Стохастический генератор функций хаара

(54) СТОХАСИЧЕСХИЙЦИЙ ХААРА НЕРАТОР ФУН 1,шза. . ил. ьцо ГОСУДАРСТБЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(57) Изобретение относится к автоматике и вычислите,.ьцой технике. Цель изобретения - расширение функдиональцых возможностей за счет генерирования случайных функций Хаара. Цель достигается введением генератора случайных последовательностей импульсов и блока управления, состоящего из логических злементов И, НЕ и ИЛИ. хастический генератор функций Х может быть использован в аппаратуре сжатия информации цри передаче дан ных, а также в устройствах для спект1 123Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в аппаратуре сжатия информации при передаче данных,а также в устройствах для спектрального анализа.Цель изобретения - расширение. Функциональных воэможностей генераторафункций Хаара, заключающихся в реализации возможности генерирования случайных функций Хаара,На фиг. 1 представлена функциональная схема стохастического генератора функций Хаара; на фиг. 2 -функциональная схема блока управления,Генератор содержит регистр 1 номера Функции, регистр 2 аргумента,предназначенные для формирования ихранения кодов номера функции и аргумента соответственно, счетчики 3 и 4,предназначенные для подсчета числасдвигов регистров 1 и 2 соответственно, триггер 5, предназначенный дляопределения момента начала сдвигарегистра 2, триггеры 6 и 7, предназначенные для выдачи значений функцийХаара, элементы И 8 - 11, предназначенные для синхронизации прохожденийсигналов в генераторе, сумматор 12по модулю два, предназначенный длясложения по модулю два значений выходных разрядов регистров номераРфункции и регистра аргумента, тактовый вход 13, выходы генератора 14 - 17,блок 18 управления (режимом работы),предназначенный для управления режимами генерации детерминированныхфункций Хаара, стохастических ФункцийХаара со случайными номерами и сто-,хастических функций Хаара со случайными аргументами, генератор 19 случайных последовательностей импульсов,предназначенный для выдачи синхронизированных тактовыми импульсами случайных последовательностей импульсовв цепи обратных связей регистров номера функции и аргумента.Ы, а аргумент х - двоичнымкодом х , х х , где о., х,сО, 17х=1,2п. По номеру функции определяется порядок р функции Хаараномер разряда, в котором обнаруженапервая единица при просмотре значений разрядов слева направо, Для Функции Хаара с нулевым номером Ос=0 порядок Функции равен р=О. Например, 10 дпя функции с номером о=01001 порядок р=2, для функции с номеромос=000 11 р=4, для Функции с Ы =0000р=О. Если оказывается, что для Н(х)порядок р=О, то Н,(х)=1 и вычисления 1 на этом заканчиваются. В противномслучае вычисляется логическое значение Й: О, РРи Р= гВ= ОХ с. ОХЧсС ОО+ Х, при ОРс;и-РЕсли 0=1, то Н (х)=0 и вычислениязаканчиваются. Если В=О, то дополнительно анализируется содержимое 2 (и-р+ 1)-го разряда кода аргумента,при этом Блок 18 управления содержит входы 20 и 21 задания режима, элементы НЕ 22 и 23, предназначенные для выдачи синхронизированных тактовыми импульсами случайных последоватепьностей в цепи обратных связей регистров номера функции и аргумента соответственно, элементы И 24 - 27 и элементы ИЛИ 28 и 29. Номер с функции Хаара Н,(х) представлен двоичным кодом ссН, (х) = +1, если Х р, =О;Н (х) = -1, если Х=1.Например, для Ы =0101 и Х=О 110 длина кодов п=4 и порядок Функции р=2,так как рсп, то вычисляется значениеО=сА 04 хЧм. Жх =-Ю+010+1, поскольку 9=0,анализируется третий разряд кодааргумента Х,=1, и, следовательно, Н (х):Перед началом каждого цикла работы устройство приводится в исходноесостояние: на регистре 1. устанавливается код номера функции, на регистре 2 - код аргумента, триггеры5 и 6 устанавпиваются в состояние "0",на счетчиках 3 и 4 устанавливаетсянулевой код.