Коррелятор

(-,. " , о 7м ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йпрядок следадаюя коррелясиаь ньк оадКРиЮи аВ с сооасдесс о.о са аоо + 1 +Фо ао око асо 1 ао+ оФт а.ом Фооо ррбующон 8 Рв неннымсддиоо аооЬР(плв м .+ с с с сс 4 л 4 о Ф +сс111, . 111 . 111111 111 111БВ 1 БВ, 4 ВВс я ВВ . Вя У " "- ПМ ,Вяе рде с- е с 1 оядсй следобаиия часеГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(7 1) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьскойсоциалистической революции(56) Мс.СаЪе, В.АгешЪеро 1 а и др. Иеьа 1 яогйЬшз апй агсЪесгпгез КогЖБ 1. - СЕС Лоигпа 1 оГ Зс 1 епсе,апйТесЬпо 1 о 8 у, 1982, Ч. 48, Р 2, р, 66759(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь. зовано в специализированных вычислительных устройствах, применяемых для цифровой обработки сигналов, работаю щих в реальном масштабе времени, например в геофизике, медицине. Цель изобретения - повышение быстродействия. Коррелятор содержит матрицу из вычислительных ячеек 1. 1. 1-1,д.3 (д = 1,2 М - номер строки, 3 = 1, 2 И - номер столбца), входы 2, 4, 6, 8, выходы 3, 5, 7, 9, 10 каж 1357975дой вычислительной ячейки, Корреля- где у(р) - р-й вычисленный результатюФтор выполняет вычисление корреляци- И - количество корреляционных коэффионной функции М-разрядной входной циентов. Специфическая органиэацияпоследовательности х с одноразряд- вычислительных ячеек позволяет повыными корреляционными коэффициентами сить частоту поступления входных сиг. -налов для их последующей обработки,а по Формуле у(р) = .Е а(1)х(+р), 2 ил,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано н специализированных вычислительных устройствах, применяемых дляцифровой обработки сигналов, работающих н реальном масштабе времени, например, в радио и гидролокации, геофизике, медицине и других областяхнародного хозяйства.Цель изобретения - повышение быстродействия,На фиг, 1 представлена структурнаясхема коррелятора и иллюстрирована.особенность поступления входных данных н начале работы коррелятора; на 15фиг.2 - структурная схема вычислительной ячейки.Коррелятор (Фиг.1) содержит матри,цу из вычислительных ячеек 1,1,11,.3 (д = 1,2 М - номер строки,201,2 И - номер столбца), информационный вход 2, первый выход 3каждоивычислительной ячейки, второйвход 4 каждой .вычислительной ячейки25(вход 4 ячеекф первой строки являетсявходом задания корреляционных коэффициентов коррелятора), второй выход 5каждой вычислительной ячейки, кромеячеек последней строки, третий вход 6каждой вычислительной ячейки (вход 6ячеек первой строки является входомзадания нуля коррелятора), третий выход 7 каждой вычислительной ячейки,кроме ячеек последней строки, четвертый вход 8 каждой вычислительной 35ячейки (вход 8 ячеек первой строкиявляется входом запрета формированиясуммы коррелятора), пятый выход 9каждой вычислительной ячейки, кромеячеек последней строки, и выход 10 ре зультата. Вычислительная ячейка (фиг.2) со"держит первый элемент 11 задержки,элемент И 12, второй элемент 13 задержки, сумматор 14, дополнительныйэлемент И 15, пятый 16 задержки, третий 17 и четвертый 18 элементы задержки.Коррелятор выполняет вычислениекорреляционной Функции М-разряднойвходной последовательности х содноразрядными корреляционными коэфФициентами а(х) по формулеИ у(р) =У ах(1+ р),(1)1=0где у(р) - р-й вычисленный результат,И - количество корреляционныхкоэффициентов.Коррелятор работает следующим образом.Входные данные х(з), поступин на первый вход 2 коррелятора, н процессе вычисления передаются во все вычислительные ячейки, в которых они необходимы для вычисления выражения (1).