Устройство для сжатия информации

(57) Изобрсвязй и м формационн для переда ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Научно-исследовательский итут прикладной математики и кибтики при Горьковском государст(прототип). ТРОИСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМА тение относится к электрожет использоваться в ин-измерительных системи телеметрической инфо мации. Целью изобретения являетсяповышение быстродействия устройства.Устройство сжатия конвейерного типасостоит из последовательно соединенных модулей сжатия(информационныхканалов). В каждом модуле входнойотсчет проверяется на соответствиекритерию сжатия, и если критерий сжатия не выполняется, то отсчет проходит на вход следующего модуля сжатия, в противном случае отсчет считается избыточным. Существенные отсчеты, прошедшие все модули сжатия,поступают на выход устройства. Устройство содержит информационные каналы (модули сжатия), каждый из которых выполнен на регистре сдвига,сумматоре, вычитателях, триггере иэлементе ИЛИ. Во все информационныеканалы, кроме первого, включен блоккоррекции, выполненный на элементесравнения и регистре сдвига. 1 з,п.ф-лы, 3 ил.1244 б 92ся к электро- ции, используя разность (,П, - В, ) сИзобретение относится кьзовано в выхода вычитателя 8. При этом насвязи и может быть использовгде тре- входе сумматора 6 находятся входтелеметрических системах, гдб ется сокращение из ыто, б чности пере- ные отсчеты А и А с выходов1 п М уерегистра 5. Если критерий сжатиядаваемой информации. 5ппение выполняется, то устройство ожидаетЦель изобретения - повьппепоступления следующих входных отсчебыстродействия устройства.нНа фиг. 1 представлена стструктур- тов А не выполняя каких-либо деифиг.2 ствий, Если критерий сжатия не выная схема устройства; на фиг.полняется, то управляющий сигнал сографик, поясняющий работу устр йвторого (знакового) выхода вычитатева при сжатии постоянного сигнала;к 11ющий работу ля 8 обнуляется регистр 13 блокана фиг. 3 - график, поясняющийУ Р иист ойства при сжатииии изменяющегося коррекции, т.е. П = О, и черезэлемент 10 ИЛИ разрешает записьво времени сигнала.егист а 5 моНа фиг. и исп .2 3 ользуются следую отсчета А , с выхода р рдуля 1 в регистр 5 модуля 2, а такщие обозначения:же изменяет состояние триггера 9х - входные отсчеты, которыеисключаются из рассмотрения модуля 2 на противоположное. Этидействия обеспечивают продвижение(при сжатии);входных отсчетов к выходу устройстО - входные отсчеты А которыева без сжатия.передаются на выход устройства; Устройство выполняет сжатие дани - указывает те входные отсче- ных на основе критерия:ты А , с которыми работаети-й информационный канал. 25 О,-З, О,Устройство для сжатия информациисодержит (фиг,1) информационные ка- - номер модуля сжатия;налы 1-4 (модули сжатия), каждый из - текущий порог сжатиякоторых выполнен нарегистре 5 сдви- и-го модуля;мматоре о вычитателяхи 8 З 0 - одул ошибки кодирова8,триггере 9 и элементе 10 ИЛИ, вония и-. го модуля сжатия,все информационные каналы, кроме пер- Текущая проверка критерия сжатиявого включен блок 1 коррекции, вы- в модуле 1 выполняется каждый раз(полненный на элементе 12 сравнения после поступления двух входных оти регистре 13 сдвига и блок 14 памя- счетов А , Если критерий сжатия в(35модуле 1 сжатия выполняется два раза подряц, то производится проверУстройство работает следующим обра- ка критерия сжатия в модуле 2. Еслизом.два раза подряд выполнен критерийОчередной входной отсчет А постУ- сжатия в модуле 2 сжатия, то выпол 40пает на первый вход устройства и за- няется проверка в модуле 3 и т.д.писывается в регистр 5 модуля 1 сжа- Если критерий сжатия в и-ом модулетия. Сигнал об окончании записи отсжатия выполняется, то устройствосчета А, с регистра 5 поступает нане выполняет никаких дополнительныхсчетный вход триггера 9. При поступ(операций если не выполняется - толении входного отсчета с четным но- приходит внеочередная запись данмером сигнал с инверсного выхода ных с выхода регистра 5 сдвига претриггера 9 через элемент 10 ИЛИ раз- дыдущего модуля в регистр 5 сдвигарешает запись данных с выхода регист- модуля, а также осуществляется прора 5 модуля 1 сжатия в регистр 5 мо- движение данных участвующих в продуля 2 сжатия и изменяет состояние50верке, к выходу устройства без сжатриггера 9 модуля 2 сжатия на проти- тия.