Адаптивное телеметрическое устройство

35 Изобретение относится к телеметрии и вычислительной технике, можетбыть использовано для передачи и обработки сжатых сообщений.Целью изобретения является повыше ние быстродействия,На Фиг,1 приведена структурнаясхема адаптивного телеметрическогоустройства; на фиг,2 - структурнаясхема программно-временного блока,Адаптивное телеметрическое устройство (фиг.1) состоит из блока 1ввода коэффициентов, блока 2 буферной памяти, счетчика 3, элемента 15ИЛИ 4, программно-временного блока 5,первого блока 6 сравнения кодов, регистра 7 сдвига, блока 8 памяти коэффициентов, блока 9 памятиномеров коэффициентов, второго блока 1 О сравнения кодов, регистра 11 адреса, кодера 12, блока 13 ключей,формирователя 14 модуля числа, сумматора 15, блока 16 сравнения; группа входов 17 блока вычисления обобщенных координат является информационным входом 18 устройства, начальная установка подается на программновременной блок, группа выходов 19кодера является информационным выходом устройства, шина 20 сигналов допуска соединена с блоком сравнения,группа выходов 21 блока ввода коэф+Фициентов соединена с входами блокабуферной памяти, Группа выходов 22счетчика соединена с группами входов(адресных) промежуточного блока памяти и группой информационных входовпамяти номеров коэффициентов, группаформирователя окна соединена с группой входов 23 блока 6 сравнения кодов, Другая группа входов блока 6сравнения кодов соединена с группойвыходов 24 блока буферной памяти ис группой входов (информационных)блока памяти коэффициентов, Группавыходов программно-временного блокасоединена с группой входов 25 регистра адреса и с группой входов блокапамяти коэффициентов, Группа выходоврегистра адреса соединена с группойвходов 26 блока памяти коэффициентов,причем входы задающих адрес сравниваемого коэффициента, Группа выходов 27.блока памяти коэффициентов задает текущий коэффициент и соединена с входами блока 10 сравнения, а группа выходов 28 блока памяти коэффициентовзадает значение сравниваемого коэффициента и соединена с другой группойвходов блока 10 сравнения кодов. Выход 29 программно-временного блокасоединен с входом блока ввода коэфФициентов, выход 30 - с входом элементов ИЛИ, выход 31 - с установленным входом счетчика и регистра 7, выход 32 соединен с входом регистра 7,Выход 33 программно-временного блокасоединен с тактирующими входамиблока памяти коэффициентов, кодера иблока ключей, выход 34 счетчика соединен с входом программно-временногоблока, вход 35 программно-временногоблока соединен с выходом блока 6сравнения кодов и со входом блокабуферной памяти, вход 36 программновременного блока соединен с выходомблока сравнения, выход 37 программновременного блока соединен с входомблока памяти коэффициентов, выход 38программно-временного блока подключен к установочному входу регистраадреса,Программно-временной блок состоитиз генератора 30 тактовых импульсов,элементов И 40 и 41, элемента ИЛИ 42,КЯ-триггера 43, третьего элементаИЛИ 44, второго В 5-триггера 45, четвертого элемента ИЛИ 46, регистра 47,счетчика 48, пятого элемента ИЛИ 49,первого элемента 50 сравнения, третьего счетчика 51, второго элемента 52сравнения, шестого элемента ИЛИ 53,четвертого счетчика 54, дешифратора 55, седьмого элемента 56, восьмого и девятого элементов ИЛИ 57 и 58,Устройство работает следующим образом,Принцип устройства сводится к разбиению процесса упорядочения коэффициентов разложения на две ступени.На первой ступени происходит сортировка коэффициентов по величине наряд (Н) неперекрывающихся групп,причем каждый коэффициент сохраняетсвой номер, На второй ступени происходит упорядочение коэффициентоввнутри групп (последовательно). Приэтом упорядочение начинается с группы, включающей наибольшие коэффициенты, а последней упорядочиваетсягруппа, включающая наименьшие коэффициенты, Такой порядок упорядочениякоэффициентов и их групп позволяетполучить на выходе устройства упорядочения массива коэффициентов в целом, 1492361Разбиение массива коэффициентовна группы осуществляется путем сравнения их с рядом кодовых окон, Так,для коэффициентов представляемых дво5ичным 8-разрядным кодом кодовые окна" могут иметь вид: 100000000,010000000, 001000000, и т.