Устройство для определения локальных экстремумов

(1)5 6 06 г 7 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОП К АВТОРСКО вычислительной технике и может б пальзовано в устройствахобработки мации Цель изобретения - расш области применения за счет обесп выявления экстремумов при измене рогового значения, повышение наде работы за счет исключения сбоев в анализируемых массивов функции. ство содержит буферные регистры 1 гистр порога 3, схемы сравнения 4. анализа 6, злемент задержки 7; ре экстремума 8. Триггер 9, счетчик 1 гистр номера каналов 11. 1 з.п.ф-лы,Я О(21) 4785077124 (22) 22.01.90 (46) 23.10,92, Бюл (71) Нижегородск ский приборостр (72) В,В,Малыгин (56) Авторское св ЬЬ 1005032. кл, 6Авторское св М 1164694, кл, 6 (54) УСТРОЙСТ ЛОКАЛЬНЫХ ЭК (57) Изобретение. %39 ий научно-исследоватеоительный институт идетельство СССР06 Р 7/06, 1981.идетельство СССР06 Р 7/06, 1983.ВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНСТРЕМУМОВотносится к автоматик ыть ис- инфорирение ечения нии пож ности начале Устрой- ,2, ре, блок гистр Ои ре ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано В устройствах обработки информации, в измерительных приборах, когда измеренные параметры сигналов представлены в цифровой форме,Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности выявления экстремумов при изменении порогового значения и повышения надежности эа счет устранения возможности сбоев в начале анализируемой функции,На фиг.1 представлена блок-схема устройства для определения локальных экстремумов; на фиг.2 - схема узла формирования сигналов записи и сброса,Устройство содержит первый и второй буферные дегистры 1, 2, первую и вторую схемы сравнения 3, 4, регистр экстремума 5, регистр порога б. узел Формирования сигналов записи и сброса 7, триггер 8, элемент задержки 9, регистр номера канала 10, счетчик номера канала 11.При этом информационными входами устройства являются входы первого буферного регистра 1, выходы которого соединены с информационными входами второго буферного регистра 2 и входами первой группы первой схемы сравнения 3, выходы второго буферного регистра 2 соединены с входами второй группы первой схемы сравнения 3, с входами первой группы второй схемы сравнения 4 и с информационными входами регистра экстремума 5. Входы второй группы второй схемы сравнения 4 подключены к выходам регистра порога 6, входы которого являются входами предварительной установки кода. порога устройства. Первый и второй вход узла формирования сигналов записи и сброса 7 соединены соответственно с первым и вторым выходами первой схемы сравнения 3, третий. четвертый и пятый входы узла формирования 7 соединены соответственно с выходами второй схемы сравнения 4, триггера 8 и элемента задержки 9, вход которого является тактоьым входом устройства и соединен с соответствующими входами записи первого 1 и второго 2 буферных регистров. Третий вход первого буферного регистра является входом предварительной установки устройства. Первый, второй и третий Выходы узла формирования 7 соединены соответственно с входами установки в единицу и сброса триггера 8, и с входами записи регистров экстремума 5 и номера канала 10, третий вход триггера 8 является входом логического нуля устройства, Счетный вход счетчика 11 номера канала соеди зом 10 Каждый такт поступления кода дискретной выборки исследуемой функции. сопро 15 20 30 предыдущего цикла сравнения, В устройстВе производится сравнение каждых двух по 50 55 нен с тактовым входом устройства, а выходы соединены с информационными входами регистра 10 номера канала, Выходы которого являются выходами кода номера канала устройства. Узел формирования 7 сигналов записи и сброса содержит три элемента ИНЕ, элемент И и элемент НЕ, Устройство работает следующим обравождается (стробируется) сигналом запуска по переднему фронту которого происходит перезапись информации (сдвиг) из первого буферного регистра во второй с одновременным обновлением информации в первом