Устройство для вычисления коэффициентов преобразования по уолшу-адамару

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОЮ (1) цр С 06 Р 15/332 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТВУ ЕТ К АВТОРСК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(56) 1. Авторское свидетельство ССУ. 744555, кл. С 06 Г 15/332, 1980.2. Авторское свидетельство СССРУ 918952, кл, С 06 Р 15/332, 1982.3. Авторское свидетельство СССРВ 951350, кл. С О 1 Г 15/332, 1982(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСМЕНИЯКОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОУОЛШУ-АДАМАРУ, содержащее 2" регистров коррекции, группу элементов ИЛИ,2" переключателей и 2" сумматоров,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, в не.го введены триггер режима, первая ивторая группы регистров результатаи группа преобразователей многорядного кода в двухрядный, каждый изкоторых содержит К групп из М подгрупп сумматоров одинакового веса(-номер разряда), причем информационные выходы сумматоров -й подгруппы ( =1,М) ъ -й (1,=1, К) группысоответственно соединены с входамисумматоров -й подгруппы (1.+1)-й группы, выходы переноса сумматоровЛ-й подгруппы 1.-й группы соответственно соединены с входами сумматоровм-й (Ю=+1,ЯЬеГе-) подгруппы(ь+1)-й группы, входы сумматоров первой группы ъ-го(ъ=Я)преобразователямногорядного кода в двухрядный объединены с информационным выходом -горегистра коррекции и является -минформационным входом, устройства,информационные выходы сумматоров К-йгруппы ъ-го 0-=1, Г) преобразователямногорядного кода в двухрядный соответственно соединены с входами 1.-гопереключателя, первый выход которого соединен с входом 1,-го сумматора,выход которого соединен с первымвходом ъ-го элемента ИЛИ группы,выход которого подключен к информационному входу ъ-го регистра результата первой группы, прямой и инверсныйвыходы триггера режима соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами ь-го переключателя(6=1,2, выход которого соединен свторым входом ъ -го элемента ИЛИгруппы и информационным входом ь-.горегистра результата второй группы,входы установки "0" и "1" триггерарежима являются соответственно первыми вторым установочными входами устройства.Изобретение относится к радиотехнике, в частности к спектральному анализу, и может быть использовано при цифровой обработке сигналов в радио-, гидро- и звуколокации, в аппаратуре навигации, связи, телеметрии и других областях техники,Известно устройство для вычисления коэффициентов преобразования по Уолшу, содержащее Ьх М (М .размерность 1 О преобразования) ступеней единичного преобразования; каждая из ступеней содержит регистр сдвига, сумматор - вычитатель, группу элементов И и блок управления Ц 3. 15Недостатком данного устройства является малое быстродействие, обусловленное последовательным способом вычисления коэффициентов.0Известно также устройство для преобразования по функциям Уолша, содержащее регистр сдвига,сумматоры-вычитатели, сумматоры, коммутатор информационных сигналов, коммутатор тактовых импульсов, блок формирования функций Уолша-Радемахера, причем информационные входы сумматоров объединены и являются входом устройства, управляющие входы сумматоров подклю- ЗО чены к выходам соответствующих разрядов регистра сдвига, а выходы сумматоров подключены к входам коммутатора информационных сигналов, управляющие входы которого подключены к выходам5 функций Радемахера блока формирования функций Уолша-Радемахера, а выход коммутатора информационных сигналов подключен к информационным входам сумматоров-вычитателей, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих функций Уолша блока формирования функций Уолша-Радемахера, вход коммутатора тактовых импульсов является тактовым входом устройст,,5 ва, первый и второй выходы коммута-тора тактовых импульсов подключены к тактовым входам регистра сдвига и блока формирования функций Уолша-Ра- демахера соответственно, управляющий вход коммутатора тактовых импульсов подключен к выходу переполнения регистра сдвига Г 21.