Цифровой статистический анализатор

(50 С 06 Р 15/36 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С у элеорую и третью гр причем установо частоты являетсяения, в ентов И ыи вх орым ора, часелител станов нформа ным входом анализонный вход делител ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 482756, кл . С 06 Р 15/36, 19732. Авторское свидетельство СССР 9 951321, кл. С 06 Р 15/36, 1980 (прототип) .(54) (57) ЦИФРОВОЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий генератор импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом анализатора, реверсивный регистр сдвига, дешифратор, группа информационных входов которого является группой информационных входов анализатора, группу счетчиков импульсов, первую группу элементов И, шифратор, группа выходов. которого является группой выходов анализатора, разрядные выходы счетчиков импульсов группы соединены соответственно с входами соответствующих элементов И первой группы, управляющие входы которых подключены к соответствующему выходу реверсивного регистра сдвига, установочный вход которого является первым установочным входом анализатора, элемент ИЛИ, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с.целью повышения производительности и расширения функциональных возможностей за счет получения кодов с заданной частостью и ранжирования кодов в заданном дифференциальном окне и сечения гистограммы распределения по заданным условиям, он дополнительно содержит делитель частоты, триггер, первую схему сравнения, вторую схему сравтоты подключен к выходу генератораимпульсов, а выход соединен со счетным входом триггера, установочныйвход которого является третьим установочным входом анализатора, прямойи инверсный выходы триггера подключены соответственно к входам управления прямого и обратного сдвигареверсивного регистра сдвига, синхронизирующий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выходы,дешифратора соединены соответственно с входами счетчиков импульсов группы, выходы элементов И первой группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходыкоторого подключены к первым входампервой схемы сравнения и первым входам элемента И второй группы, управляюшие входы которых подключены квыходу первой схемы сравнения, вторая группа входов которой являетсягруппой задающих входов анализатора,выходы элементов И второй группы соединены соответственно с первойгруппой входов второй схемы сравнения, вторая группа входов которой является второй группой задающих входоанализатора, выход второй схемысравнения подключен к первым входамэлементов И третьей группы, вторыевходы которых соединены соответственно с выходами реверсивного регистра сдвига, а выходы элементов И третьей группы соединены соответственно с входами дешифратора,1104532 1Изобретение относится к нычислигельной технике и может быть использовано при построении устройств дляоперативного анализа статистическихданных, например, специализированных вычислительных комплексов (устройств) для анализа изображений,устройств для сжатия информации (компакторов) путем рационального кодирова-фния ее, устройств для контроля за- огрузки и прохождения кодов по цифровым каналам связи и т.п. приложе"ниях.Известен цифровой статистическийанализатор, содержащий последовательно соединенные группы из и цифровыхкомпараторов, где и - число дифферей-циальных окон, элементов задержки,триггеров памяти, логических элементов И, накопительных счетчиков, группа 2 Овыходов компараторов соединена такжес группой входов логического элемента ИЛИ, выход которого соединен свторыми входами триггеров группы, свторыми входами логических элементовИ группы соединен выход генератораимпульсов 1 .