буферном регистре, а по заднему фронту - прикращение на единицу содержимого счетчика 11 номера канада,Логика выбора экстремума описывается системой неравенств: б бь 1; б,б+1; б 1 бп, где бь бь 1, б+1 - последовательнье выборки исследуемой Функции, бд - значение порога. Для идентификации экстремума необходимо в каждый момент времени иметь информацию и трех последовательно Взйтых Выборках бь 1, бь б 1+1. ДЛЯ зтОЙ цеди используется два буферных регистра и триггер, хранящий информацию и ре:ультате следовательных выборок, осуществляя в начале проверку только первого и третью о условий экстремума и если они не Вьполняются (б 5 бь 1, б 1 -б), то значение б уже не может быть локальным экстремумом и проверка третьего условия уже теряет смысл, Напротив, если первое и третье условия Выполняются (бб.1, бб), то этот факт фиксируется путем установки триггера 8 в единичное состояние и после записи новой выборки в буферный регистр 1(б 1+1) и сдвига предыдущей выбооки (б) в буферный регистр 2 уже проверяется выполнение двух других (второго и третьего) условии экстремума. При их выполнении инФормация об экстремуме записывается в регистры экстремума 5 и номера канада 10 импульсом записи.Проверка условий экстремума эсуществляется двумя схемами сравнения 3 и 4. Схема сравнения 3 сравнивает смежные выборки, хранящиеся в буферных регистрах 1 и 2, а результат сравнения выдает по двум выходам, соответствующим выполнению условий б 1 бь 1(выход) после первого цикла сравнения (где б и бь 1 выборки, хранящиеся соответственно в буферных регистрах 1 и 2),и Ф 4+1(выход 11) после второго цикла сравнения (где б 1 и б+1) Выборки, хранящиесяпосле сдвига информации в буферных регистрах 2 и 1 соответственно), Схема сравнения 4 сравнивает значение выборок с величиной порога, хранящейся в регистре 6 пОрога, Результаты сравнения (со схем сравнения), информация о состоянии триггера, а также сигнал записи (с элемента 9 задержки) поступает в узел 7 формирования сигналов записи и сброса соответственно по входам с по Ч. В зависимости от состояния этих входов он коммутирует сигнал записи для установки триггера 8 в единичное (выход 1) и нулевое состояние (выход 1 О, а также для локализации экстремума в регистрах 5 и 10 (выход И). Логика работы узла формирования приведена в табл,1; таблица состояния входов и выходов узла формирования в соответствии с логикой его работы - в табл,2.Узел. Формирования результатов сравнения выдает положительный сигнал записи для фиксации экстремума (передним фронтом сигнала) и отрицательные сигналы для установки триггера в "1" (нулевым потенциалом), и в "0" (задним положительным фронтом).Элемент задержки формирует импульс записи, так что его передний фронт задерживается относительно переднего фронта сигнала запуска на время гз переходных процессов в буферных регистрах 1, 2 и схемах сравнения 3, 4. Локализация экстремума происходит по переднему фронту импульса записи. а по его заднему фронту и нулевому потенциалу соответственно происходит сброс и установка триггера.Пример определения экстремума.В исходном состоянии регистр Ьэкстремума, счетчик 11 номера канала, регистр 10 номера канала, триггер 8 устанавливаются в нулевое состояние (входы установки на фиг.1 не показаны), а буферный регистр 1 - в единичное состояние,Первая выборка Ф по переднему фронту импульса запуска запишется в буферный регистр 1, а установленная в нем ранее информация (на предустановке) перепишется в регистр 2 (ди),Первая выборка не может быть экстремумом, поскольку содержимое регистра 1 не может превысить содержимое регистра 2 (дь 1б). Поэтому сигнал записи с элемента задержки не "пройдет" на выходц узла формирования. Так будет продолжаться до тех пор, пока очередная выборка, записанная в регистр 1, не превысит значения выборки в регистре 2 (дд и) и порогового значения (йд). В этом случае узел формирования направит сигнал записи для установки триг 20 30 ды пе;"ого буферного регистра подклю 35 40 порога устройства, выходы счетчика номера 45 что, с целью расширения области примене 50 соответственно с первым и вторым выхода 55 ми первой схемы сравнения, третий, четвер 5 10 гера в "1". Если при приеме следующей выборки дую+1 величина предыдущей выборки дь сдвинутой.