Все элементы 11, 13, 16, 17 и 18 задержки всех вычислительных ячеек 1.1,1-1.3.управляются одним и тем же тактовым сигналом, входы которого не показаны. В начальный момент времени всеэлементы 11, 13, 17 и 18 задержки,обнулены, В элементе 16 задержки записана логическая "1", Входные данныех(1.) и коэффициенты а(1) поступаютна первый и второй входы коррелятора(Фиг.1) . В первом столбце коррелятора вычисляется .у(о), но втором -у(1), в третьем - у(2), в четнертому(3), в пятом - у(4),1357975 45 аИ) = а(11-1)шойМ); КОых И) = Квх И); 3В вычислительной ячейке 1 выполняются следующие преобразования вход- ных и выходных данных: а,. И+1) = а,И); х, И+1) 1хИ); с И+1) = у И) КИ) х х с 1 И) Ч уИ) К Ох (й) х И) х10 х а И) Ч с ,(й) х (С) а О; у) Я+1) = уК,(с) О+ с,(с) О+ О+ х И) а,х(с)квых И) = квх И), 15 где 3 - номер ячейки 1 в столбце,х (1) - 3-й разряд входного данногоОххИ), поступивший на первыйвход 2 ячейки 1 в момент вре мени с;а И) в корреляционн коэффициент,Охпоступивший на второй вход 4ячейки 1 в момент времени й;с И) - перенос из младшего разряда, 25Охпоступивший на третий вход 6ячейки 1 в момент временис(с, И) = О);К И)- сигнал запрета формированияОхсуммы, поступивший на четвер)тый вход 8 ячейки 1 в моментвремени И) 3уИ) - состояние четвертого выхода10 ячейки 1 в момент времени С; 35хИ+1) - 3-й разряд входного данОьаного х(1), поступивший напервый выход 3 ячейки 1 в момент времени И+1);аО (г+1) - корреляционный коэффициент, поступивший на второйвыход 5 ячейки 1 в моментвремени И+1),при этом авих И+1) = а",", И+1). сОых И+1) - перенос в старший раз ряд, поступивший на третий выход 7ячейки 1 в момент времени И+1), приэтом,сОх (+1) с " И+1);КИ) - сигнал запрета формирования суммы, поступивший на пятый . выход 9 ячейки 1 в момент времени й, при этом 4+ - сумма по модулю 2,Сигналы запрета формирования суммыподаются на столбцы в такой последовательности: в 14 такте - 3-й столбец, в 15 такте - 1-.й столбец, в16 такте - 4-й столбец, в 17 такте2-й столбец, в 18 такте - 5-й столбец, в 19 такте - 3-й столбец, в 20такте - 1-й столбец и т,д.Порядок поступления сигнала запрета формирования суммы,Е, Период поступления сигнала запрета формирования суммы равен М.ЕЕ. Наличие сигнала запрета формирования суммы соответствует логическому нулю.Е, Для М = 2 д+1,= 0 1 2 Внулевом такте (за такт до поступленияпервого данного) сигнал подается навход первого столбца, в первом такте - на (М+3) /2 столбец, во второмтакте - на 2 столбец, в третьем такте - на (М+5) /2 столбец, в четвертомтакте - на 3 столбец, в пятом такте -на (М+7) /2 столбец, в (р+2) /2 такте(р ( МЙ, р = 23.) - на р-й столбец,в (р+4) /2 такте - на (М+2 р+1) /2 столбец, в (М) такте - на (М) /2 столбец, в (М) такте - на М-й стобец,в (М) такте - на (М+1) /2 столбец.В М такте сигнал подается на 1 столбец и т.д.Для М = 21, 1 = 0,1,2 В нулевомтакте сигнал подается на вход первого и (М/2+1)-го столбцов, во второмтакте - на 2 и (М/2+2)-й столбцы, вчетвертом такте - на 3 и (М/2 + 3)-йстолбцы, в (р+2) /2 такте (р ( М/2-1,р = 21.) - на р-й и (М/2+р) -й столбцы,в (М) такте - на М/2 и М столбцы.В М такте сигнал подается на 1 и(2(8-1)д = 1,2,3Подставляя номер столбца Б вуравнение (2), можно вычислить номертакта Т, в котором должен быть подансигнал запрета формирования суммы наэтот столбец.Перед началом вычисления корреляции нового входного массива не нужнопроводить обнуление всех элементов11, 13, 17 и 18 задержки. Достаточноподать сигнал запрета формированиясуммы на четвертый вход 8 ячейки1.1. 