Устройство для кодирования случайного процесса

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскими Социвлистическиа Республик(51)М. Кл.з с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.12 ВО Ю.А. Белов, Н.Н. Завадский, Ю.В, Савков, Г.А, Мирский и А.Б. Шадрин(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССАИзобретение относится к средствам специализированной вычислительной техники и предназначено для ста тистических анализаторов, измеряющих вероятностные характеристики многомерных сигналов с изменяющимися параметрами (квазистационарные) и использующих групповые мини"ЭВМ.Известно устройство, в котором адаптация диапазона кодирования, центрирование сигнала до кодирования выполняется введЕнием автономных приборов для измерения вероятностных характеристик (дисперсии, функции распределения, математического ожидания) 1).Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие и сложность организации адаптивного кодирования многомерных сигналов из-за необходимости введения многих автономных приборов для измерения вероятностных характеристик, сложной системы управления ими, сложности перехода от одного метода кодирования к другим.Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство для кодирования случайного процесса, содержащее коммутатор, выход которого подключен ко вхо"ду группового усилителя, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, блок управ ления, первые вход и выход которого подключены к первым входу и выхо-ду первого у:равляющего регистра,второй управляющий регистр, первыевход и выход которого соединены с 10 первыми входами и выходами цифроаналогового преобразователя, аналогоцифровой преобразователь, первыевход и выход которого соединены спервыми входами и выходом третьего 15 управляющего регистра, четвертый управляющий регистр, первые вход и вы"ход которого подключена к первымвходу и выходу первого блока коммутации, вторые входы и выходы всех 2 О управляющих регистров и первые входи выход пятого управляющего регистрасоединены с соответствующими входоми выходом второго блока коммутации 2Недостатком данного устройства яв ляется низкое быстродействие при решении задачи адаптивного кодирования.многомерных сигналов.Цель изобретения - повыаение быстродействия адаптивного масштабировало ния многомерных случайных сигналов.Цель достигается тем, что в устройство введены Ь-усилителей, коммутатор, групповой усилитель и два дополнительных управляющих регистра, при этом перные входы и выходы Ь-усилителей соединены с первыми входом и выходом пе 1 вого упранляющего дополнительного регистра, первые вход и выход второго управляющего дополнительного регистра подключены к первым входу и выходу коммутатора, другие .входы которого соединены со вторыми ныходами усилителей, вторые входы которых являются соответствующими входами устройства, вторые вход и выход первого и. второго дополнительных управляющих регистров йодключены к соответствующим входам и выходам второго блока коммутации.Кроме того, первый, второй дополнительные управляющие регистры и йторой управляющий регистр содержат блок адресации, распредепитель и блок преобразования входных кодов, состояций из селекторов, дешифраторов, регистров и переключателя, при этом первые информационные выходы блока адресации подключены к информационным входам селектора, распределителя и регистров, первый и тре,тий выходы которого объединены с выходами переключателя, со вторым информационным выходом блока адресации и является перйым выходом управляюцего регистра, выходы селекторов соединены соотнетстнуюцими информационными входами дешифраторов, выходы которых подключены к соответствующим первым управляющим входам регистров, вторые упранляюцие входы которого объединены с управляющими входами селекторов, дешифраторов и переключателя и подключены к первому выходу распределителявторой выход которого соединен с первым входом блока адресации, второй вход которого является первым входом управляющего регистра, третьи входы и выходыблока адресации являются вторыми входамии выходами управляющего регис , ра,второй выход регистров подключен к информационному входу переключателя. Первый, третий и пятый управляющие регистры содержат блок адресации, блок преобразования входных кбдов, два распределителя, первый переключатель и блок преобразования выходных кодов, состоящий из второго пере" ключателя генератора кодон символов, генератора дополнительных кодов,блока переключателей, преобразователей позиционного кода в двоичный и регистров, входы которых янляютая перыми входами управляющего регистра,пранляющие входы регистров,преобраэонателей позиционных кодов н двоичный, блока переключателей, генераторов кодов символов и дополнительных кодов и первый управляющий вход второго переключателя объединены и подключены к первому выходу первогораспределителя, второй выход которого соединен с первым входом блока адресации, информационные ныходы которого соединены с информационнымивходами блока преобразования