Устройство для вычисления свертки

(2) К(2) Е(1) Х(3) Х(2) Х(3) Считаем, что операнды в регистры2,х, 15 1, 10 1, б 1., 19 20 1 принимаются по переднему Фронту синхроимпульса (для простоты синхросвязирегистров 191 и 20. не показаны),режиму вычисления корреляции входного массива соответствует значение 11на входах 8,1 и 8,2 синхронизатора 5.С целью идентичного представления 25модулей второй вход сумматора 14,И/2соединен с шиной логического нуля,для ограничения числа входов и сохранения работоспособности модуля, инвертор 3,1. синхросигнала введен вкаждый модуль, С выхода генераторатактовых импульсов по тупает синхросигнал в виде меандра.На примере М = 4 рассмотрим работу устройства при вычислении корреляции входного массива,3 3 Устройство для вычисления свертки, содержащее две группы по И/2 умножителей, И/2 сумматоров первой группы, И/2 сумматоров второй группы, И/2 регистров суммы, М/2 регистров входных данных, причем вход первого регистра входных данных является информационным входом устройства, вход 1.-го= 2, , И/2 регистра входных данных соединен с выходом (1-1)- го регистра входных данных, выход где Х п 1 - элементы входного массиваразмерности К;С Я - где С остаток от деленияа на Ь;К(К) - К-й отсчет корреляционнойФункции,Для И = 4 выражение (1) в матричНой Форме можно записать следующим образом: Первый такт. В исходном состояниив триггеры 6.1 и 4. записаны нули,на входе 11 устройства присутствуетОперанд Х (О). На управляющий вход 40 ,мультиплексора 17 с пятого выходаСинхронизатора 5 подается единичноеЭначение, а на управляющий вход мультиплексора 18 подается нулевое значейие с шестого выхода синхронизатора 455, Положительным перепадом синхроим-.6 ульса операнд Х (О) записывается врегистр 2.1, а положительным перепадом инвертированного синхроимпульса -в регистр 19,1. На информационный 5 О.вход триггера 4,2 приходит единичное значение с второго выхода синхронизатора 5, а на информационный вход триггера 6.2 - единичное значение с третьего выхода, так как передний фронт синхроимпульса приходит раньше, чем происходит изменение на информацион,ном входе триггеров, то состояние триггеров 6,2 и 4,2 не изменяется,не изменяется состояние и триггеров6.1 и 4.1.Дальнейшая работа устройства осуществляется подобным образом за семьтактов.Если требуется вычислять линейнуюкорреляцию, то соответствующее количество входных отсчетов заполняетсянулями.При реализации процедуры цифровойФильтрации устройство вычисляет выходные отсчеты фильтра в соответствиис выражениемН-Х(К) = ) а(К - и) Ь(п), (3)н:огде и(п) - коэффициенты импульснойхарактеристики фильтра,а(п) - отсчеты выходного сигнала,Устройство может выполнять цифровую фильтрацию с двумя различными импульсными характеристиками. Первыйрежим цифровой фильтрации соответствует управляющим сигналам 10 на входах 8.1 и 8.2 соответственно, Коэффициенты первой импульсной характерис"тики поступают соответствующим образом на входы 2 1. и не изменяются впроцессе вычислений. Второй режимцифровой фильтрации соответствует коду 01 на управляющих входах 8. 1 и 8,2управления, это обеспечивает установку триггеров 4.1 в единичное состояние и тем самым обеспечивается приемисходных операндов в каждом такте врегистры 10,1 - 10.И. На первый управляющий вход коммутаторов 7.1 - 7,4подается высокий уровень, а на второйуправляющий вход - низкий, этим обеспечивается постоянное поступление навход 22.1 коэффициента Ь(1). Первыйвыходной отсчет фильтра получаем через М/2 тактов, в каждом следующемтакте на выход фильтра появляется новый отсчет,Формула изобретения1-го.1 = 1, , И/2умножителя первой группы соединен, с первым входом 1-го сумматора первой группы, выход 1-го умножителя второй группы 5 соединен с вторым входом 1-го сумматора первой группы, выход которого соединен с первым входом 1-го сумма- тора второй группы, выход которого соединен с информационным входом 3-го 1 О регистра суммы, выход 1-го регистра суммы соединен с вторым входом (1-1)- го сумматора второй группы, выход первого регистра суммы является выходом устройства, второй вход И/2-го 15 сумматора второй группы соединен с шиной нулевого потенциала, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет вычисления автокорреля ции, в него введены И/2 инверторов, группа из И/2 триггеров, М/2 элементов И, М регистров операндов, М/2 триггеров режима, две группы регистров, М четырехвходовых мультиплексо ров, два двухвходовых мультиплексора и синхронизатор, первый и второй входы задания временных параметров которого являются входами задания режима устройства, первый выход синхрониза тора соединен с с.