Однако данное устройство обладает недостаточной производительностью(быстродействием) и узкими функциональными возможностями (только фиксирует частость: распределения кодоввыборки),Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является усгройство для ранжирования по частос 35ти кодов выборки, содержащее Дешифратор, входы которого являются информационными входами устройства, авыходы подключены к первым входам40элементов ИЛИ группы, соответственновторые входы которых объединены исоединены с выходом генератора импульсов, вход которого является управ"ляющим входом устройства, и с вхо 45дом элемента задержек, выход каждогоэлемента ИЛИ группы соединен с входом соответствующего реверсивногосчетчика группы, группа выходов каждого реверсивного счетчика группысоединена с информационными входамисоответствующего элемента И группы,управляющий вход которого соединенс соответствующим вылодом элементазадержек, выходы элементов И груп"пы соединены с входами шифратора,соответственно выходы которого являются информационными выходами устройства 2,Известное устройство обладает узкими функциональными возможностями (выдает только коды в прямом или об- ратном порядке о 1 носительно порядка частости их в выборке), низкой надежности результата (не имеет защиты против сбоев и помех, не сохраняет исходную информацию), недостаточной производительностью (быстродействием).Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышениепроизводительности. Цель достигается тем, что, в цифровой статистический анализатор, содержащий генератор импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом анализатора, реверсивный регистр сдвига, дешифратор, группа информационных входов которого является группой информационных входов йнализатора, группу счетчиков импульсов, первую группу элементов И, шифратор, группа выходов которого является группой выходов анализатора, разрядные выходы счетчиков импульсов группы соединены соответственно с входами соот" ветствующих элементов И первой гРуппы, управляющие входы которых подключены к соответствующему выходу реверсивного регистра сдвига, установочный вход которого является первым установочным входом анализатора, элемент ИЛИ, введены делитель частоты, триггер, первая схема сравнения, вторая схема сравнения, вторая и третья группы элементов И, причем установочный вход делителя частоты является вторым установочным входом анализатора, информационный вход делителя частоты подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом триггера, установочный вход которого является третьим установочным входом анализатора, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к входам управления прямго и обратного сдвига ре/ версивного регистра сдвига, синхронизирующий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выходы дешифратора соединены соответственно с входами счетчиков импуль" сов группы, выходы элементов И первой группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходыз 1104 которого подключены к первьн входам первой схемы сравнения и первь 1 м входам элементов И второи группы, управляющие входы которых подключены к выходу первой схемы сравнения, вторая группа входов которой является группой задающих входов анализатора, выходы элементов И второй группы соединены соответственно с первой группой входов второй схемы сравйения, вторая группа входов которой является второй группой задающих входов анализатора, выход второй схемы сравнения подключен к первым входам элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами ревер сивного регистра сдвига, а выходы элементов И третьей группы соединены соответственно с входами дешифратора.На чертеже приведена структурная схема анализатора.Анализатор содержит дешифратор 1, группу из л счетчиков 2 импульсов, первую 3 и вторую 4 схемы сравнения, первую группу элементов И 5, элемент ИЛИ 6, реверсивный регистр 7 сдвига, вторую группу элементов И 8, делитель 9 частоты, третью группу элементов И 1 О, триггер 11, шифратор 12,. генератор 13 импульсов, управляющий вход 14, установочные входы 15 и 16, информационный вход 17, задающие входы 18 и 19, выходы 20.Устройство работает в двух режимах: фиксации и анализа выборки (формирование гистограммы): анализ гистограммы и выдача результата.