входных кодов, первого распределителя,второго переключателя и второго распределителя, первый выход которогосоединен со вторым управляющим входом блока адресации, третий управо ляющий вход которого подключен квыходу второго переключателя, второй управляющий вход которого соединен с выходом генератора кодовсимволов, третий управляющий нход 1 переключателя подключен ко второмувыходу генератора дополнительныхкодов, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами блока переключателей, информационные входы которого подключены к выходам преобразователей позиционных кодов в двоичный, информационные входы которых соединеныс выходами регистров, первый выходпервого переключателя объединен сперным выходом блока преобразования входных кодов и является первым выходом управляющего регистра,второй выход второго распределителяподключен к управляющему входу бло- ЗО ка преобразования входных кодов,второй выход которого соединен совходом перного переключателя, четвертые и первые входы и выходы блока адресации янляются соотэетствен-35 но вторыми входами и выходами управляющего регистра.Четвертый управляющий регистр со-держит два распределителя, два блока адресации, преобразователь вход ных кодов и преобразователь выходных кодов, причем выход преобразователя входных кодов подключен к первому информационному входу первогоблска адресации, второй Информацион ный вход которого соединен с выходомпреобразователя входных кодов, информационный вход которого объединен с информационными входами первого распределителя, преобразователя выходных кодов и второго распределителя и подключен к первому информационному выходу второго блокаадресации, первый управляющий входвторого блока адресации соединен спервым выходом второго распределителя, второй выход которого подключен к управляющему входу преобразователя выходных кодов, второй управляющий вход второго блока адресации соединен с первым выходом пер ного распределителя, второй выходкоторого подключен к управляющемувходу преобразователя входных кодов,,второй информационный выход второгоблока адресации объединен, с первым б 5 выходом первого блока адресации иявляется первым выходом управляюцего регистра, второй вход первого блока ;адресации является первьк входом управляющего регистра, второй выходпервого блока адресации подключен кинформационному входу второго блокаадресации, первые и вторые входы ивыходы которого являются соответст;венно вторыми входами и выходамиуправляющего регистра.На Фиг.1 представлена блок-схемапредлагаемого .устройства; на Фиг,2блок-схема первого и второго дополнительных и второго управляющих регистров; на Фиг.3 - блок-схема второго, третьего и пятого управляющихрегистров; на фиг.4 - седьмой управляющий регистр.Устройство содержит усилители1 - 1( коммутатор 2, групповой усилитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4, цнфроаналоговый преобразойатель 5, первый и второй дополнительные управляющие регистры 6, 7,пятый управляющий регистр 8, третийуправлякжий регистр 9, второй управляющий регистр 10, второй блок 11коммутации, первый управляющий регистр 12, блок 13 управления, четвертый управляющий регистр 14 и первый блок 15 коммутации.Первый, второй дополнительные ивторой управляющие регистры содер жат блок 16 адресации, блок 17 преобразования входных кодов, состоящий из селекторов 18 - 18, дешифраторов 19 - 19 з, регистров 20-20 з ипереключателя 21, распределителя 22.Первый, второй и пятый управляюцие регистры дополнительно содержатблок 23 адресация, преобразователь24 выходных кодов, состоящий иэ переключателя 25, генератора 26 кодовсимволов, генератора 27 дополнительных кодов, блока 28 -28 Е переключателей, преобразователей 29-29 9 позиционных кодов в двоичный и регистров 304 -30 распределителя 31.Седьмой регистр дополнительно содержитвторой блок 32 адресации и первыйблок 33 адресации .Устройство работает следующим образом.В блоке 13 управления через блок15 коммутации, управляющий регистр14 задается программа работы всегоустройства. Пря этом в усилителях11-1 Ь с помощью первого дополнительного управляющего регистра 6, блока 11 коммутации, перзого управляющего регистра 12, блока 13 управления выбйраются начальные коэффициенты усиления Ь, Ь 1, например, равные Ьф, Аналогично через пятый управляющий регистр 8 в групповом усилителе 3 выбирается начальный коэффициент усиления Ьг, а через второй управляющий регистр 10 в цифроаналоговый преобразователь 5 подается начальное смещение х.( (щ- в) -ьд)г 0 40 где п 1 в - граничные значения цифровых отсчетов ьд;гд - допустимый интервал отклонения от граничныхзначений,45 соответственно при настройке коэффициентов усиления Ьс) и Ь,г, Приэтом коэффициенты Ь могут быты заданы в виде ряда 2,5,10,20,50,100, акоэФФициент Ьг может изменяться впределах 150 от диапазона 5-15,Такое двухступенчатое регулированиекоэффициентов усиления позволяетмаксимально упростить узлы регулиров.