Устройство для приема информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 19) 08 С 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАН ОБРЕТЕНИ ОРСНОМУ ЕТЕЛЬСТ(21) (22) (46) (72) (71) желе 34 вт интеэ слша.1972,идетельС 19/2 Н 3432848/18-24 дом блока памяти и вторым входом30. 04.82 второго регистра, первый выход ко 15.09.83. Бюл. М торого соединен с третьим входомВ.Г.Иванов блока памяти, четвертый вход котороХарьковский институт инженеров го соединен с входом устройства,знодорожного транспорта второй выход орого регистра соедиим. С.М,Кирова нен с вторыми входами первого, тре- (53) 621398(088,8) тьего, четвертого и пятого элемен тов И и через первый элемент НЕ с (56) 1. Анализ и с игналов с вторым входом второго элемента И, помощью функций Уо "Зарубежная третий выход второго регистра соерадиоэлектроника", И 5, с. 23. динен с третьими входами второго,2, Авторское св ство СССР третьего и пятого элементов И и че- Ю 888171, кл. 6 08 8, 1980 . рез второй элемент НЕ - с третьим (прототип). входом четвертого элемента И, выходывторого, четвертого и пятого элемен- (54)(7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И тов И соеринены с входами первого ФОРМАЦИИ, содержащее хрониэатор, элемента ИЛИ, выход которого соедипервый выход которого соединен с пер- нен непосредственно с вторым входом вым входом первого регистра, первый первого ключа и через третий элемент и второй выходы которого соединены НЕ - с вторым входом второго клюсоответственно с объединенными пер- ча, выход которого соединен с втовыми входами первого и второго эле- : рым входом сумматора, выход кото- ментов И и объединенными первымирого соединен с выходом устройства, входами третьего и четвертого элемен- о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, тов И, третий выход - с первым вхо- с целью повышения быстродействия уст дом пятого элемента И, выходы первь- .ройства, в него введены дешифратор, го и третьего элементов И соединены ячейки памяти, регистр сдвига, тре" соответственно с первым и вторым вхо-. тий ключ, второй, третий, четвертый дами счетчика, третий вход которого и пятый элементы ИЛИ, четвертый высоединен с вторым выходом хрониэа- ход первого регистра соединен с пертора, третий выход хрониэатора соеди- вым входом дешифратора, первые выхонен с первыми входами сумматора и ды которого через второй элемент ИЛИ второго регистра, вторым входом пер- соединены с первым входом регистра вого регистра и четвертым входом . сдвига, входом хронизатора и первым счетчика, выход которого соединен с входом третьего элемента ИЛИ, выход первым входом блока памяти, выход которого соединен с третьим входом которого соединен с первыми входа- , . второго регистра, вторые выходы деми перврго и второго ключей, четвер"шифратора соединены через четвертый тый и пятый выходы хрониэатора сов", элемент ИЛИ с вторым входом третье" динены соответственно с вторым вхо- . го элемента ИЛИ и первым входом пер1042062 вой ячейки памяти, третьи выходыдеаифратора через пятый элемент ИЛИсоединены с третьим входом третьегоэлемента ИЛИ и первым входом второйячейки памяти, выход первого ключасоединен с вторым входом регистрасдвига, третий вход которого соединен с третьим выходом хронизатора,выходы ячеек памяти и выход регистра сдвига соединены соответственнос вторым и третьим входами сумматора, выход которого соединен с объИзобретение относится к телеизмережиям и может быть использовано для восстановления процессов по сжатым данным на приемном конце теле" метрической системы.Известно устройство восстановле-, ния исходной информации по сжатым данным, когда существенными координатами являются коэффициенты Удполученные в результате разложения контролируемого процесса по оро- . гональным базисным функциям, содержащее генератор ортогональных функций, аналоговые умножители, сопротивления и суммирующий операционный усилитель 1.Недостатком этого устройства является невысокая точность воспроизведения контролируемого параметра за счет того, что система функций Уолша, полученных с генератора, даже при высоких порядках нормированной частоты следования должна, сохранять ортогональность,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для приема информации, содержащее блок управления, блок памяти, счетчик, элементы И, регистры элементы НЕ элемент ИЛИ, ключи, сумматор, первый вход счетчика подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого подключен к входу, устройства, выход блока памяти через ключи соединен с входами аналогового сумматора; третиР выход бпока управления подключен к единенными вторыми входами ячеек гъмяти и первым входом третьего ключавыход и второй вход которого соединены соответственно с .