Недостатком этого устройства является малое быстродействие, обуслов" ленное последовательным считыванием Накопленных значений с сумматоров на сумматоры-вычитатели и временными затратами на накопление сумм ординат исследуемого процесса в сумматорах.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство ортогонального преобразования цифровых сигналов по Уолшу-Адамаруф 1У содержащее 2 сумматоров ( 6 - порядок преобразования), 2" регистров, 2 блоков элементов ИЛИ, 2 блоков элементов И и блок формирования временных интервалов, причем ъ -й информационный вход устройства (ъ=1 2") подключен к информационному входу (2 ъ)-го блока элементов И, выход ъ-го сумматора подключен к информационному входу 2 ъ-го блока элементов И, управляющие входы блоков элементов И с номерами (2-1) и 21 подключены соответственно к прямому н инверсному выходам блока формирования временных интервалов выходы (2 ъ)-го и 2 ъ-го блоков элементов И через ъ -й блок элементов ИЛИ подключен к входу ъ-го регистра, выходы (2 -1)-го и 2-го регистров (=1 2 д ) подключены к входам-го и ( + +2 )-го сумматоров-вычитателей, выл ходы регистров являются выходами устройства ГЗ;1Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее 2 регистров коррекции, группу элементов ИЛИ, 2 переключателей и 2 сумматоров, введены триггер режима, первая и вторая группы регистров результата и группа преобразователей многорядного кода в двухрядный, каждый из которых содержит К групп из М подгрупп сумматоров одинакового веса ц (- номер разряда), причем информационные выходы сумматоров-й подгруппы (д=1,М) ъ-й (ъ=1,К) группы соответственно соединены с входами сумматоров-й подгруппы (ъ+1)-й группы, выходы переноса сумматоров-й подгруппы ъ-й группы соответственно соединены с входами сумматоров Ю-й (Ф=ф,) ЬЧ е И) подгруппы (ъ+ +1)"й группы, входы сумматоров первой группы ъ-го (ъ=1,2" ) преобразователя мйогорядного кода в двухрядный объединены с информационным выходом ъ-го регистра коррекции и является 1-м информационным входом устройства,1107информационные выходы сумматоров К-йгруппы Ъ-го (1.=1,2") преобразователямногорядного кода в двухрядный соответственно соединены с входами ъ-гопереключателя, первый выход которого 5соединен с входом Х,-го сумматора, выход которого соединен с первым входом ь-го элемента ИЛИ группы, выходкоторого подключен к информационномувходу Ъ -го регистра результата первой 1 Огруппы, прямой и инверсный выходытриггера режима соединены соответст"венно с первым и вторым управляющимивходами ъ -го переключателя (Ъ=Г;7"),выход которого соединен с вторым 15входом ъ-го элемента ИЛИ группы иинформационным входом ь-го регистрарезультата второй группы, входы установки "О" .и "1" триггера режимаявляются соответственно первым и 20вторым установочными входами устройства.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для вычислениякоэффициентов преобразования по. Уолшу 5Адамару на фиг.2 - схема преобразователя многорядного кода на фиг.зпроцесс преобразования многорядногокода в двухрядный в случае построенияпреобразователя многорядного кода 30на трехвходовых одноразрядных сумматорах для порядка преобразования 1 =3 иразрядности операндовщ=8.Устройство (Фиг.1) содержит парафазные информационные входы с шинами1 и 2 соответственно прямого и обратного кодов, преобразователи 3 многорядного кода в двухрядный с входнымишинами 4 многорядного кода и выходны.ми шинами 5 двухрядного кода, группу 40регистров 6 коррекции, переключатели7, триггер 8 режима с шинами 9 и 10установки триггера соответственно вединичное и нулевбе состояния, блокрегистров 11, состоящий из двух групп 45регистров 12 результата, группу элементов ИЛИ 13 и сумматоры 14,Каждый преобразователь 3 многорядного кода в двухрядный (фиг.2) содержит группы сумматоров 15, состоящие 1 ЗЗ 4иэ подгрупп сумматоров 16, которые объединяют 1 -входовые одноразрядныесумматоры 17 одинакового веса. Каждый переключатель 7 (фиг.1) содержит двегруппы элементов И 18.Устройство работает следующим образом.