ки коэффициентов в усилителях 11,1, обеспечить их взаимную гальвани"ческую развязку; независимое управ;ление их параметрами, уменьшить диапазон регулировки у группового усилителя 3; исключить необходимостьразработки адаптивного аналого-циф 60 б 5 5 1 О 15 20 15 По комайдам с управляющих регистров 6, 10 сигналы х, хпроходят через усилители 1, 1 ь,йреобразуясь в промежуточные сигналы 2, Е 21, Ь х. Коммутатор 2 опрашивает сигналй Е, Е) и формирует последовательность отсчетов х, которая поступает в групповой усилитель 3, на выходе которого получаются отсчеты 1 Ч 1" Р хсЬгопоступающие на вход аналого-цифрового преобразователя 4. На его выходе получаются цифровые отсчеты в;, ю Ч;. Цифровые отсчеты п через третий управляющий регистр 9, второй блок 11 коммутации, первый управляющий регистр 12 поступают в блок 13 управления,В этом блоке отсчеты(в,)сравниваются с границей их изменения в и если щ( щ 9 то с блока 13 управле-. ния через уйравляюций регистр 12, второй блок 11 коммутации, управляющий регистр 6 в усилители 1, 1 подается команда на изменение коэффициентов усиления Ь. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не выполнится условие завершения регулировки коэффициент- ного усиления )Ьс)в усилителях 1(,Аналогично, не изменяя коэффициентов усиления )Ьв усилителях 1, 1 производится поиск коэффицйета усиления Ьц в групповом усилителе 3 до выполнения условия( (п - пг) - ьгд 1 " Оу (2) рового преобразователя 4.Магистральный принцип обмена инФормацией (данными, параметрами и командами) через однотипные управляющие регистры 6-10 с помощью вто" рого блока 11 коммутации и первогоуправляющего регистра 12 по командам с блока 13 управления позволяетв предлагаемом устройстве максимально упростить управление и достигнуть максимального быстродействияв регулировании параметров, перестройке алгоритма и структуры обменаинформацией по сравнению с известными устройствами.Управляющие регистры 6,7,10 выполняют задачу только приема информации от блока коммутации. Управляющие регистры 8,912 выполняют задачу двухстороннего обмена информацией, а управляющий регистр 14 выполняет задачу двухстороннего обмеФна информацией между двумя блокамикоммутации (см. Фиг.4).Управляющие регистры выполненыследующим образом.В качестве примера только принимающего информацию с блока коммутации рассмотрим блок-схему первогодополнительного управляющего регистра 6 (Фиг,2).Распределитель 22 устанавливается по командам со второго блока 11коммутации через блок 16 адресациир исходное положение, а затем производится его адресация ло адресу,записанному в регистр данных 20 регистров 20 по команде с выхода распределителя 22. Затем побайтно, последовательно, со спецификой асинхронного обмена производится прием трехвидов информации: данных, параметров,команд, соответственно, в регистры20, 20, 20 регистров 20. При этомс помощью блока 16 адресации производится перевод распределителя 22 внеобходимое положение. Вспомогательная информация (разделители, метки,символы)., которые не нужны для усилителей 1 А, 11 убираются иэ потокаинформации с помощью селекторов 18данных 18, команд 181, параметров18 ъ. Дешифраторы 15 переводят данные,параметры и команды из кода блокакоммутации 11 в код, понятный усилителями 1, 1. Переключатель 21 слукит для переключения информации (из.первых регистров 20 с их регистрапараметров 20) либо на входы приемаинформации, либо на входы дистанционного упоавления усилителя 1, 1(,.Селектбры 18, дешифраторы 19, пер.вые регистры 20 образуют преобразователь входных кодов 17 и, как следует из описания, преобразуют инфор.мацию иэ формата, принятого из блока коммутации 11 в формат, принятыйв усили тел ях 1, 1 ь по командам сраспределителя 22.В качестве примера с двухсторонним информационным обменом рассмотрим работу управляющего регистра 12блока 13 управления,Иэ второго блока 11 коммутациичерез блок 23 адресации побайтно, дов .дополняет малораэрядные двоичные коды до двоичных чисел, которые можно передавать в блок коммутации, записывает 0 в свободные разряды, расставляет метки, специальныеконтрольные точки или дополняет до, стандартного кода обмена. Генератор26 крдов символов формирует недостающие символы, несущие информацию оразделителях, специальных символахмежду передачами данных, параметров,команд. Переключатель 25 собирает 55 преобразованные коды данных, параметров и команд с соответствующихвыходов генераторов кодов символови дополнительных кодов. Блок 23 адресации проводит согласование передаваемой и принимаемой информациипо электрическим параметрам (по мощности, Фронтам импульсов, по электрической развязке и нагрузке), атакже адресует весь управляющий регистр и управляет распределителем 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 последовательно, со спецификой асинхронного обмена поступает информация, При этом с помощью блока адресации 23 производится адресация всего управляющего регистра, а затем начинается прием информации по командам с распределителя 22. При этом преобразователь 17 входных кодов работает аналогично рассмотренному выае и преобразует информацию (данные, команды, параметры) из формата, принятого в блоке 11 коммутации,в формат, принятый в блоке 13 управления. При этом переключатель 21 в зависимости от режима работы передает информацию о параметрах из регистра 20 параметров преобразователя 17 кодов на вход приема блока 13 управления.