Устройство для сжатия информации

. пятыми входами буферного блока памятии первого регистра сдвига и четвертым входом второго регистра сдвига,выход которого соединен с четвертымивходами первого сумматора и первогоблока вычитания и вторым входом ре"гистра начального отсчета, выход ре-,гистра начального отсчета соединен спервыми входами второго и третьегоблоков вычитания, вторыми входами вто"рого и третьего сумматоров и вторымвходом накопителя существенных от"счетов, выход которого соединен с вы"ходом устройства, пятые входы первогосумматора и первого блока вычитанияобъединены и подключены к третьемувходу устройства, выход первого сум"матора аоединен с третьим входом вто- .рого блока сравнения и вторым входомвторого блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом первогоблока деления, выход первого блокаделения соединен с вторым входом ре"гистра коэффициентов верхнего допусИзобретение относится к вычислительной технике и технике связи ипредназначено для сжатия цифровойинформации, передаваемой по различнымканалам связи. 5Известно устройство для сжатия те".леметрической информации, содержащееэлементы И и ИЛИ, блок квантования ивременйой дискретизации, интегратор,вычислители приращений и форыирователи сигналов 1 1 ,Недостатком устройства являетсябольшое время обработки, связанное сквантованием и временной дискретизацией сигналов. 15Известно также устройство для сжа"тия цифровых радиотелеметрическихданных, содержащее входные регистры,вычитатели, сумматоры, дешифраторызнака, синхронизаторы, блок деле" 20ния 1.2 1 .Недостатком данного устройства яв"ляется большае погрешность восстановления сигналов (порядка 5"10). Этоовяэано с тем, что в данном устройст ве использовалась интерполяций нуле"вого порядка. ка, выход которого соединен с третьим входом первого блока ум;1 ожения, выход первого блока вычитания соединен с третьим входом третьего блока срав" ,нения и вторым вхоДом третьего блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом второго блока деления, выход второго блока деления соединен с вторым входом регистра коэффициентов нижнего допуска, выход которого соединен с третьим входом второго блока умножения, выход второго сумма" тора соединен с третьим входом пер" вого блока сравнения и чертвертымвходом второго блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом регистра коэффициентов верхнего допуска, выход третьего сумматора со,единен с четвертыми входами первого блока сравнения и третьего блока сравнения, выход ко" торого соединен с третьим входом регистра коэФФициентов нижнего допуска. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является быст. родействующее устройство для сжатия цифровых данных на основе линейной экстраполяции, содержащее регистр на" чального отсчета, регистр верхнего допуска, регистр нижнего допуска, регистр приращения, сумматор, цифроаналоговые преобразователи верхнего и нижнего допусков, цифроаналоговый преобразователь приращений, измерители разности, счетчик числа тактов, блок форюрования опорного напряжения и устройство управления, причем вход устройства соединен со входом регистра начального отсчета и первым входом сумматора, выход сумматора подключен ко входам регистра верхнего допуска, регистра нижнего допуска и регистра приращения, выход регистра начального отсчета соединен со входом сумматора, выход регистра верхнего допуска соединен с вторым вхо" дом сумматора и входом цифроаналогового преобразователя верхнего допуска, .выход регистра нижнего допуска соединен с третьим входом сумматора и вхо3 0233784 дом цифроаналогового преобразователя га, блоки вычитания, блоки деления, нижнего допуска, выход регистра при- блоки умножения, второй и третий сумращения подключен ко входу цифроана- маторы, блоки сравнения и программно" логового преобразователя приращений, временной блок, первый вход буферного ыод цифроанапопового преобразова 5 блока п подключен к первому вх теля верхнего допуска соединен с пер-ду устройства, выход - к первому вховым входом измерителя разности верх- ду первого регистра сдвига, выход конего допуска, выход цифроаналогового торого соединен с первыми входами преобразователя нижнего допуска со- второго регистра, первого блока выединен с. первым входом измерителя раз 10 читания, первого сумматора и первого ности нижнего допуска, выход цифроана- блока сравнения, выход которого сопогового преобразователя приращений единен с первым входом программно- соединен с вторыми входами измерите- временного блока, второй вход пролей разности верхнего и нижнего до- граммно-временного. блока подключен к пусков, выход измерителя оазности 5 второму входу устройства, первый выверхнего допуска соединен с четвертым ход - к вторым входам буферного бло" входом сумматора, выход измерителя ка памяти и первого регистра сдвига, разности нижнего допуска соединен с второй выход программно-.временного пятьм входом сумматора, синхрониза- блока соединен с третьими входами тор, выход которого подключен к вто первого регистра сдвига и буферного рому входу регистра начального от- блока памяти и вторым входом второго счета, шестому входу сумматора и регистра сдвига, третий выход " с четвходу счетчика тактов, выход счетчика вертыми входами первого регистра сдви. тактов соединен .