На парафаэные информационные входыустройства с прямых и инверсных выходов регистров запоминающего устройства (не показано) одновременно поступает 2 отсчетов сигнала. В соотгветствии со значениями функций УолшаАдамара Ж (Жф (например, для и =4значения функций Уолша приведены втаблице) каждый из отсчетов сигналав прямом или обратном коде поступаетна группу шин 4 многорядного кодакаждого из преобразователей 3 кода.Так, по шинам многорядного кода навход пятого преобразователя кода поступает комбинация отсчетов сигнала .+ХО, +Х 1, -Х 2, -ХЗ, +Х 4, +Х 5, -Х 6,-Х 15 (см.таблицу). На другую группушин многорядного кода поступает кодкоррекции. Коды коррекции (для каждого из преобразователей 3 многорядногокода) заранее записаны в группахрегистров 6 коррекции и соответствуют числу отсчетов сигнала, участвующихс отрицательным знаком в формировании данного коэффициента преобразования.Коды коррекции необходимы для получения отрицательных отсчетов сигнала не в обратных кода, что имеет место на шинах 2 обратного кода, а в дополнительных кодах, как и необходимо для организации процесса вычислений. Для перевода отрицательногд числа.из обратного кода в дополнительный достаточна коррекция в видеприбавления единицы к младшему разря. ду обратного кода каждого отрицательного числа. Для уменьшения временных затрат на указанный перевод обратных кодов отрицательных чисел в дополнительные коды заранее формируются и записываются в соответствующие регист ры коррекции коды коррекции.-1 -1 +1 +1 -1 13 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 - +1 +1 14 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +115 +1 - -1 +1. -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 + -1 -1 +1 Ъйй представляют собой двоичные позиционные коды количества отсчетов, подаваемых на вход соответствующего преобразователя 3 кода с отрицатель 45 ным знаком, Например, при порядке преобразованиями 4 код коррекции для пятого преобразователя кода равен 8, так как число отсчетов сигнала, участ вующих в формировании коэффициента преобразования с отрицательным знаком, равно 8 (см. в таблице значение Ф(%1). Следовательно, в пятом регистре группы регистров коррекции будет заранее записан двоичный код 000. 55Полученный многорядный код, поступающий по шине многорядного кода 4 на преобразователь 3 кода, преобразуется в двухрядный код, Процесс этого преобразования иллюстрируетсядля случая О =3,1=З,.и в=8 на фиг.З(каждая точка изображает двоичнуюцифру веса),Цифры одинакового веса расположены одна под другой и подаются насумматоры одной группы. Сумматоры,относящиеся к одной группе, начинают работать в один и тот же моментвремени. Пунктиром обведен код коррекции. Каждая рамка на фиг.З выделяет цифры, подаваемые на вход одного сумматора. На выходе каждоготрехвходового сумматора формируетсяцифра суммы того же веса и цифрапереноса сОседнего большего веса,Исходная матрица .А, соответствующаямногорядному коду, последовательнопреобразуется в двухрядный код. Сфор.мированные двухрядные коды подаютсяна соответствующие переключатели,управляемые триггером 8 режима, и 5в зависимости от заданного режима(определяется наличием логическойединицы на одной из входных шин 9, 10триггера режима) сразу записываются вгруппы регистров 11 результата илипредварительно преобразуются в однорядные коды на сумматорах 14. Таким образом, организация параллельного вычисления коэффициентов преобразования эа один такт работы устройства и представление результатов одно- или двухрядными кодами существенно повышает быстродействие устройства, что позволяет использовать предлагаемое устройство при построении устройств цифрбвой обработки сигналов, работающих. в условиях жестких временнЬг ,Ъграничений.1107133 7 Мр Н П П Н ПН ПП Э4а Корректор И.Шулла Заказ 5761/35 Тираж б 99 ПодписноеВНИИХИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., дс 4/5"Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал ППП ПП НП Составитель А.БарановРедактор С.Пекарь Техред Т. Матоика П,