д. до000000001 (тот факт, что разрядностьокон ныбирается в этом случае ранной 9, объясняется позже). Можетбыть выбран и ряд других значенийкодовых "окон",При упорядочении коэффициентовразложения сначала происходит сравне" 15ние нсего массива с первым кодовым(их значения больше его величины), сосоставляет первую группу. После выделения этой группы из массива производится упорядочение коэффициентоввнутри нее и вывод их получателю. 25Затем производится сравнение оставшихся коэффициентов со значением второго по величине кодового "окна" ивыделяется вторая группа, которая далее также упорядочивается и т,д, 30Прекращение очередного цикла работы устройства происходит при выводевсех коэффициентов массива на выходкодера и при срабатывании блока сравнения фиксирующего Факт достижениятребуемой точности преобразования,Исходное состояние устройства задается либо начальной установкой повходу 18, либо после окончания очередного цикла работы сигналом с шины 20, Эти сигналы поступают на элемент 57 программно-временного блока 5 и устанавливают н начальное состояние триггера 43 через элементИЛИ 43,счетчики 48), через элементы 45ИЛИ 49 (и 50), через элемент ИЛИ 53,а также 54 - (через элемент ИЛИ 56).Кроме того, устанавливается в исходное (единичное) состояние триггер 45 (через элемент ИЛИ 44), импульсы установки в исходное состояние с выхода 31 блока 5 устанавливают в нулевое состояние счетчик 3 и висходное состояние (соответствующеенаибольшему значению кодового "окна")регистра 7, Кроме того, этим сигналом через элемент ИЛИ 58 по выходу 38сбрасывается регистр 11 адреса,КБ-триггера 43 определяет режим работы устройствав интервале времени,когда этот триггер находится в "нулевом" состоянии, в устройстве реализуется режим записи коэффициентов,формируемых блоком 1 в блок 2 буферной памяти; при единичном состоянии триггера 43 устройство работаетв режиме упорядочения массива коэффициентов. К 5-триггер 45,определяеттекущую ступень упорядочения: когдаон в "единичном состоянии реализуется первая ступень упорядочения - выделение иэ массива определенной группы коэффициентов, которые по величи"не превосходят текущее кодоное "окно"а когда он в "нулевом" состоянии реализуется вторая ступень упорядочения -упорядочение коэффициентов внутриныделенной группы и вывод их получателю, Регистр 7 содержит в любой мо"мент времени двоичное слово, состоящее иэ одной единицы (в соответствующем для каждого "окна" разряде)и нулевой в остальных разрядах, Висходном состоянии единица находитсян старшем разряде, реализуя максимальное значение (в двоичном эквиваленте) кодового "окна",По мере изменения окна единица передвигается н сторону младших,разрядов, Число раэрядон регистра-формирователя "окна" на единицу больше количества разрядов коэффициентов разложения и ранно числу кодовых окон, Таким образом, при каждой смене "окна" его значение (в двоичном эквиваленте) для предлагаемого способа реализации уменьшается в два раза,В исходном состоянии схемы сигнал с триггера 43 по выходу 29 блока 5 поступает н блок 1 и разрешает прохождение коэффициентов разложения в блок 2, Одновременно с формированием очередного коэффициента блок 1 формирует импульс, Который через элемент ИЛИ 4 поступает на счетный вход счетчика 3 и задает очередной многоразрядный адрес, по которому в блок 2 записывается значение соответствующего коэффициента, Этот адрес является номером коэффициента н ряду разложения (в общем массиве) и будет н дальнейшем сопровождать свой коэффициент вплоть до выдачи их получателю. Емкость счетчика 3 равна количеству формируемых коэффициентов (их числодля всех циклов работы устройства постоянно и равно и).Одновременно с записью коэффициентов в блок 2 осуществляется их сравнение с первым (максимальным) значе 5нием кодового "окна" и выделение первой группы коэффициентов (с наибольшими значениями), т,е, "просеивание"массива коэффициентов через первоекодовое "окно". В случае, когда значение очередного коэффициента боль .