пятым входомблока памяти и шестым выходом хронизатора, седьмой, восьмой, девятыйи десятый выходы хронизатора соединены соответственно. с вторым входомдешифратора, третьим входом первого регистра, третьим входом первой ячейки памяти и третьим входом второйячейки памяти. управляющему входу аналогового сумматора, к второму входу счетчика ик первым входам регистров, вторые.входы которых соединены с четвер тыми и пятыми выходами блока управ"ления, выходы счетчика подключенык третьему входу блока памяти четвертый вход которого соединен с первыми выходами второго регистра, вто рой выход которого через первый элемент НЕ подключен к первому входупервого элемента И и непосредственно к первым входам остальных элементов И, второй выход второго регист ра через второй элемент НЕ соединенс вторым входом второго элементаИ и непосредственно - свторымивходами первого, третьего и четвертого элементов И, выходы первого, 20 второго и третьего элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого непосредственно черезтретий элемент НЕ соединен с управляющими входами ключей первый вы ход первого регистра подключен квторому входу первого элемента И,второй выход первого регистра соединен с третьими входами второго ичетвертого элементов И, третий вы ход первого регистра подключен ктретьему входу третьего элемента ИГ 21.Недостатком известного устройстваявляется невысокое быстродействие,так как для восстановления исходной з информации требуется большоеъ числоопераций типа сложения - вычитания,Цель изобретения - повышение быстродействия, т.е. сокращение числа операций типа сложения - вычитаз 1042ния при синтезе исходной информа-ции,Цель достигается тем, что в устройство для приема информации, содержащее хронизатор, первый выходкоторого соединен с первым входомпервого регистра, первый и второйвыходы которого соединены соответ-.ственно с объединенными первыми вхо-дами первого и второго элементов .И 10и объединенными первыми входамитретьего и четвертого элементов И,третий выход. - с первым входом пято-.го элемента И, выходы первого.и третьего элементов И Соединены соответственно с первым и вторым входамисчетчика, третий вход которого сое"динен с вторым выходом хронизатора,третий выход хронизатора соединен спервыми входами сумматора и второгорегистра, вторым входом первого ре- -:гистра и четвертым входом счетчика,выход которого соединен с первымвходом блока памяти, выход которогосоединен с первыми входами первогои второго ключей, четвертый и пятыйвЫходы хронизатора соединены соответственно с вторым входом блокапамяти и вторым входом второго регистра, первый выход которого соединен с третьим входом блока памяти,четвертый вход которого соединен, свходом устройства, второй выход второго регистра соединен с вторыми входами первого, третьего, четвертого35и пятого элементов И и через первыиэлемент НЕ с вторым входом второгоэлемента И, третий выход второгорегистра соединен с третьими входами второго, третьего и пятого элементов И и через второй элемент НЕс третьим входом четвертого элемента И, выходы второго, четвертого ипятого элементов И соединены с входа"ми первого элемента ИЛИ, выход кото": 45рого соединен непосредственно с вто-.рым входом первого. ключа и через тре"тий элемент НЕ " с вторым входомвторого ключа, выход которого соединен с вторым входом сумматора,:выход которого соединен с выходом.устройства, введены дешифратор, ячейки йамяти, регистр сдвига, третийключ, второй, третий, четвертыйипятый элементы ИЛИ, четвертый выход .первого регитра соединен с первымвходом дешифратора, первые выходыкоторого через второй элемент ИЛИсоединены с первым входом регистра 0624сдвига, входом хронизатора и первымвходом третьего элемента, ИЛИ, выходкоторого соединен с третьим входомвторого регистра, вторые выходы дешифратора соединены через четвертыйэлемент ИЛИ с вторым входом третьего элемента ИЛИ и.первым входом первой ячейки памяти, третьи выхо 4 ыдешифратора через пятый элемент ИЛИсоединены с третьим входом третьегоэлемента ИЛИ и первым входом втбройячейки памяти, выход первого ключасоединен с вторым входом регистрасдвига, третий вход которого соединен с третьим выходом хронизатора,.