Устройство для сжатия информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И го со равне а с а(56)Р 7292,по закл. С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗО.БР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛВСТВ 3483443/18-2417.08,8223.11.83. Бюл.,9 43В.П.Грибок С.Ь.Солецкий,обедоносцев и А.М,Воловик621.398 (0888)1. Авторское свидетельство СС613, кл. О 08 С 15/06, 1979.Авторское свидетельство СССРявке В 3289722/18-24,08 С 19/28, 1981 (прототип)(54) (57) УСТРОЙСТВО ДНЯ СЖАТИЯ ИНФОРМУЦИИ, содержащее блок па.взяти информации, первый вход которого соединен с входной информационной ши-ной и с первым входом блока выделения тактовых импульсов, первый выходкоторого подключен к первому входублока ключевых элементов, первомувходу блока памяти аргумента и к.второму входу блока памяти информации, третий вход которого соединен с вторым выходом блока вьщеления тактовых импульсов и с вторымвходом блока памяти аргумента, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти апертуры аргумента, второй вход которого соединен с шиной управления апертуройаргумента, выход - с первым входомблока сравнения, аргумента, второйвход которого подключен к второмувыходу блока памяти аргумента, третий вход которого соединен с вторымвходом блока ключевых элементов,выход которого подключен к выходнойинформационной шине, третий входблока ключевых элементов подключенк первому выходу блока памяти информации, второй выход которо единен с первым входом блока сШ :ния функции, второй вход блок р в-, нения функции подключен к шине управления апертурой функции, первый выход - к входу селектора знака, второй выход - к четвертому входу блока памяти информации, к четвертому входу блока памяти аргумента и к первому входу первого элемента И, выход первого элемента И соединен с четвертым входом блока ключевых элементов, второй вход - с вы-. ходом блока сравнения аргумента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности путем фиксации времени появления су-щественного отсчета, в устройство введены второй элемент И и триггер, единичный выход триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом селектора знака, второй выход которого подключен к пятому входу блока ключевых элементов, выход второго элемента И соединен с третьим входом блока памяти аргумента и вторым входом блока ключевых элементов, шестой вход которого соединен с третьим выходом блока йамяти аргумента, пятый вход которого подключен к выходу первого ,элемента И, четвертый выход - к второму входу блока выделения.такто,вых импульсов, первый выход блока выделения тактовых импульсов соеди-нен с входом установки нуля триггера, вход установки единицы которого . подключен к второму выходу блока :сравнения функции.10 Изобретение относится к измерительной информационной технике и может найти применение в различныхсистемах передачи и обработки инФормации.ФИзвестно устройство для сжатияинформации, которое содержит блокпамяти, блок сравнения функции,блок определения знака, блок сравнения аргумента и блок ключевыхэлементов Ц .Недостаток данного устройствав том, что оно не обеспечивает высокой точности восстановления, поскольку не позволяет фиксироватьи формировать для передачи на приемную сторону точек локальныхэкстремумов.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для сжатия информации, со- щдержащее блок памяти, первый входкоторого подключен к входной шине,первый выход и второй вход блока памяти соответственно соединены с первым входом и первым выходом первого 25блока сравнения, второй вход которого соединен с шиной управления апертурой Функции, второй выход первого. блока сравнения подключен к входублока определения знака выход кото"рого соединен с первым входом блокаключевых элементов, выход которогоподключен к выходной шине, второйблок сравнения., блок апертурыаргумента, входы которого соединены,е шиной управления апертурой аргумен та и с первым выходом блока памятиаргумента, входы которого соединеныс выходами блока выделения так товых импульсов, с третьим ичетвертым входами блока памяти и с 40выходом блока определения знака, с,первым входом элемента И, с первымвыходом первого блока сравненияи с первым выходом второго блокасравнения, второй выход которого и 45второй выход блока памяти аргументаподключены к пятому входу блока памяти и к второму входу элемента И,выход которого, второй выход блокапамяти,третий выход второго блокапамяти, шестой вход блока памяти иодин из выходов блока .