Генератор может работать в трехрежимах.Б первом режиме генератор вырабатывает детерминированные Функции Хаара, Для этого на входы 20 и 21 подаются нулевь.е значения, которые за" 0 пирают элементы И 25 и 2 и открывают через элементы НЕ 22 и 23 элементы И 24 и 26 для прохождения через них и элементы ИХИ 28 и 29 сигналов с выходов регистров 1 и 2 на ихвходы, формируя, таким образом, цепьперезаписи значений номера функции иаргумента в регистрах 1 и 2. На вход13 начинают поступать тактовые им-.Триггер 6 Выход Выход 1 ч 15 0 0 0 31233пульсы. Каждый очередной импульс через элемент И 8, открытый сигналомс выхода счетчика 3, поступает навход счетчика 3, на вход регистраи сдвигает содержимое регистра на 5один разряд. При этом значение старшего разряда регистра 1 переписывается в освободившийся младший разрядпо цепи перезаписи, Если циркулирующие по цепи перезаписи значения разрядов нулевые, то триггер 5 остаетсяв положении "0" и элементы 9 и 10остаются закрытыми, Первая единица,появившаяся при очередном сдвиге содержимого регистра 1, переводит трлггер 5 в единичное состояние и открываются элементы И 9 и 10. Терерь тактовые импульсы начинают поступать навход счетчика 4 и на вход регис-ра 2,вызывая циклический сдвиг содержимого регистра 2, синхронный со сдвигомсодержимого регистра 1. Значение каждой очередной пары старших разрядоврегистров 1 и 2 поступают на входысумматора 12 по модулю два, Если навыходе сумматора появляется хотя быодин сигнал со значением "1", он переводит триггер 6 из положения "О"в положение "1" и на выходе 14 генератора появляется сигнал Б,(х)=0,Счетчик 3 ведет подсчет числа сдвигов содержимого регистра 1, При завершении полного цикла сдвига на выходе счетчика 3 появляется сигнал,который закрывает элемент И 8 и откры 5вает элемент И 11. Если триггер 6остается в положении 0, что означает Н (х)=+О, то содержимое старшего регистра 2 переписывается в триггер 7 через элемент И 11, и на выходах генератора устанавливается кодвычисленного значения функции Н,(х),приведенный в таблице,Триггер 7 Н,(х)45Выход Выход16 17 Тактовые импульсы, проходящие через элемент И 9, продолжают вызывать 1. 1 4сдвиг содержимого регистра 2 и заполнят счетчик ;. Окончание полногоцикла сдвига содержимого регистра 2вызывает появление на выходе счетчика 4 сигнала "Стоп", который заканчи -вает данный цикл работы генератора.При этом на регистрах 1 и 2 сохраняются исходные коды номера функциии аргумента соответственно. Далееувеличивается на единицу содержимоерегистра номера функции или аргумента и весь цикл вычисления одного зна- .чсьп я функции Хаара повторяется.Во- втором режиме генератор вырабатывает функции Хаара случайной последовательности номеров. Для этогона управляющий вход 20 подается единичное значение, а на вход 21 нулевое значение, Высокий уровень с входа 20 открываег элемент И 25 для прохождения, управляемой тактовыми импульсами, случайной последовательнос -ти импульсов с выхода генератора 19 и записи их в регистр 1 номера функций в тактах его сдвига. Кроме этого, блокируется цепь обратной связи регистра 1 через элемент И 2 ч. Низкий уровень с входа 21 через элемент НЕ 23 открывает цепь обратной связирегистра 2 аргумента через элементИ 26. Работа стохастического генератора во втором режиме отличается от работы генератора в первом режиме тем что в цикле сдвига регистра 1 выдвигаемые значения младшего разряда только анализируются триггером 5, а в младший разряд при этом записываются случайные значения и после окончания полного цикла сдвига регистра 1 в нем формируется случайный код номера функции Хаара, которая генериру - ется в следующем цикле работы генератора. В третьем режиме генератор вырабатывает функции Хаара случайной последовательности аргументов. Для этого на вход 20 подается нулевое значение, а на вход 21 единичное значение, Высокий уровень с входа 21 открывает элементИ 27 для прохождения случайной последовательности импульсов с выхода генератора 19 и записи их в регистр 2 аргумента в тактах его сдвига. Кроме этого, блокируется цепьобратной связи регистра 2 через эле-.