воположное. При записи в регистр 5 Модуль ошибки о входного промодуля 1 сжатия входного отсчета сцесса представляет собой отклоненечетным номером сигнал с прямого ние среднего отсчета из трех после(5выхода триггера 9 инициирует провер- "5 довательных отсчетов от аппроксимику критерия сжатия в модуле 1 вычи- рующей его прямой линии, проводитателем 8. и коррекцию порогами . мой между крайними отсчетами, участсжатия в модуле 2 блоком 11 коррек- вующими в вычислении. Значение мо1244692 4теля 8 модуля 1 сжатия следует подавать на вход блока 11 коррекции модуля 2 сжатия, начиная с второгоразряда, на первый, младший разрядвхода блока 11 коррекции подать значение нуля, что соответствует Р, = 2;значения разности с выходов вычитателей 8 модулей 2 и 3 сжатия начиная с второго разряда (первый, младО ший разряд разности не учитывается),следует подать на выходы блоков 11коррекции модулей 3 и 4 сжатия, начиная с младших разрядов входов, чтосоответствует Р 2 = Рз = 0 5 привключении дополнительных модулейсжатия, значение разности ( П - 3 )с соответствующих выходов вычитателей 8 на соответствующие входы блоков11 коррекции передаются без смещения, что соответствует Р,= 1.Коррекция порогов сжатйя О выполняется блоками 11 коррекции следующим образом.Значение разности ( П - 3 ) с соответствующим коэффициентом Р поступает на вход блока 1 коррекции(и + 1)-го модуля сжатия, на выходеблока 11 коррекции формируется текущее значение порога сжатия П.Элемент 12 сравнения блока 11 корА + АП, =а где П - порог сжатия для первогомодуля сжатия;Ь - постоянный максимальныйдопуск ошибки кодирования.значение которого подается на второй входустройства,следовательно, для модуля 1 сжатияотсутствует необходимость в блокекоррекции (фиг.1),Для модулей 2 - М сжатия значения порогов П формируются согласновыражению где ( П - 8 ) - значение разностиьвычисляемой вычитателями 8 в модулях1 - Б сжатия при проверке критерия сжатия;р - значение порога сжаг 1тия, хранящегося вблоке 11 коррекции= Р = 0,5; и ) 4,Для учета коэффициента Р не требуется выполнения дополнительных вычислительных операций, так как значение разности (П - 8 ) с необходимым коэффициентом для (и + 1)-го модуля сжатия следует брать с соответствующих разрядов вычислителей 8:значение разности с выхода вычисли 3дуля ошибки кодирования 8 , вычисляемое в модуле и сжатия с помощью сумматора 6 и вычитателя 7, определяется по формуле: где А- отсчеты входных данных;и - номер модуля сжатия,Значения текущих порогов сжатия П формируются по описанному ниже правилу - эту задачу выполняют блоки 11. Для модуля 1 сжатия (и = 1) всегда1 сГ П, если П = Р(Г 1-8 ) сГ 1 рекции сравнивает значения пороговсжатия на входе и выходе блока 11.Если Р (П )П , то при наличииуправляющего сигнала на своем входеуправления элемент 12 сравнения вырабатывает сигнал разрешения записизначения Р ( П - 6 ) в регистр 13,т.е. выполняет коррекцию текущегопорога сжатия П для (и+1)-го модул 1ля сжатия,В исходном состоянии все порогасжатия П, принимают значение равное а , которое поступает в блоки11 через второй вход устройства, Впроцессе работы устройства порогисжатия П, корректируются и используются при проверках критерия сжатияв отдельных модулях сжатия. Послепроверки критерия сжатия и-м модулем значение 6 вновь заносится впорог сжатия П .Состояние устройства в произвольный момент времени полностью определяется состоянием триггеров 9.Они инициируют проверку критериясжатия во всех модулях сжатия конвейера обработки, осуществляют занесение и коррекцию порогов сжатия П.,обеспечивают запись и продвижениеданных в регистрах 5 сдвига, обеспечивая этим сжатие и передачу данных А йа выход устройства через блок 14 буферной памяти.Для постоянного сигнала на входе фиг.2) устройство имеет максимальный коэффициент сжатия равный шестнадцати, т.