выделениятактовых импульсов подключены квторому, третьему, четвертому ипятому входам блока ключевых элементов, вход блока выделения тактовых импульсов соединен с входнойшиной, четвертый вход блока памятиаргумента подключен к второму входу,второго блока оравнения, третийвход которого соединен с выходом 60блока апертуры аргумента. Устройство позволяет точно Фиксироватьточки существенных отсчетов, необходимые для линейной интерполяции, и, в частности, выделять точ ки с амплитудой локальных экстремумов 2 .Однако известное устройство не позволяет определить точное время появления Локального экстремума, так как количество тактовых импульсов между моментом появле-. ния локального экстремума и моментом определения, что данная точка действительно локальный экстремум, не является постоянным. Оно в широких пределах зависит от скорости изменения регистрируемого процесса и от величины апертуры. Вследствие этого снижается точность восстанов, пения изглеряемых сигналов по принятым на приемной стороне существенным отсчетам.Кроме того, не удается производить оценку параметра в текущий момент времени (если, конечно, в текущий момент не выделен существенный отсчет. По принятым на приемной стороне существенным отсчетам восстановление производится назад: считается, что сигналы между существенными отсчетами можно аппроксимировать линейной Функцией, т.е. Участок изменения измеряемой функции от последнего существенного отсчета до текущего глбмента времени не восстанавливается. Это может существенно снизить оперативность управления течением измеряемого процесса.Целью изобретения является павышение достоверности информации путем Фиксации времени появления существенного отсчета (и, в частности, локального экстремума) и обеспечения возможности оценки параметра на участке от последнего существенного отсчета до текущего момента времени.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сжатия информации, соцержащее блок пагляти информации, первый вход которого соединен с входной информационной шиной и е первым входом блока выделения тактоВых импульсов, первый выход которого подключен к первому входу блока ключевых элементов, первому входу блока памяти аргумента и к второму входу блока памяти информации третий вход которого соединен с вторым выходом блока выделения тактовых импульсов и с вторьм входом блока памяти аргумента, первый выход которого подключен к первому вхо ду блока памяти апертуры аргумента, второй вход которого соединен с шиной управления апертурой аргумента, а выход - с первым входом блока сравнения аргумента, второй вход которого подключен к второму выходу блока памяти аргумента, третий вход которого соединен с вторым входом0 блока ключевых элементов, выходкоторого подключен к выходнойинформационной шине, третий входблока ключевых элементов подключен к первому выходу блока памятиинформации, второй выход которого 5соединен с первым входом блока сравнения функции, второй вход блокасравнения функции подключен к шинеуправления апертурой функции, первыйвыход - к входу селектора знака,второй выход - к четвертому входублока памяти информации, к четвертому входу блока памяти аргументаи к первому входу первого элемента Ивыход которого соединен с четвертым 15входом блока ключевых элементов, авторой вход - с выходом блока сравнения аргумента, введены второйэлемент И и триггер, при этом единичный выход триггера под;лючен кпервому входу второго элемента И,второй вход которого соединен с первым выходом селектора знака, второйвыход которого подключен к пятомувходу блока ключевых элементов выР 25ход второго элемента И соединен стретьим входом блока памяти аргумента и вторым входом блока ключевыхэлементов, шестой вход которого соединен с третьим выходом блока памяти аргумента, пятый вход которогоподключен ,к выходу первого элемента И, четвертый выход - к второмувходу блока выделения тактовых импульсов, первый выход блока выделения тактовых импульсов соединен с З 5входом установки нуля триггера, входустановки единицы которого подключен к второму выходу блока сравнения функции.40На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.