При передаче информации в блок 11 коммутации через первые входы управляющего регистра, преобразователь 24 кодов преобразует информацию из. Формата, принятого в блоке 13 управ" ления, в формат, принятый в блоке 11 коммутации, При этом блок 13 управления по команде с выхода распределителя 31 записывает данные, параметры и команды в регистры 30 данных 30., параметров 30,и команд 30 з, По командам со второго распределителя 31, который переводится в нужное положение по командам с блока 23 адресации, информация иэ вторых регистров 30 побайтно, последовательно, со спецификой асинхронного обмена переводится иэ формата, удобного для блока 13 управления с помощью преобразователя 29 кодов, переключателя 28, генератора 27 дополнительных кодов, кодов символов 26 в формат, принятый для обмена по блоку 11 коммутации, При этом преобразователь 29 кодов переводит информацию о данных, параметрах и командах из позиционных кодов в двоичные.Генератор 27 дополнительных ко 788115 1031, а также обеспечивает асинхронный обмен блоку 11 коммутации.Регистры 30, преобразователь кодов 29, первый 25 переключатель, блок 28 переключателей, генераторы дополнительных кодов 27 и кодов символов 26 образуют преобразователь 24 форматов передачи и преобразуют информацию из формата, принятого в блоке 13 управления, в Формат, принятый в блоке 11 коммутации по командам с распределителя 31 команд.Для обеспечения двухстороннего информационного обмена между двумя разноскоростными, разноформатными блоками 11 и 15 коммутации в предлагаемом устройстве используется четвертый управляюций регистр 14, который выполнен на блок-схеме (Фиг.4).Особенностью этого управляюц 1 его регистра является введение блока адресации 33 и исключение в части приема информации переключателя 21, При этом второй блок 32 адресации согласует принимаемую и передаваемую информацию по электрическим параметрам, а также адресует весь управляющий регистр со стороны блока 16 коммутации, а также обеспечивает асинхронный двухсторонний обмен по этому блоку коммутации. Блок 33 адресации, выполняя аналогичные Функции, но со стороны блока 11 коммутации, дополнительно управляет первым и вторым распределителями 22 и 31. Функции преобразования информации впреобразователях 17,24 кодов аналогичные выше рассмотренным.При этом Форматы регистров 20, 30 и 30 и 30 в этих узлах согласованы с форматами информации, передаваемой по блоку 15 коммутации и блоку 11 коммутации.Таким образом, в устройстве управляюцие регистры выполнены в соответствии со спецификой функциональных, системных особенностей применения соответствующих устройств (только приема, двухстороннего обмена между блоками шин инФормацией) по единому принципу побайтного, последовательного, асинхронного обмена. Это позволяет в целом существенно сократить время обмена за счет упрощения аппаратурной реализации управляющих регистров, программу управления (часть этих функций выполняют сами управляющие регистры), а также в целом повысить общее быстродействие адаптивного ко. - дирования многомерных сигналов.формула изобретения1. Устройство для кодирования случайного процесса, содержащее блок управления, первые вход и выход которого подключены соответственно кпервым выходу и входу первого управляющего регистра, второй управляющийрегистр, первые вход и выход которого соединены с первыми выходами ивходом цифроаналогового преобразователя, аналого-цифровой преобразо ватель, первые вход и выход которого соединены с первыми входами и выходом третьего управляющего регистра,четвертый .управляющий регистр, перьые вход и выход которого подключе ны к первым входу и выходу первогоблока ксммутации, вторые входы и выходы всех управляющих регистров и первые вход и выход пятого управляющего регистра соединены с соответствующичи входом и выходом второго блока коммутации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него вве 2 О 25 30 35 40 45 5 О 55 60 65 дены Ь-усилителей, коммутатор, групповой усилитель и два дополнительных управляющих регистра, при этом первые входы и выходы Ь-усилителей соединены с первыми входом и выходом первого управляющего дополнительного регистра, первые вход и выход второго дополнительного управляющего регистра подключены к первым выходу и входу коммутатора, другие входы которого соединены со вторыми выходами усилителей, вторые входы которых являются соответствуюшими входами устройства, вторые входи выход первого и второго дополните-. льных управляющих регистров подключены к соответствующим входам и выходам второго блока коммутации.2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю ц 1 е е с я тем, что первый и второй дополнительные