1 за такт до поступления первогоданного нового массива, а на остальные столбцы коррелятора подавать сигналы запрета формирования суммы в со-. ответствии с изложенным, что дает . возможность без перерыва приступать к обрабстке данных входного массива х, в то время когда в старших столбцах коррелятора заканчивается обработка данных предыдущего массива х,10Так .как длина столбца коррелятора М соответствует требуемой разрядности чисел преобразованной последовательности, а при вычислении производится . М суммирований, то количество значащих разрядов чисел входной последовательности должно быть на 1 1 оцИменьше, чем в числах преобразованной последовательности (3 А- ближайшее большее целое),Формула и з обре т е н и яКоррелятор, содержащий матрицу из И столбцов (где И - длина корреляционной последовательности) и М строк (где М - разрядность чисел входной последовательности) вычислительных ячеек, каждая из которых состоит из элемента И, сумматора, первого, второго, третьего и четвертого элементов задержки, причем первый .вход элемента И объединен с входом первого элемента задержки и является первым35 входом вычислительной ячейки, выход первого элемента задержки является первым выходом вычислительной ячейки, второй вход элемента И объединен с входом второго элемента задержки и является вторым входом вычислительной ячейки, выход второго элемента задержки является вторым выходом вычислительной ячейки, выход элемента И соединен с первым входом сумматора, 4 второй вход которого является третьим входом вычислительной ячейки, первый и второй выходы сумматора соединены с входами третьего и четвертого элементов задержки соответственно, выходы которых являются третьим и четвертым выходами вычислительной ячейки соответственно, первый вход каждой вычислительной ячейки первогостолбца является соответствующим информационным входом коррелятора, первые входы вычислительных ячеек каждого последующего столбца соединеныс первыми выходами вычислительныхячеек предыдущего столбца соответственно, вторые входы всех вычислительных ячеек первой строки являютсявходами задания корреляционных коэффициентов коррелятора соответственно,третьи входы которых являются входа-.ми задания нуля соответственно, вкаждом столбце вторые и третьи входыкаждой последующей вычислительнойячейки столбца соединены с вторым итретьим выходами предыдущей вычислительной ячейки столбца соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродейст-.вия, в каждую вычислительную ячейкувведены дополнительный элемент И ипятый элемент задержки, вход которого,является четвертым входом вычислительной ячейки, выход пятого элемента задержки соединен с первым входомдополнительного элемента И и является пятым выходом вычислительной ячейки, второй вход дополнительного элемента И соединен с выходом четвертого элемента задержки, выход дополнительного элемента И,подключен к третьему входу. сумматора, четвертые входы всех вычислительных ячеек первойстроки являются входами запрета формирования суммы коррелятора, в каждомстолбце четвертый вход каждой последующей вычислительной ячейки столбцасоединен с пятым выходом предыдущейвычислительной ячейки, четвертый выход 1,)-й (1 = 1,2, М,= 1,2,Ы) вычислительной ячейки является соответствующим выходом результата коррелятора.1357975 Ю. Г Составитель Е.Е Техред М. Ходани оваКорректо яга тор О.Голов аказ б 001/51. Проектна афическое предприятие, г. Ужгоро енно оизв Тираж 671 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Раушская