первого значения кодового "окна",блок 6 сравнения кодов (на которыйпо группе входов 23 поступает двоичный эквивалент значения кодового"окна" с регистра 7, а по группевходов 24 поступает двоичный код дан"ного коэффициента) выдает сигнал,который, поступая в блок 8 коэффициентов, разрешает запись в него данного коэффициента; поступая в блок 9,разрешит запись в него номера данного коэффициента в общем массиве; поступая в блок 2, обнуляет значение 25данного коэффициента (с целью исключения дальнейшего участия этого коэффициента в процессе упорядочения массива в целом); поступая в блок 6 повходу 35 через элемент ИЛИ 46, увеличивает на единицу содержимое счетчика 48, Счетчик 48 формирует адрес,по которому в блоки 8 и 9 по выходу 25 записываются соответственно текущий коэффициент группы и его номер,После записи в блок 2 всего массива коэффициентов (и) и одновременного выделения из первой группы размером исчетчик 3 выдает сигнал наблок 5 по выходу 34 и устанавливает 40триггер 43 в "единичное" состояние,триггер 45 - в "нулевое" состояние,атакже выдает разрешающий импульс длязаписи числа п,сформированного кэтому моменту в счетчике 48, в запоминающий регистр 47, после чего темже сигналом через элемент ИЛИ 49счетчик 48 обнуляется, Число п, записанное в регистре 47, представляетсобой количество элементов первой50группы и определяет в дальнейшем количество и порядок операций упорядочения на второй ступени,На второй ступени упорядочениекоэффициентов внутри выделенной группы (в данном случае - первой) осуществляется следующим образом,Сигнал с выхода 37 блока 5 разре"шает выполнение процедуры упорядочения второй ступени: функционирование блоков 50 и 52, подачу тактовыхимпульсов с генератора 39 через элементы И 41 и ИЛИ 46 на счетчик 48,выдачу соответствующих кодов с блока 8 на блок 10, Блок 8 может бытьвыполнен, например, как спаренныйблок памяти, обе половины которогоидентичны и содержат те же значениякоэффициентов разложения, Одна половина выдает двоичный код текущегокоэффициента на выходы 27 по адресу,определяемому группой входов 25, адругая половина выдает код наибольшего к данному моменту упорядочениякоэффициента в подгруппе на выходы 28по адресу, определяемому состояниемрегистра 11 адреса, В первый момент(первый такт работы счетчика 48) навходы 27 и 28 второго блока 10 сравнения кодов поступают идентичные коды коэффициента группы, записанногопо первому адресу (следует различать"номер" коэффициента, определяющийего положение в общем массиве и коэффициентов и "адрес коэффициента, определяющий его положение в группе и;элементов). Блок 10 выдает сигнал вслучае, когда значение кода на входах 27 больше значения кода на входах 27, Таким образом, в первом такте блок 10 не выдаст сигнала и навтором такте будут сравниваться второй коэффициент (по входам 27) ипервый коэффициент (по входам 28),С каждым тактом работы счетчика 48адрес коэффициента на входах 27 увеличивается на единицу, а при отсутствии сигнала с выхода блока 10, адрес,записанный в регистре 11, остаетсянеизменным, При срабатывании блока 10, которое вызывается превышением значения текущего коэффициентанад значением сравниваемого, в регистр адреса записывается адрес текущего коэффициента (соответствующий состоянию счетчика 48), Такимобразом, к концу процесса переборавсех п 1 коэффициентов на выходах 28присутствует значение наибольшегокоэффициента в группе, а на выходах блока 9 - его номер, Когда сравнение по всем коэффициентам закончено, коды в счетчике 48 и регистре 47совпадают, что Фиксируется блоком 50совпадения, Блок 50 совпадения представляет собой набор схем совпадения,входы каждой из которых соединены с10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 одноименными выходами счетчика 48 ирегистра 47. Аналогично реализован и блок 52, Блок 50 выдает сигнал, по которому через элемент ИЛИ 49 счетчик 48 устанавливается в нулевое сос 5 тояние, содержимое счетчика 51 увеличивается на единицу; с ныхода 33 блока 5 поступает разрешающий сигнал накодер 12 и ключевую схему 13, по которому на выход 19 устройства поступает с блока 9 через кодер 12 номер максимального элемента в группе, а сблока 8 - значение этого коэффициента, Значение максимального коэффициента поступает также через ключевуюсхему 13 и формирователь 14 модулМчисла на сумматор 15 и далее на блок 16 сравнения, Сигнал с выхода 33 блока 5 поступает также на блок 8,где обнуляет содержимое этого блока по адресу максимального коэффициента,Затем сигналом с выхода 38 блока 5 обнуляется содержимое регистра 11 адреса. Далее процесс повторяется,В результате упорядочиваются нсе коэффициенты первой группы. Если в группе п 1 коэффициентов, то для их полного упорядочения необходимо (пх и,) тактов работы, Выделение одного коэффициента требует п тактов, Полное