выходы ячеек памяти и выход регистра сдвига соединены соответственнос вторым и третьим входами сумматора, выход которого соединен с объединенными вторыми входами ячеекпамяти и первым входом третьего ключа, выход и второй вход которогосоединены соответственно с пятымвходом блока памяти и шестым выходомхронизатора, седьмой, восьмой,девя"тый и десятый выходы хронизаторасоединены соответственно с вторымвходом дешифратора, третьим входомпервого регистра, третьим входом первой ячейки памяти и третьим входомвторой ячейки памяти,На .чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит хронизатор1, блок 2 памяти, счетчик 3, элементы 4 и 5, первый регистр 6, второйрегистр 7, элементы 8 и 9, элементыИ 10, 11 и 12,элемент ИЛИ 13, элемент НЕ 14, первый ключ 15, второйключ 16, сумматор 17, дешифратор18, элементы ИЛИ 19, 20, 21, и 22,первую ячейку 23 памяти, вторую ячейку 24 памяти, регистр 25 сдвига,третий ключ 26Ниже проводятся рассуждения, по-,зволяющие по сравнению с прототипомуменьшить число операций типа сложения - вычитания про восстановле,нии исходной информации, когда существенными координатами являютсякоэффициенты Хаара. Работа прототи"па основывается на следующем соотношении:Р (х) а+ (-1) Ь, 3, (1)где х=0,Е, с 2 Е - двоичное значение аргумента;1 Е 2- 1- =3 щ 1 Ь,Д; обобщенные коэффициенты Хаара.коэффициента с индексом максимального значения пг. Таким образом, выражение ( 5 ) окончательно можнозаписать Р (х)=с+Ь +Ь О 1 21 З 1 Р 1(")= Ро(хЬз 1 Р(х) = с 1- Ь 21+ Ъ з 2 (х) Р(х) гЬ(х) с+ь ЬР 5(х)= Рф(х)-2 ЬР 6 (х) =с 2- Ь 22+Ь;5 аР (х) Р (х) 2 Ь Число операций типа сложениявычитания в выражении ( 6 ) равнодвенадцати и следует еще добавитьдве операции для выражения (4 ) и общее число операций будет равнятьсячетырнадцати,Режим работы устройства задаетхронизатор 1.С выходов хронизатора 1 в первый6 и второй 7 регистры заносится двоичное значение х=0,000 и пг=0,000,Элементы И 4 и 5 заблокированы нулевыми значениями двоичного кода срегистра 6 и в счетчик 3 информациине поступает,На первый вход счетчика 3 с выходахронизатора 1 поступает единица ина входы блока памяти 2 поступаетзначение адреса 001 и 000, по которому считывается коэффициент а. Эле.менты И 10, 11 и 12 заблокированы свыходов регистра 7, в котором находится значение 000. Отрицательныесигналы с выходов этих элементов4 поступают на входы элемента ИЛИ 13.Низкий сигнал с выхода этого элемента, проинвертированный элементомНЕ 14, поступает на управляющий входключа 16 и разрешает прохождениекоэффициента а на прямой вход сум 1матора 17.Ключ 15 не сработает, так какна его управляющем входе будет отрицательный сигнал с выхода элементаИЛИ 13. Сумматор 17 должен быть накапливающего типа. Во второй регистр7 добавляется единица и его содержимое становится равным 001. Элементы И 4 и. 5 остаются заблокированыи содержимое счетчика;3 равно 001.Таким образом на входы блока памяти2 поступает соответственно адрес 001и 001 и с выхода блока памяти 2 считывается коэффициент Ь . Ключ 16 остается открытым, ы считанный коэф фициент Ь поступает на прямой входсумматора 17. Управляющий вход с вы Р (Х):с +Ь 22+ Ъ Р( )=+Ь 2- Р (х=с -Ь +Ь 50 6 2 22 За.Р (х)=с -Ь -ЬО 1 1 31Р: с Р (х)-с Ь +ъР (х) =с 1- Ь 2-Ь 2 5) Значение ным номером суммы, вычи ной точке, суммы. в точке с нечетотличается от значенияленной в.предыдущей чета удвоенное значение Тогда при каждом пг легко выделить цифры Е,Е Е, . Для этого нужны только йростейшие логические операции. По значениям пг и г можно сформировать адрес ячейки, содержа щей Ь, ) , Если следующая цифра в двоичной. записи числа х (т.е. Е) равна нулю, то Ь , г 1 прибавляется к накапливаемой сумме, а если следующая цифра равна единице, то Ьговычисляетсягпю2, =Е ( 1) Ь пг=1,2, пг, (2).е-.гдФНачав 2 =а, получаем=Ргп(х).о фог 5Заметим, что пго=1 од 2 п, где и число восстанавливаемых отсчетов функции или то же, что число коэффициентов Хаара. В каждом цикле здесь производится одно сложение и несколько логических операций. Поэтому общее20 число элементарных операций, затрачиваемых на вычисление Рп(х) в одной точке равно 1 од 2,а для восстановле ния исходной фуйкции в восьми ее точках потребуется п 1 од и или 81 од 8=8=25224 операций типа сложения - вычитания. Это число операций может быть существенно сниженоУчитывая (1 ) и ( 2), запишем ряд для восьми точек:Ро (О, 000) =а +Ь 1+Ь 21+Ь 1Р 2 (0,010)=а 1+Ь "Ь+ЬзДля выражения 3 запишем промежу-а 0 точные суммы в видеа+Ь с и а -Ь =с 2 (Ф)1 11 1 1 11Тогда выражение ( 3) можно переписать, как а 51 ОЙ 2067хода хронизатора 1 поступает на пер-вый вход ячейки 23 памяти, позволяятем самым запись в нее значения про"межуточной суммы (с =а +Ь ) с выхода,сумматора 17, Затем хронизаторустанавливает в исходное нулевое состояние первый 6 и второй 7 регистры,а также сумматор 17. С выхода хронизаторав первый регистр 6 заноситсядвоичное значение 100, а во второй0регистр 7 - значение 000. Из блока2 памяти снова считывается коэффициент аи поступает на прямой входсумматора 17. Во второй регистр 7добавляется единица и из блока 2 5памяти считывается коэффициент Ь .