устройство для сжатия информации содержит входную информационную шину 1, блок 2 выделения тактовых импульсов, блок 3 памяти информации, блок 4 памяти аргумента, триггер 5, блок б кхпочевых элементов,выходную информационную шину 7, селектор 8 знака, блок 9 сравненияфункции, шину 10 управления апертурой функции, элементы И 11 и 12,блок 13 памяти апертуры аргумента,шину 14 управления апертурой аргумента и блок 15 сравнения аргумента.55Блоки, входящие в состав устройства могут быть выполнены различ.ным образом. Ниже приводятся вариан.ты схемных решений, блоков, которыебыли отмаркированы И проверены на бОпредприятии.Блок 2 выделения тактовых им-пульсов включает элемент временнойзадержки, а также элемент выделенияпервого импульса и вычитания пер- б 5 вого импульса из импульсной последовательности. Блок 3 памяти информации включает элемент ИЛИ и два регистраЭ -триггеров: входной регистр.и регистр памяти, Блок 4 памяти аргумента включает в свой состав дво.ичный счетчик, регистрЭ -триггеров,два дешифратора и элемент задержки.Блок б ключевых элементов включаетэлемент ИЛИ, регистр З -триггеров,разрядные ключи и выходной формирователь. Селектор 8 знака содержитэлементы сравнения, З -триггери элемент задержки. Блок 9 сравнения функции содержит два входныхрегистра, регистр апертуры, сумматор, элементы сравнения и элементы задержки. Блок 13 памяти апертуры аргумента содержит два регистра Р -триггеров: апертуры иапертуры аргумента, схемы деления.Блок 15 сравнения аргумента содержит два входных регистра З -триггеров, сумматор, элементы сравнения и элементы задержки. Остальные блоки, входящие в. состав предлагаемого устройства для сжатияинформации, являются стандартнымии не требуют особых разъяснений,Входными данными устройства длясжатия информации являются сигналы датчиков в форме напряжения (аналоговая Форма) или кодовых посылокцифровая форма), которые сопровождаются тактовыми импульсами строгофиксированной частоты.Для простоты изложения предположим, что устойство для сжатия ин-.формации обслуживает только одиндатчик (одноканальная система обработки), который выдает кодовые посылки, а частота тактовых имнульсов, сопровождающих каждую кодовуюпосылку, такова, что даже при наиболее быстром изменении входногосигнала разница в двух последова-.тельно поступающих в устройствокодах не превышает единицы младшего разряда.В таком случае предлагаемое устройство для сжатия информации работает следующим образом,Кодовые посылки с постоянным,известным числом разрядов, отража-,ющие сигналы датчика, поступают навход устройства для сжатия информации последовательным(или параллельным) кодом в сопровождении такто-,вых импульсов по входной информационной шине 1. Тактовые импульсы,сопровождающие кодовые посылки, анализируются в блоке 2 выделения тактовых импульсов в котором осуществляется задержка тактовых импульсовна время, необходимое для преобразований, а также разделяются на двавыхода. На выход первого импульсапоступает первый из тактовых им 1056251,пульсов, поступивший после включения устройства, а также первый импульс после поступления внешнего входного сигнала, Все остальные тактовые импульсы, сопровождающие кодовые посылки, выделяются на другом выходе - "выходе текущих импульсов"Каждая кодовая посылка запоминается во входном регистре блока 3. памяти информации (однако если вход. ные сигналы имеют определенный вид, например параллельные кодовые посылки, неизменные между сопровождающими их тактовыми импульсами, необходимость во входном регистре 15 отпадает, а в качестве.его выходных сигналов используется непосредственно входная кодовая посылка).Рассмотрим вначале работу Йред"лагаемого устройства в момент поступ"ления первой кодовой посылки после включения системы измерений,Первая кодовая посылка всегда .является существенной. После того,как код первой посылки сформировался на входном регистре блока 3 памяти информации, блок 2 выделениятактовых импульсов формирует импульсна выходе первого импульса. Этотимпульс поступает в блок 3 памяти,где устанавливает .в регистре памяти содержимое, равное содержимомувходного регистра того же блока.Импульс с выхода первого импульсаблока 2 выделения тактовых ивиульсов, кроме того, поступает в блок 4,памяти аргумента, где производитустановку в ноль .счетчика и регистра, и в триггер 5 устанавливая нулевой запрещающий сигнал на его единичном выходе. Тот же импульс посту.