со входом блока фор- га и буферного блока памяти, третьим мирования опорного напряжения, выход 5 входом второго регистра сдвига и пер" счетчика тактов соединен со входом выми входами накопитепя существенных блока формирования опорного напряже-отсчетов и регистра начальных отния, выход блока Формирования опорно" счетов, четвертый, пятый и шестой вы" го напряжения соединен со входами ходы программно-временного блока со" цифроаналоговых преобразователей верх- единены соответственно с первым, вто" него и нижнего допусков, выход сумма- рым и третьим входами счетчика тактов, тора подключен к выходу устройства 3 1, выход которого соединен с первымиВ устройстве с целью повышения входами блоков деления и блоков, умно- быстродействия используются цифроана- жения,. седьмой, восьмой и девятый логовые преобразователи, что является выходы программно-временного блока достоинством устройства с этой точки соединены соответственно с первыми зрения, но аналоговые вычислительные входами регистра коэффициентов верх- устройства обладают большой погреш- него допуска и регистра коэффициентов ностью вычислений, В данном устройст" нижнего допуска, вторыми входами перве производится умножение сигнала на вого сумматора и первого блока вычи- . опорное напряжение в аналоговои Форме. тания, и вторыми входами первого ию40Тем самым повышается погрешность вос- второго блоков умножения, выходы костановления сигнала и снижается точ- торых соединены с первыми входами ность устройства. (Вместо ожидаемых соответственно второго и третьего 1-33 погрешности восстановления сиг- сумматоров, десятый, одиннадцатый инала получаем 5-74) двенадцатый выходы программно-временЦелью изобретения является повыше- ного блока соединены соответственно с ние точности устройства для сжатия вторым входом первого блока сравнения, информации. первыми и вторыми входами второго итретьего блоков сравнения, тринадцаПоставленная цель достигается тем, 50 тый выход программно-временного блока что в устройство для сжатия информа- соединен с третьими входами первого ции, содержащее регистр начального от сумматора и первого блока вычитания, счета, регистр коэффициентов верхнего четырнадцатый в:.ход - с пятыми входа- допуска, регистр коэффициентов ниж- ми буферного блока памяти и первого него допуска, первый сумматор и счет регистра сдвига и четвертым входом чик тактов, введены буферный блок второго регистра сдвига, выход кото". памяти, накопитель существенных от- рого соединен с четвертыми входами счетов, первый и второй регистры сдви- первого сумматора и первого блока выСигнал "Пуск" поступает с пульта управления на второй вход блока 6 и, запускает его. Блок 6 вырабатывает . первый управляющий сигнал, который поступает на второй вход блока 7, на 5 первый вход которого поступает сжи" маемая информация с первого входа устройства, Первый управляющий сигнал поступает также на второй вход первого регистра 9, Тем самым содержимое 10 выходного регистра блока 7 переписы- вается в первый регистр 9. Соответст" венно информация в блоке 7 сдвигается на одно слово. Через время, равное времени записи в регистр 9, блок 6 5 вырабатывает второй управляющий сиг" нал, который открывает входы сдвига блока 7, первого и второго регистров 9 и 10 производится сдвиг информации из блока 7 в первый регистр 9, а из 26 первого регистра 9 во второй регистр 10. Через время, равное времени эвпи" си в регистр 1 О, блок 6 вырабатывает третий управляющий сигнал, который поступает на первый вход (вход уста новки нуля) счетчика 5 тактов. Через время установки счетчика 5 в нулевое состояние блок 6 вырабатывает четвертый управляющий сигнал, который от-. крывает входы сдвига блока 7, первого зо регистра 9, второго .регистра 10,;ре,гистра 1 начального отсчета и накопителя 8 существенных отсчетов. Производится сдвиг из блока 7 в первыйрегистр 9, из первого регистра 9 - во з 5 второй регистр 10, второго регистра 10 - в регистр 1 начального отсчета и запись информации регистра 1 начального отсчета в накопитель 8 существенных отсчетов. Через время, равное времени записи в регистр, блок 6 вырабатывает пятый управляющий сиг" нал, который поступает на второй вход (счетный) счетчика 5 тактов и устанавливает его в состояние и = и+4 . Через время, равное времени установления счетчика 5 в новое состояние, блок 6 вырабатывает шестой управляющий сигнал, который открывает вход первой комбинационной схемы, в составм ч50 которои входят первыи .сумматор 4, первый блок 11 вычитания, второй блок 12вычитания, третий блок 13 вычитания, первый и второй блоки 14 и 15 деления, где подсчитываются коэффициенты наклона, С выхода второго регистра 10 информация поступает на входы первого сумматора 4.и первого блока 11 вычи тания. Параллельно на.пятые входыэтих блоков подается значение апер" туры д с пульта управления. В сумматоре 4 происходит сложение У," с сГ, а в блоке вычитания 11 - вычисление по формуле (У.