При подготовке устройства к работе в первом режиме обнуляются счетчики 2.40 1В нервом режиме коды выборки поступают через группу информационных входов 17 устройства, проходят через дешифратор 1 и поступают (каждый в45 виде импульса) на вход соответствующего счетчика 2. По окончании выборки в каждом счетчике 2 зафиксируется частость м(1) появления соответствующего кода д в выборке, а вся группа счетчиков 2 фиксирует гистограмму У выборки, 1 = Г .При подготовке устройства к работе во втором режиме на входы 18 и 19 цифровых схем 3 и 4 сравнения подаются коды исследуемых порогов час- . тостей х и х соответственно; через вход 16 в разряд реверсивного 532 4регистра 7 сдвига, соответствующий одному из порогов , 1 исследуемого признака 1, заносится "1", подачей импульса на вход триггера 11 приводят его в состояние, соответствующее требуемому порядку анализа кодов 1 признака; подачей кода (п-(1,-1, на группу входов 15 делителя 9 устанавливают .его в состояние, при котором частота следования поступающих на его вход импульсов (от генератора 13) делится в (, -) раз; подается управляющий сигнал на вход 14 запуска генератора 13 импульсов. При этом импульсы, поступающие от генератора 13 импульсов на синхронизирующий вход регистра 7 сдвига, последовательно сдвигают записанную "1" по разрядам в направлении от первого порога 1,(,) по второму 1(11) Сигнал с выхода 1 ГО разряда, 1 = ь. (или= ,1,) поступает на управляющий вход соответствующего элемента И 5 и на информационный вход соответствующего элемента И О. Через открывшийся элемент И 5 код частоты юс вы" ходов ь -го счетчика 2 поступает через элемент ИЛИ 6 на первые входы схемы 3 сравнения и на информационные входы группы элементов И 8, При выполнении условия сравнения,потенциальный сигнал с выхода схемы 3 сравнения поступает на управляющий вход элементов И 8, и код ш(1 ) поступает на первую группу входов схемы И сравнения. При выполнении условия сравнения, потенциальный сигнал с выхода схемы 4 поступает на управляющие входы элементов И 1 О. Сигнал с выхода ь -го элемента И 10 группы поступает на-й вход шифра 1 тора 12 и появляется в виде кода 1. на выходах 20 устройства.Устройство позволяет получать:1, Сечение гистограммы по линии ы(д)=Х (т.е. коды признака 1, имеющие заданную частость, Х, Х а. Для этого достаточно установить навходах 18 и 19 код Х, Х=Х =Х в регистр 7 через входы 16 запись "1" в нулевом разряде, завести нулевой установочный код (и-(и)=0) через, входы 15 в делитель 9 и включить генератор 13 импульсов. При этом выдаваемые коды 1. могут быть ранжированы как в порядке их возрастания, так и убывания (порядок задается начальной установкой триггера 11).Опе20 40 1104",рация отрабатывается за ",э ра боты генератора 13 импульсов,2, Коды 1 Ьх выборки в заданномдифференциальном окне частостей.Ьх, Ьх - (х х ). Для этого,1 5достаточно установить на входах 18и 19 соответственно копы х и х,(х ( х ), Установки на входах дру 1 2гих блоков производятся и устройствоработает так же, как и в п.1. Опера- Оция отрабатывается эа п тактов.3. Ранжированные по частости коды1 Ьх 2 признака в заданном дифференциальном окне Ьхх частостейДля этого необходимо провести15сечение гистограммы И = 1(1) последовательно по линиям х (х +1),(х . + 2) рр (х 1 )хм хи ВыпОлнитьэто можно двумя способами:а) повторяя (х - х) раз сечениегистогрхммы по линии хх=Гх,х,(илих = х х ) (п.1). Этот способтребует помимо гх - х) и рабочихтактов дополнительного времени на(х, - х )-кратную установку в исходное состояние устройства, но позволяет ранжировать коды в пределахкаждой частости в одном и том же порядке (возрастания или убывания величин кодов), определяемом начальной30установкой триггера 11;б) установив один раэ блоки 9, 11,7, 3, 4 в исходное состояние, и одинраэ запустив генератор 13 импульсов,производить смену кодов на входах18 и 19 через интервал времени2после поступления 1 в разряды1,(1,) и 1,(1 ) регистра 7. Опера-,ция отрабатывается за х, - х,). итактов генератора 13 импульсов,однако порядки ранжирования кодовн1 ддя каждых двух соседних частостей и(1 ) и (ш (1 +1) противоположны(7-длительность импульса),1 = 1/ м(1)=х", поскольку меняетсяна противоположное направление прод 45вижения "1" по достижению ею разрядов 1, и 1, в регистре4, Минимальный,и максимальный(а также все промежуточные) коды выборки, т,е. и размах кодов выборки.