Элемент И 10 срабатывает, так какна его входах будут разрешающие сигналы с первого разряда второго регистра 7 с первого выхода первого 2 Орегистра 6 (старший разряд находитсяслева) и с выхода элемента НБ 8, По"ложительный сигнал с выхода элементаИЛИ 13 открывает ключ 15, и коэффи-циент Ь поступает через сдвигающий 25регистр 25 йа инверсный вход сумма"тора 17 . С выхода хронизатора 1отсутствует управляющий сигнал надешифратор 18 и элемент ИЛИ 19 остается заблокирован, тем самым позволяя прохождение информации черезрегистр 25 сдвига без изменения, т.е.без сдвига влево наодин разряд.Управляющий сигнал с выхода хрониза"тора 1 поступает на первый входвторой ячейки 2 М памяти и позволяетзапись в нее значения промежуточной суммы (с =а .;Ь) с выхода. сумматора 17. Сйгнал с выхода хрониза.тора 1 устанавливает в исходноесостояние регистры 6 и 7 и сумматор 17. В первый регистр 6 и второйрегистр 7 заносится значение х=О,ОООи е 0,000. На управляющий вход дешифратора 18 с выхода хронизатора .1 поступает разрешающий сигнал. Нанулевом выходе дешифратора 18 присутствует положительный сигнал,так как значение первого регистра 6равно 0,000.:Положительный сигнал с выхода эле-,мента ИЛИ 20 считывает значение промежуточной суммы с 1 иэ первой ячей"ки 23 памяти, которое поступает напрямой вход сумматора 17. С выходаэлемента ИЛИ 22 положительный сигналзаписывает единицу во второй регистр7. Мронизатор 1 снимает управляю;щий сигнал с выхода, тем самым блоки-. руя работу дешифратора 18, а во второй регистр добавляет единицу и его1значение становится равным 010, Изблока 2 памяти считывается значениекоэффициента Ь , так как в счетчике 3 находится код 001, а в регистре 2 - код 010. Нетрудно проследить,что сработает ключ 16 и значениепоступит на прямой вход сумматора 17.Временной хронизатор 1 добавляетединицу во второй регистр 7 и изблока 2 памяти считывается коэффициент ЬЗ, который тоже поступает напрямой вход сумматора 17. Таким образом, в сумматоре 17 находится зка"чение восстанавливаемой функции внулевой точке (Ро(х)=с+Ь+Ь), Управляющий сигнал с выхода хронизатора 1 открывает ключ 26, позволяя темсамым запись значения Ро (х) в блок 2памяти, В,первый регистр 6 добавляется единица. и управляющий сигналс выхода хронизатора 1 запускаетработу дешифратора 18. 0 дешифратора 18 сигнал появляется на первомего выходе и через элемент 22 вовторой регистр 7 поступает единицаи его значение не меняется, т.е.остается равным трем (011). Из блока 2 памяти считывается коэффициентЬ , так как срабатывает элементИ 12, положительный сигнал с выходаэлемента ИЛИ 13 открывает ключ 15и значение коэффициента Ьз поступает на регистр 25, на управляющемвходе которого присутствует разрешающий сигнал с элемента ИЛИ 19.В регистре 25 происходит сдвиг числавлево и один разряд, что равносильно умножению его на два, и на инверсный вход сумматора 17 поступаетудвоенное значение коэффициента ЬВ сумматоре 17 таким образом, находитсяся значение функции в .точке Р(х)Р (х)"2 Ь , Управляющий сигнал с вы"О З 1хода хронизатора 1 открывает ключ26, позволяя запись значения Р(х)в блок 2 памяти. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 19 поступает на вход хронизатора 1,сигнализируя об окончании циклаработы.Управляющий сигнал с десятоговыхода хроиизатора 1 устанавливаетрегистры 6 и 7 и сумматор 17 в исходное состояние. Затем в первыйрегистр 6 заносится двоичное значение х 2(010), а во второй регистр 7Заказ 71 32/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн значение в 000 и процесс обработкиполностью повторяется, как былоописано, В конце полного цикла работы в блоке 2 памяти находятся значения восстанавливаемой функции ввосьми точках согласно выражению (6) .Тираж 618 ВНИИПИ Государств по делам изобре 35, Москва, Ж, Таким образом, предложенное устройство позволяет сократить число операций типа сложения - вычитания по сравнению с прототипом, что повышает производительность труда и делает более рентабельным вычислительный процесс. Подписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д, 4/5