упорядочение нсех коэффициентов группы требует и, циклов выделения, Это количество циклов обеспечивается счетчиком 51. После осуществления всех циклов содержимое счетчика 51 совпадает с кодом регистра 47, в результате чего с выхода блока 52 совпадения формируется сигнал, сбрасывающий счетчик 51, увеличивающий на единицу содержимое счетчика 54,с выхода 32 устанавливается новое значение кодового "окна" в регистре 7и через элемент ИЛИ 44 устанавливается в единичное состояние триггер 45, Устройство переходит к первой ступени упорядочения; с генератора тактовых импульсов по разрешающему сигналу с триггера 45 через элемент И 40 на выход 30 блока 5 и далее через элемент ИЛИ 4 на счетчик 3 поступают тактовые импульсы и происходит перебор коэффициентов массива и "просеивание" их через второе по величине "окно", После выделения второй групы происходит упорядочивание коэффициентов в ней и т.д.Так поочередно на выход устройства поступают коэффициенты, упорядоченные по величинеОкончание общего цикла упорядочения происходит вдвух случая, В первом случае суммакоэффициентов в сумматоре 15 соответствует требуемой точности преобразования, задаваемой шиной 20 до окончания перебора всех коэффициентовмассива и вывода их получателю, Приэтом с выхода блока 16 сравнения навход 36 блока 5 (на элемент ИЛИ 57)поступает сигнал, переводящий устройство в исходное состояние. Во втором случае после перебора всех элементов срабатывает дешифратор 55,по сигналу с которого устройство также устанавливается в исходное состояние. После этого процесс повторяетсядля нового массива коэффициентов,Формирователь 15 модуля числа может быть выполнен в виде аналоговогопреобразователя (ЦАП). Тогда сумматорявляется аналоговым, а блок сравнения - пороговым устройством, В этомслучае соединения между ними осуществляются с помощью одного сигнального провода, 111 ина 20 также являетсяв этом случае сигнальным проводом,В случае, если Формирователь модулячисла - цифровое устройство (например, регистр, запоминающий последний коэффициент, в общем случае - сознаковым разрядом) то перечисленныеустройства яв.1 яются цифровыми и связьмежду ними осуществляется многопроводными шинами; такой же является ишина 20, Общее число проводов в шинах,содержащих двоичный код коэффициента(соответствующее разрядности кода беэуцет 3 знакового разряда), должно бытьна единицу меньше числа кодовых"окон" (т,е, разрядон регистра 7) дляобеспечения "просеивания" любого значения коэффициента через совокупность"окон", причем лишним являетсямладший разряд "окна", Этот разрядможет не подаваться на блок б с регистра 7 и, таким образом, при наименьшем "окне" (единица в младшемразряде 7, которая не подается вблок 6) подаваемое на блок 6 значение "окна" - нулевое,Счетчики 48 и 51 имеют емкость и, Гарантируя произвольное количество коэффициентов в любой группе массива коэфФициентов, Счетчик 54 имеет емкость Ч - соответственно количеству кодовых оконФормула иэобре 1 ения 1, Адаптивное телеметрическое устройство, содержащее блок ввода коэффициентов, входы группы которого являются информационными входами устройства, выходы группы блока ввода коэффициентов с информационными входами блока буферной памяти, к адресным входам которого подключены выходы счетчика, выходы блока буферной памяти соединены с входами первой группы первого блока сравнения кодов, регистр адреса, программно-временной блок, первый вход и выход которого подключены к выходу и установочному входу счетчика соответственно, блок ключей, выходы которого через последовательно соединенные формирователь 20 модуля числа и сумматор соединены с входами первой группы блока сравнения, входы второй группы которого подключены к шине сигналов допуска, выход блока сравнения соединен с вто рым входом программно-временного блока, второй выход и выходы группы которого соединены соответственно с входом и входами группы регистра адреса, кодер, выход которого является 30 выходом устройства, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены элемент ИЛИ, регистр сдвига, блок памяти коэффициентов, блок памяти номе- З 5 ров коэффициентов и второй блок сравнения кодов, выход блока ввода коэффициентов соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подклю-, чен к счетному входу счетчика, выходы 40 группы которого соединены с информационными