в регистр 2, превысить значение только что записанной в регистр 1 выборки, а также значение уровня порога д (дгА+1, д 1 сЬ), т,е. выполняются условия (1), узел формирования направит сигнал записи для локализации найденного экстремума и для последующего сброса триггера, 8 других случаях (д д 1+1, д д) сигнал записи будет направлен узлом формирования только для сброса триггера.Таким образом, идентификация экстремумбв происходит в темпе поступления выборок, все выборки поочередно проверяются на выполнение условия экстремума, причем полученный результат достоверен нэ всей области исследуемой функции. При этом сложность устройства не зависит от количества дискретных выборок исследуемой функции,Формула изобретения 1. Устройство для определения локальнь 1 экстремумов, содержащее два буферны.; регистра, регистр порога, две схемы сраь,.ения, триггер, счетчик и регистр номерааа, причем информационные входы пер ".г буферного регистра являк)тся инфорь-;.:, иннами входами устройства, выхочены к входам первой группы первой схемы сравнения и информационным входам второго бу.)ерного регистра, выходы которого соединены с входами второй группы первой схемы сравнения и с входами первой группц второй схемы сравнения, входы второй группь которой подключены к выходам регистра порогавходы которого являются входами предварительной установки кода какала соединены с информационными входами регистра номера канала. выходы которото являются выходами кода номера канала устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем,ния за счет обеспечения выявления экстремумов при изменении порогового значения и повышения надежности за счет устранения возможности сбоев в начале анализнруемой. функции, оно.содержит элемент задержки, регистр экстремума и узел формирования сигналов записи и сброса, первый и второй входы которого соединены тый и пятый входы блока узла формирования соединены соответс гвенно с выходами второй схемы сравнения, триггера и элемента задержки, вход которого является тактовым входом устройства иСОСТОЯ НИ триггера риггера в , ОСТОЯНИЕацАя , сброса рсУстановка единичное сЛокаизЭКСТРВММатр; геСООСГГВР1 соединен с соответствуяцими входами записи первоГО и второГО буферных регистров и счетным входом счетчика номера канала, третий вход первого буферного регистра является входом предварительной установки устройства, первый, второй и третий выходы узла соединены соответственно с входами установки в "1" и сброса триггера и с входами записи регистров экстремума и номера канала, третий вход три-гера является Входом логического нуля устройства, а информационные входы регистра эксремума соединены с выходами второго буфеоного регистра,2, Устройство по п.2, О т л и ч а Го щ е ес я тем, что узел. формирования сигналов записи и сброса содержит три элемента И -Е, элемент И иэлемент НЕ, причем первый вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И НЕ, второй вход - с первым Входом элемента И, третий 5 вход - с вторыми входами первого и второгоэлементов И - НЕ и элемента И, четвертый вход - с третьим входом элемента И, с первым входом третьего эл мента И - НЕ и через элемент НЕ - с третьим Входом пеового 1 о элемента И - ЬЕ, пятый ВхОд - с четве 1 ымивходами первого элемента И - ЯЕ, элемента И и вторым входом третьего элемента ИНЕ, третий ВХОД котолОГО соедлнен Г Выходом второго элемента И - НЕ, Выходы 15 первого и третьего элементов И-Н Е, а такжеэлемента И являются соо геетсВен но Гервым, Вторым к Гретьим Выходами Олока,ыходы узла фомироэан1770959 Составитель В,МалыгинТехред М. Моргентал орректор .Н, Буц Редактор О.Стенин Заказ 3743 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ТСС т "Патент", г. Ужгброд, ул.Гагарина, 1 изводственно-издательский к