инхровходами регистров входных данных и регистров первой и второй групп, с входами инверторов и с синхровходами триггеров группы, информационный вход первого регистра операнда и первые информационные входы первого и второго двухвходовых мультиплексоров подключены к информационному входу устройства, выход (1-1)-го регистра входных данных40 соединен с информационными входами (2 д)-го и (21-1)-го регистров операндов, выход 1-го регистра входных данных соединен с информационным входом И-го регистра операндов, первый 45 вход 1-го умножителя первой группы соединен с выходом (21-1)-го регистра операнда, первый вход 1-го умножителя второй группы соединен с выходом 21-го регистра операнда, второй вход 1-го умножителя первой группы соединен с выходом (21-1)-го четырехвходбвого мультиплексора, второй вход 1-го умножителя второй группы соединен с выходом 21-го четырехвходового муль 55 типлексора, выход 1-го элемента И соединен с синхровходами (21-1)-го и 21-го регистров операнда, первый вход, 3-го элемента И соединен с прямым выходом 1-го триггера группы, а второйвход - с выходом 1-го инвертора исинхровходами 1-х триггеров режима ирегистра суммы, прямой выход 1-готриггера группы соединен с информационным входом (-1)-го триггера группы, прямой вход И/2-го триггера груп-,пы соединен с вторым выходом синхронизатора, прямой выход первого триггера режима соединен .с первыми управляющими входами первого и второго четырехвходовых мультиплексоров, прямойвыход 1-го триггера режима соединенс первыми управляющими входами (21-1)-го и 2.-го четырехвходовых мультиплексоров и информационным входом(-1)-го триггера режима, информационный вход И/2-го триггера режимасоединен с третьим выходом синхронизатора, четвертый выход которого соединен с вторыми управляющими входамичетырехвходовых мультиплексоров, первые и вторые информационные входы которых являются соответственно входамизадания коэффициентов первой и второйимпульсных характеристик устройства,выход первого двухвходового мультиплексора соединен с третьим информационным входом первого четырехвходового мультиплексора и информационнымвходом первого регистра первой группы, выход (1.-1)-го регистра первойгруппы соединен с третьими информационными входами (2-2)-го и (2 д)го четырехвходовых мультиплексорови информационным входом -го регистра первой группы, выход ( + И/2 - 1)го регистра первой группы соединен синформационным входом (д + И/2)-горегистра первой группы, выход Я-горегистра первой группы соединен свторым информационным входом первогодвухвходового мультиплексора, выходвторого двухвходового мультиплексорасоединен с четвертым информационнымвходом первого четырехвходового мультиплексора и информационным входомпервого регистра второй группы, выход (1-1)-го регистра второй группысоединен с четвертыми информационнымивходами (21-2)-го и (2-1)-го четырехвходовых мультиплексоров и информационным входом д-го регистра второйгруппы, выход ( + И/2 - 1)-го реги-стра второй группы соединен с информационным входом (1 + И/2)-го регистра второй группы, выход Н-го регистравторой группы соединен с вторым ин 11882)9формационным вхолом второто двухвходового мультиплексора, управляющиевходы первого и второго двухвходовых мультиплексоров соединены соответственно с пятым и шестым вьгсодами синхрониаатора.Составитель В.Орлоедактор С,Лисина Техред М.Дидыкрректор Л,Пилипенкаказ 3710 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035,.Москва, Ж-Э 5, Раушская наб д, 4/5изводственно-издательский комбинат Патент , г.Ужгород, ул. Гагарина,10