пает на блок б ключевых элементов,где открывает ключи для прохождения на выходную информационную шину7 кода существенного отсчета,с выхода параллельного кода блока З агсущество изобретения не зависит от .того, какой из двух регистров блока3 подключается к выходу параллельного кода, если подключен входнойрегистр, то передача ведется в натуральном масштабе времени, а точное значение экстремума - рассчи"тывается, если же наоборот подключен регистр памяти, то передачеподлежит точное значение локальногоэкстремума, а момент его появленияи величина текущего отсчета датчика - рассчитываютсяпусть для определенности выбрана последняя ситуация). Кроме кода существенного от- фсчета на ту же выходную шину 7поступает код с выхода текущего времени блока 4 памяти аргумента Дв данном случае - после установки в нольэтого блока - нулевой код), а также у код из блока 8 определения знака в данном случае вид данного кода безразличен, поскольку код, выданный блоком 4 памяти аргумента- нулевойне меняется при любом знаке этого кода) .Следующие за ппервой кодовые посыл. ки поступают по входной информационной шине 1 на блок 3 памяти информации и на блок 2 выделения тактовых импульсов. При этом параллельный код входной текущей кодовой посылки Формируется на входном регистре блока 3 памяти информации. После этого на выходе текущих импульсов блока 2 выделения тактовых импульсов формируется задержанный тактовый импульс, поступающий в блок 3 и в блок 4. По импульсу, приходящему в блок 4, увеличивается на единицу содержимое счетчика этого блока, а по импульсу, приходящему в блок 3, на его выходе двух кодов формируются коды входного регистра и регистра памяти. Эти два кода поступают на блок 9 сравнения Функции. Блок 9 определяет модуль разности обоих входных кодов и сравнивает эту величину с допустимой величиной апертуры, установленной сигналами шины 10 управления апертурой функции Если модуль разности не превосходит допустимого, блок 9 не выдает управляющих посылок, однако уже при превышении на единицу младшего разряда модулем разности допустимой величины, блок 9 выдает иа выходе кода кодовые посылки, поступающие на блок 9 из блока 3, Эти коды подаются на селектор 8 знака, который определяет, какой из двух кодов больше. Если же код на входном регистре блока 3 превышает код на регистре памяти блока 3, то на информационном выходе блока 8 фор мируется логический ноль, а если больше код на регистре памяти, то логическая единица. Этот результат сравнивается с кодом в запоминающем элементе селектора 8 и, спустя время задержки, заносится в этот запоминающий элемент. Если результат сравнения не совпадает с предыдущим сравнением, зафиксированным в запоминающем элементе (т.е. в прошлое сравнение был выделен локальный экстремум),то,спустя время фиксировайной задержки на выходе управления селектора 8 определения знака формируется импульс, поступающий на первый вход элемента И 11, Триггер 5 находится В нулевом состоянии при первом сравнении знаков после выделения импульса на выходе первого. импульса блока 2 выделения тактовых импульсов и в единичном состоянии при любом другом сравнении знаков. Таким образом, при лю-бом сравнении знаков, кроме первого, импульс с выхода сравненияселектора 8, если он выделен, проходит элемент И 11 и поступает вблок 4 памяти аргумента и в блок бключевых элементов,В блоке 4 памяти аргумента по этому импульсу в регистр переноситсясодержимое счетчика.В блоке б импульс открывает ключидля прохождения на выходную информационную шину 7 кода существенногоотсчета с выхода параллельного Кодаблока 3. Кроме того, на ту же шину7 поступает код с информационноговыхода селектора 8 определения зна ка и код с выхода текущего .времениблока 4 памяти аргумента. На выход,текущего времени блока 4 подключенывыходы счетчика, а на выходе параллельного кода блока 3 сформированкод локального экстремума. Для того/чтобы определить, какой отрезок времени отделяет появление локальногоэкстремума от текущего момента,,цостаточно помножить код на выходетекущего времени блока 4 на периодтактовых импульсов это очевиднымобразом можно выполнить после приемной стороны), Если на информационном выходе селектора 8 знака присутствует логический ноль, то дляопределения сигнала в текущий момент времени достаточно прибавитьк коду на выходе параллельного кодаблока 3 памяти величину апертурыи величину сигнала, равную единицемладшего разряда кода информации.