-д)Получаем соответст, венно действительные верхнюю и нижнюю граничные точки функции У 1, Затем по" лученные результаты поступают на вторые входы блоков 12 и 13 вычитания, на вторые входы которых поступает инФормация с регистра 1 начального отсчета. В этих блоках происходит вычисление по Формулам(1 ) О (1 ф соответственно. После" этого информация со второго и третьего блоков вы" читания 12 и 13 поступает соответст" венно в блоки 14 и 15 деления, в ко" торые также поступает информация со счетчика 5 тактов, В первом и вто" ром блоках 14 и 15 деления происходит, вычисление верхнего и нижнего коэффициентов допуска по Формулам (а1 и ию Через время, равное времени вычисления коэффициентов допуска в комби" национной схеме, блок 6 вырабатывает седьмой управляющий сигнал, который открывет регистр 2 коэффициента верх" него допуска и регистр 3 коэффициентв нижнего допуска.С блоком 14 и 15 деления верхний и. нижний коэффициенты допуска записы" ваются соответственно в регистры 2 и 3, Через время, равное времени записи в регистр, блок 6 вырабатывает восьмой управляющий сигнал, который поступает на счетный вход счетчика 5 тактов и устанавливает его в состояние ии+1. Через время, равное времени установки, вырабатывается девятый управляющий сигнал, который открывает входы блоков 16 и 17 умножения, Вторая комбинационная схе" ма, состоящая из блоков 16 и 17 умножения и сумматоров 18 и 19 произво" дит вычисление экстраполированных граничных значений Функции У.;+ . Информация с регистров 2 и 3 поступает соответственно в первый и второй блоки 16 и 17 умножения, где происходит вычисление по Формулам Ь = К(и+1) и Ь д К (й+1)2 НЗатем результаты умножения. поступают на первые входы второго и третьего сумматоров 18 и 19 соответствен" но, на вторые входы которых поступает10233сигнал с регистра 1 начального отсчета. Во втором и третьем.суммато" рах 1 О и 19 происходит вычисление по формулам-8 Н1+ 1 о+ 1 " 1+ о + й соответственно. Через время, равное подсчету граничных точек, блоком 6 вырабатывается десятый управляющий сигнал, который открывает входы пер" вого блока 20 сравнения. На третий 1 О вход первого блока 20 сравнения поступает информация от второго сумматора 18, на четвертый вход - от третьего сумматора 19, на первый входс первого регистра 9. Первый блок 20 сравнения производит сравнение действительной величины функции У,;, с экстраполированными граничными точками. Через время, равное времение . сравнения, сигнал с выхода первого 20 блока 20 сравнения поступает на пер-. вйй вход программно-временного блока 6, и, в случае прихода сигнала "1", блок 6 вырабатывает одиннадцатый управляющий сигнал, который открывает 25 соответствующие входы первого сумма" тора 4 и первого блока 11 вычитания. Этот управляющий сигнал находится на входах до появления сигнала на входах первого и второго блоков 14 и 15 де- зо ления. С задержкой, равной суммированию в первом сумматоре 4, блок 6 вырабатывает двенадцатый. управляющий сигнал который открывает входы второго и третьего блоков 21 и 22 сравнения. Информация с первого сумматорапоступает на третий вход второго блока 21 сравнения, а,информация с первого. блока 11 вычитания поступа" ет на пятый вход третьего блока 22 сравнения. Сравниваются соответственно действительные верхние и нижние граничные точки функции У+, с экстраполированными граничными точкаи. Че" рез время, равное времени сравнения, тринадцатый управляющий сигнал открывает выходы второго и третьего блоков21 и 22 сравнения, сигналы с которых 78 10,поступают с задержкой относительновычисления коэффициентов допуска впервой комбинационной схеме на вторыевходы регистров 2 и 3 коэффициентовдопуска, открывая или не открывая. входы записи этих регистров, Тем самым,либо запоминается новый коэффициентдопуска, либо остается старый. Черезвремя, равное времени записи в регистрах, программно"временной блок 6вырабатывает четырадцатый управляющийсигнал, который поступает на входы бло"ка 7 первого и второго регистров 9и 10. Производится сдвиг иэ.блока 7 впервый регистр 9 из первого регистра9 во второй регистр 1 О.На выходе устройства новый существенный отсчет отсутствует,Через время, равное времени записив регистрах 9 и 10, блок 6 вырабатывает восьмой управляющий сигнал. Та"ким образом, цикл повторяется, начинаяс восьмого управляющего сигнала.В случае прихода на программно-вре"менной блок 6 сигнала "0",. с первогоблока 20 сравнения вырабатываетсятретий управляющий сигнал, т,е, циклповторяется, начиная с третьего управляющего сигнала. После выполяениячетвертого управляющего сигнала навыходе устройства появляется новыйсущественный отсчет. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает сжатие цифровой информации без дополнительных сущест" венных ошибок, что повышает точность устройства и гарантирует ожидаемую погрешность прй восстановлении сигнала.Применение аппаратных методов второго порядка ускорения умножения и деления позволяет обеспечить-весовое быстродействие предложенного устройства,Предложенное устройство целесообразно использовать в адаптивных телеметрических системах, реализующих сжатие данных.1023378 раж 618 Подписно арственного комитета СССР зобретений и открытий Ж, Раушская наб.,. д 1/5 ектная, Ц ливл ППП "Патент", г, Ужгород, у С Редактор Н, Горват Т Е 94 ег ее В ЮЗаказ 1218/36 Т ВНИИПИ Госу по делам 113035, Иоскв