е. на выход передается каждый шестнадцатый дтсчет А. 10 Для сигнала,величина которого изменяется во времени, устройство сжатия работает точно так же, но так как критерий сжатия будет выполняться не всегда, то коэффициент сжатия будет меньше максимального (фиг.З). 15 Предлагаемоеустройство имеет фиксированную длительность рабочего цикла сжатия, не зависящую от коэффициента сжатия и позволяет увеличить быстродействие по сравнению с прототипом в пятнадцать раз. 20 1. Устройство для сжатияинформации, содержащее блок памяти, выход которого является выходом устройства, и в первом информационном канале регистр, сумматор и вычитатели, вход регистра является первым входом устройства, первый и второй выходы регистра соединены соответственно с первым и вторым входами сум 35 матора, выход сумматора соединен с первым входом первого. вычитателя, выход которого соединен с первым инФормационным входом второго вычита 40 теля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены (Н - 1) информационных каналов, в каждый информационный канал введены триггер45 и элемент ИЛИ, и в каждый информационный канал, кроме первого, введен блок коррекции, прямой выход триггера .каждого информационного канала соединен с управляющим входом второго вычитателя, первый выход второго50 вычитателя и инверсный выход триггера соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, третий выход регистра первого информационного канала соединен с входом триггера, первый управляющий вход и выход блока коррекции информационного канала подключены соответст 25Формула изобретения венно к прямому выходу триггера и второму информационному входу второго вычитателя, выход элемента ИЛИ каждого предыдущего информационного канала, кроме последнего, соединен с входом триггера и управляющим входом регистра каждого последующего информационного канала, выход элемента ИЛИ и второй вход первого вычитатела последнего информационного канала подключены соответственно к управляющему входу и выходу блока памяти, информационный вход блока памяти подключен к второму выходурегистра последнего информационного канала, второй выход второго вычитателя каждого предыдущего информационного канала, кроме последнего, соединен с первым информационным входом блока коррекции каждого последующего информационного канала, второй вход первого вычитателя каждого предыдущего информационного канала, кроме последнего, подключен к первому выходу регистра каждого последующего информационного канала, второй и третий управляющие входы блока коррекции каждого последующего информационного канала подключены соответственно к прямому выходу триггера и первому выходу второго вычитателя предыдущего информационного канала, информационный вход регистра каждого последующего информационного канала подключен к второму выходу регистра каждого предыдущего информационного канала, второй информационный вход второго вычитателя первого информационного канала объединен с. вторыми информационными входами блоков коррекции остальных информационных каналов и является вторым входом устройства.2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю Щ е е с Я тем, что блок коррекции содержит элемент сравнения и регистр, выход и первый информационный вход элемента сравнения соединены соответственно с первым управляющим входом и выходом регистра, объединенные первый информационный вход регистра и второй информационный вход элемента сравнения, вторбй информационный вход регистра, второй управляющий вход регистра, управляющий вход элемента сравне7244692 8ния и третий управляющий вход регист- рым и третьим управляющими входами ра являются соответственно первым, блока коррекции, выход регистра яввторым информационными, первым, вто- ляется выходом блока коррекции. фРиГ тель М.Ни Л. Олейникенков оста РРектоР В.Бутяг ех менк едактор 53/ Тираж 515ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушск Заказ писное тета СС открытиинаб п.4/5 ческое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,. Прои твенно-полигра