В том случае, если на информационном выходе селектора 8 знака при.сутствует логическая единица,дляопределения сигнала и текущий момент времени достаточно вычестьиз кода на выходе параллельногокода блока 4 памяти величинуапертуры и величину сигнала, равную единице младшего разряда кодаинформации. Поскольку все необходимые коды передаются на приемную сторону, расчеты не составляет труда выполнить на.приемнойстороне,Спустя требуемый для преобразований период времени после выдачи блоком 9 кодовых посылок, на выходе управления этого блока появляется импульс. Он перебрасывает в единичное состояние триггер 5, поступает на -первый вход элемента И 12, попадает в блок 3, где после необходимой задержки переписывает в .регистр памяти содержимое входного регистра и подается в блок 4 памяти аргумента.Если в регистре блока 4 нулевой код что может быть только для случая,когда блок 9 первый раз выдалимпульс на блок 4 после формирования импульсного сигнала на выходефпервого импульса" блока 2 выделениятактовых импульсов), то содержимоесчетчика блока 4 переносится в регистр блока 4, Код с регистра блока4 передается в блок 13 памяти апертуры аргумента. Кроме того, в блок13 по шине 14 управления апертурой10 аргумента подается код относительнойапертуры аргументаПо этим двум величинам блок 13памяти апертуры аргумента вычисляетабсолютную величину допустимого15 значения наибольшего отклонения ар"гумента. Например, на шине 14 управления апертурой аргумента задан допуск 20. Если на регистреблока 4 установлен код ф 20", то на .выходе блока 13 Формируется код "4",если на регистре блока 4 установленкод "100", то на выходе блока 13 Формируется код "20" и так далее. Выход"ные потенциалы счетчика и регистраблока 4 памяти аргумента подключенык блоку 15 сравнения аргумента, который находит модуль их разности исравнивает с кодом из блока 13 памяти апертуры аргумента. Если модульразности кодов счетчика и регистраблока 4 памяти аргумента превышаетдопустимое значение наибольшего отклонения аргумента, то блок 15 сравнения аргумента вырабатывает сигналлогической единицы. При совпадении35 во времени этого сигнала и импульсана выходе управления блока 9 срав-.нения Функции импульсный сигнал фор-фмируется на выходе элемента И 12,Этот сигнал переписывает в регистр40 блока 4 памяти аргумента содержимое счетчика того же блока. Крометого, выходной импульс элементаИ 12 подается на блок б ключевыхэлементов, где открывает ключи для45 прохождения на выходную информационную шину 7 кода существенногоотсчета с выхода параллельногокода блока 3 кода с информационноговыхода селектора 8 знака и кодас выхода текущего времени блока 4памяти аргумента,Кроме указанного импульс с вЫхрда управления блока 9 сравненияфункции дополнительно осуществляет5 .начальную установку счетчика вблоке 4 памяти аргумента: послезадержки на время, достаточное длявыдачи требуемых кодов на выходнуюшину 7 (если в этом есть необходи- мость, импульс сбрасывает в ноль содеримое счетчика в блоке 4 памяти аргумента,Однако, в принципе, этот счетчик, как и любой другой, может бытьР сброшен в ноль и другим путем:1056251 10 Составитель Н.БочароваРедактор В.Данко Техред А,Ач корректо зятко каз 9312/45 ВНИИП по 113035Тираж 61Государствелам изобр Москва ЖПа енного комитета тений и открыти 5, Раушская наб исноССР филиал ППП "Патент", и, Ужгород, Ул. Про ная,при поступлении очередного импульса, если в счетчике установлены единицы во всех разрядах. При такой установке, которая не исключается при слабых изменениях входного сигнала, появляется методическая ошибка во времени. Чтобы ее избежать, в блок .4 памяти аргумента введен деыифратор, который реагирует на единичное состояние во всех разрядах счетчика, Уже следуюший тактовый импульс не должен попасть в счетчик. Поэтому выход дешифратора соединен с входом управления блока 2 выделения тактовых импульсов, т,е. после того, как в счетчике оказались все единицы, следуюший тактовый импульс блока 2 формируется на выходе "первого тактового импульса". При этом, как было рассмотрено, происходит принудительная суцественность текуцего отсчета, а также начальная установка блоков 3 и 4 и триггера 5.Применение изобретения повышает на 20-30 достоверность устройства и точностьвосстановления информации,.