 4 и 5 на цифровом выходе ВПИ появится число 2 э величина которого определяется следуюшим выражением:2 ъкМТ х; ч;; - цифровые отсчеты второйфункции.В случае обработки информации в реальном масштабе времени соотношение (6) для момента времени 1 записывают в виде 2 эК. Х, 1;,. (. )МЪ 1Операция занесения информациипо синхроимпульсу в момент вре"/Х. Я Составитель А.МасловРедактор И.Ковальчук Техред Т.Фанта ктор А.Обруч б 3/49Тираж 710 По ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., писное Зака 15 Фипиал 11 П 1 "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ку сигналов в реальном масштабевремени при выполнении таких операцийкак алгебраическое сложение, умножение и деление двух чисел, интегрирование, дифференцирование, вычисление корреляционной функции, лрямое преобразование Фурье, операции фильтрации в соответствии с алгоритмомработы нерекурсивного или рекурсивного цифрового фильтра.