входами блока памяти номеров коэф 4 мциентов, адресные входы которого объединены с первыми адресными входами блока памяти коэффициентов и 45 подключены к выходам группы программно-временного блока, выход первого блока сравнения кодов соединен с управляющими входами блока буферной памяти и блока памяти номеров коэффициентов, с первым управляющим входом блока памяти коэффициентов и третьим входом программно-временного блока, выходы первой и второй групп блока памяти, коэф 4 мциентов соединены соответственно с входами первой и второй групп второго блока сравнения кодов, выход которого подключен к входу регистра адреса, выходы которого соединены с вторыми адресными входамиблока памяти коэффициентов, второй итретий управляющие входы которогоподключены к третьему и четвертомувходам программно-временного блокасоответственно, выходы блока памятиномеров коэффициентов соединены свходами первой группы кодера, входывторой группы которого объединены содноименными входами группы блокаключей и подключены к выходам второйгруппы блока памяти коэффициентов,вход кодера объединен с входом блокаключей и соединен с четвертым входомпрограммно-временного блока, первыйи пятый выходы которого подключенысоответственно к первому и второмувходам регистра сдвига, выходы которого соединены с входами второй группы первого блока сравнения кодов, выходы блока буферной памяти подключены к информационным входам блока памяти коэффициентов, второй вход элемента ИЛИ соединен с шестым выходомпрограммно-временного блока, седьмойвыход которого подключен к входу блока ввода коэффициентов, восьмой входпрограммно-временного блока являетсявходом начальной установки устройства,2, Устройство по и,1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что программновременной блок содержит .генератортактовых импульсов, элементы И, элементы ИЛИ, счетчики, КЯ-триггеры, регистр, дешифратор и элементы сравнения, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входампервого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с прямымвыходом первого КЯ-триггера, Б-входкоторого объединен с К-входом второго КЯ-триггера, первыми входами первого элемента ИЛИ и регистра и является первым входом блока, выход второго элемента ИЛИ соединен с первымивходами с третьего по седьмой элементов ИЛИ и вторым входом первого элемента ИЛИ и является первым выходомблока, выходы третьего и четвертогоэлемента ИЛИ подключены соответственно и К-входу первого КБ-триггера иЯ-входу второго КЯ-триггера, прямойи инверсный выходы второго КБ-триггера соединены с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, выход второго элемента Иподключен к первому входу восьмого,Волков а каз 3879/51 Тираж 518 Подписное КИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 11 1Производственно-издательский комбинат Патент , г.уж ул. Гагарина,10 элемента ИЛИ, выход которого и выходпервого элемента ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входамипервого счетчика, выходы которогоподключены к входам группы регистра ии первого элемента сравнения и являются выходами группы блока, инверсный выход второго КЯ-триггера соединен с входами первого и второго элементов сравнения и является третьимвыходом блока, выход первого элемента сравнения подключен к третьемувходу первого элемента ИЛИ, первомувходу второго счетчика, второму входуседьмого элемента ИЛИ и является четвертым выходом блока, выход второгоэлемента сравнения соединен с первым входом третьего счетчика, вторымвходом четвертого и пятого элементовИЛИ и является пятым выходом блокавыходы регистра подключены к соответствуюШим входам первой группы первого и второго элементов сравнения,выходы пятого и шестого элементов ИЛИсоединены с вторыми входами второгои третьего счетчиков, выходы которыхсоединены соответственно с входамипервой группы второго элемента сравнеюя и одноименными входами дешифра 10 тора, выход которого подключен к вто"рым входам шестого и третьего элементов ИЛИ, первый вход второго элемента ИЛИ является входом начальной установки блока, вторые входы соответст 15 венно второго и восьмого элементовИЛИ являются вторым и третьим входами блока, выход первого элемента Ии инверсный выход первого КЯ-триггера являются соответственно шестым и20 седьмым выходами блока, выход седьмого элемента ИЛИ является вторым выходом блока,