Для этого необходимо на вход 18подать код х1, а на вход 19 -код х , хы (если м,с, неиэвес 2 г ПОЪтен,. то любой код ы, заведомо превьппающий возможное значение ш ,напри меры,ЗЕ ы( ),о(, равна объему выборки),записать "1" в нулевой разряд регистра х, занести нулевой код нделитель 9 установить триггер 11в единичное состояние (при которомуправляющее напряжение поступает напрямую управляющую щину регистра 7)и включить генератор 13. Операцияотрабатывается за и тактов,5. Ранжирование по частости ы (1)кодов 1-выборки. Для этого необходимо провести сечения гистограммыИ = 1(1) последовательно по линиямы= 1, ы= 2 о =., . Установахка кодов, работа устройства и способы реализации операций полностьюсоответствуют работе устройства пои. 3, если считать Хт = 1, Х, =ыхсх.Минимальное время выполнения операции м и тактов.вских6. Частость ю (1) заданного кода(сечение гистограммы по линии1 = 1 = сопзС). Для этого достаточнозаписать "1" в 1-й разряд регистра 7и, не включая генератора 13 импульсов, последовательно подавать коды1,2,3, , на входы 18 и 19 до появления кода 1 на выходах 20 устройства; появление последнего означает,что код а(1) частости кода 1 признака равен коду Х, подаваемому на входы 18 и 19 устройства, ы(1) = Х,Операция выполняется не б:лее чемза м,тактов смены кодов на входах18 и 19.7, Частости ы(1 ) кодов 1 иэдиФференциального окна Ю 1.1 Ь 1,1=12 11 Е1 12 1, Операция может бьггь выполнена двумя способами:а) (1,-1)"кратным повторением операции получения кода частости ю(1)заданного кода признака 1 (и. 6),она выполняется за( тактовсмены кодов на входах 18 и 19;б) ранжированием по частости кодовпризнака из дифференциального окнаь 11 (и. 3 а,б); поиск кодов 1 толькогиз дифференциального окна Ь 1.обеспечивается заданием начальной установки 1" в разряд 1(1 ) регистра 7и заданием делителю 9 начальногоустановочного кода (и-(1 - 1.Операция отрабатывается не более,чем за (1 - 14)ы, тактов.ах8. Проверку наличия у кодов1 е 1, 1частостей ы(14) из дифференциального окна Ьх, Ьх 41=-(х-х )это может быть реализовано несколькими способами;.20 устройства появляются ранжированные кодыпризнака, удовлетворяющие 1 Оусловию ы(") Б х х, 1, Необходимое время - (1, - 1) тактов генератора 13,б) ранжированием по частости кодов1" в дифференциальном окне Х,Х, 15(х,-х)(1,-) тактов рабочего вре-мени (если изменение кода ш(д),И(дф) Е х х,1, .происходит черезинтервал т/г после поступения 1 н в 20разряды х, и , регистра 7).9. Минимальную и максимальнуючастостим и ш,(1) кодов выборки, а также кодыпризнака, имеющие эти частости, Операция может 25быть реализована несколькими способами, например путем ранжирования почастости кодов выборки в дифференциальных окнах 1,и л(1)1 ииьх(1)(им 1дю ю х 30цу У,г О. Первый же ксл 1, (нлн колы отой же частости, появившиеся на ныхоплх 20, дает код (коды) признака, имеющий минимальную частость и 1 . в выП 1 и борке. и его (их) частость равна коду х , установленному на входах 18 и 19; аналогично находятся коды (код) 11 и (его) частостьм ,(1) Необходимое время +п,(1)+(-А фдахЫ 3 х и рабочих тактов (плюс время на установку начального состояния),Предлагаемое устройство имеет расширенные функциональные возможности. Применение его позволяет повысить надежность (достоверность) результата за счет того, что исходная информация не разрушается в процессе считывания, и может быть многократно использована для его выдачи (например, при передаче его в условиях шума). При больших объемах выборки, (1 п) встречающихся например, при статистическом анализе изображений, устройство для операций 1-4 и 6-9 дает существенный выигрыш в производительности; для операции 5 (ранжирования по частости кодов выборки) она имеет. одинаковую производительность с известным (стройством.ставитель В, Фукалхр ед Ж. Каст ел евич Корректор О.Бил Редактор В. Иванова Подпис Заказ 5262/36 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 6 ВНИИПИ Госуд по делам и3 13035, Москва раж 699ственного комитета ССбретений и открытийЖ, Раушская наб