мент И 26. Низкий уровень с входа 20через элемент НЕ 22 открывает цепьобратной связи регистра 1 номерагенератора, о т,п и и а ю щ и й с я тем, что, с целью расшпреция 11) эп 1 кц)ЕО цальных возможностей за счет обеспеСтохастический генератор функций Хаара, содержащий регистр аргумента, регистр номера функции, первый и вто-,. рой счетчики, первый, второй и третий триггеры, сумматор по модулк два и 20 элементы И, первые входы первого и Второго элементов И объединены и являются тактовым входом генератора, а выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к входу 25 первого счетчика и управляющему входу регистра номера функции, к входу второго счетчика и управляющему входу регистра аргумента, выход которого подключен к первому входу суммато- ЗЕ) Оа по модулю два и перВому входу третьего элемента И, выход которого соединен с Входом первого триггера, а Второй Вход третьего элемента И соединен с первым выходом второго триггера, выход регистра номера функции подключен к второму входу сумматора по модулю ,цва и к входу третьего триггера, Выход катсрогс соединен с первым Входом четвертого элемента И, Бторьм Входам второго элемента И, третий Вход которого подключен к вьгходу второго счетчика, а выход первого счетчика соецинен с вто 1)ым входом первого элемента. И и третьим Входом треть- л; э 1 Е Ц Е 151 функций через элемент И 2 ч. Работастохастического генератора в третьемрежиме отличается от работы генерато=ра В первом режиме тем, что в циклесдвига регистра 2 в младший разрядзаписываются случайные значения циф-рового сигнала и после окончания пол-ного цикла сдвига регистра 2 в немформируется случайный код аргументадля слепующего цикла вычисления очередпога значения функции Хаара. Фо рм ул а и зо бр ет ен ия его элемента И, Второй вход че 1 вертого элемента И соедицец с цьэходсм сумматора по модулю два, а Бы).од под -ключен к входу второго триггера, выходы которого, а также выходы перво -гс триггера образуют группу Выходов че",1 и 51 1 ене 1)ирсвация случзйнех ФункЦии ХааРа э Оп ссДР 1)жит гецс 1)ат 01) слУчайных последовательностей импульсови блок управле)п 1 я, состоящий из перБОГО 1 ВтсрсГО ЭГЕРме)птсв Ипи, элетлен -тсв И и первого и второго элементов1 П, входы которых объединепь 1 с первымВХОДОМ СОЕ)ТБЕТСТБЕ 11 НО ПЕРВОГО и ВТОрога элементов И и 11 адклю 1 ецы к ссответствующему Входу задания режимаб 51 ока уп 1)авлен 1 Ея, вь.ход 1 л элементов НЕблока уп 1)авлепи)1 подключены соответстве)п 1 о к первым Входам вта 1)оган третье -Га ЭЛЕМРЦТОВ 11 ОЛака УПРаВЛРЦИЯэ ВЫходы первого и трег 1.его, второго ичетвертого элементов И подключены пспарпо к первому и второму Входам саответс гвенно первого и второго эле -ментОВ И 11 И блока угЦ)авлРция э ВыхоДыкоторь)х подключень 1 состветствецпс кинФормационным Входам регистра номераФункций и регисгра аргумента, выходыстарших разрядов которьгх подключены соответственно к вторым входам гретьега и четвертого элементов И блокаугравления, тактовый вход генератораС)1 УЧайпЫХ ГэОСЛЕДОВатЕЛЬПОСтЕй ИМПУЛЬсов объединен с Вторыми входа;1 и первого и Второго эле;:ентов И блока уп 1)аБПЕЦИЯ И ПСДКПЕ)ЧЕН К ТаКТСВОМУ ВХОцу генератора, а выход генератораслучайц 1.1 х последовательностей импульсов п 1)11 клю 1 ец к третьим входам перво -гс и Второго элемептов И блока управТир Госуда елам и ква Ж аж 671 Пственного комитет обретений и откры 5, Раущская наб.,одписноеа СССРтий 19 5 16 17