управлякщие регистры и второй управляющий регистр содержат блок адресации, распределитель и блок преобразования входных кодов, состоящий из селекторов, дешифраторов, регистров и переключателя, при этом первые информационные выходы блока адресации подключены к информационным входам селектора , распределителя и к первой группе информационных входов регистров, выходы регистров, кроме Ь-го,объединены с выходом переключателя, со вторым информационным выходом блока адресации и являются первым выходом управляющего регистра, выходы селекторов соединены с соответствующими иьформационными входами дешифраторов, выходы которых подключены ко второй группе информационных входов регистров, управляющие входы которых объединены с управляюцими входами селекторов, дешифраторов и переключателя и подключены к первому выходу распределителя, второй выход которого соединен с первым входом блока адресации, второйвход которого является первым входомуправляющего регистра, третьи входи выход блока адресации являются вто 788115 12рым выходом и входом управляющего регистра, выход 1-го регистра подключен к информационному входу переключателя.3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что первый, третий и пятый управляющие регистры содержат блок адресации, блок преобразования входных кодов, два распределителя, первый переключатель и блок преобразования выходных кодов, состоящий иэ переключателя генератооа кодов символовгенератора дополнительных кодов, блока переключателей, преобразователей позиционного кода в двоичный и регистров, входы которых являются первыми входами управляющего регистра, управляющие входы регистров, преобразователей позиционных кодов в двоичный, блока переключателей, генераторов кодов символов и дополнительных кодов и первый управляющий вход второго переключателя объединены и подключены к первому выходу первого распределителя, второй выход .которого соединен с первым входом блока адресации, информационные выходы которого соединены с информационными входами блока преобразования входных кодов, первого распределителя, второго переключателя и второго распределителя, первый выход которого соединен со вторым входом блока адресацинф третий вход которого подключен к выходу переключателя блока преобразования выходных кодов, второй управляющий вход переключателя блока преобразования выходных кодов соединен с выходом генератора кодов символов, третий управляющий вход переключателя блока преобразования выходных кодов подключен ко второму выходу генератора дополни- тельныМ кодов, информационные входы Которого соединены с соответствующими Выходами блока переключателей, информационные входй которого подключены к выходам преобразователей позиционных кодов в двоичный, информационные входы которых соединены с выходами регистров, первый выход переключателя объединен с первым выходом блока преобразования входных кодов и является первым выходом управляющего регистра, второй выход второго распределителя подключен к управляющему вхрду блока преобразования вход% 10 15 29 25 ЗО 35 45 ных кодов, второй выход которого соединен со входом переключателя, четвертый вход и выход блока адресацииявляются соответственно вторыми входом и выходом управляющего регистра. 4. Устройство по пп.1,2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что четвертый управляющий регистр содержит два распределителя, два блока адресации, преобразователь входных кодов и преобразователь выходных кодов, причем выход преобразователя входных кодов подключен к первому информационному входу первого блока адресации, второй информационный вход которого соединен с выходом преобразователя входных кодов, информационный вход " которого объединен с информационными входами первого распределителя, преобразователя выходных кодов и второго распределителя и подключен к первому информационному выходу второго блока адресации, первый управляющий вход второго блока адресации соединен с первым выходом второго распределителя, второй выход которого подключен к управляющему входу преобразователя выходных кодов, второй управляющий вход второго блока адресации соединен с первым выходом .первого распределителя, второй выход которого подключен к управляющему входу преобразователя входных кодов, второй информационный выход второго блока адресации объединен с первым выходом первого блока адресации и является первыч выходом управляющего регистра, второй вход первого блока адресации является первым входом управляющего регистра, второй выход первого блока адресации подключен к информационному входу второго блока адресации, первые и вторые вход и выход которого являются соответственно вторыми входом и выходом управляющего регистра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 33456 7, кл, С 06 Г 15/36, 1972,2. Авторское свидетельство СССР,по заявке 92653223/18-24,кл,6 06 Г 15/31978,788115 Фиг Г Составитель Л. Григорьян-Чтенцедактор И. Нанкина Техред Н,Ковалева Корректор С. Щомак дписное каз 8354 .Тираж По Государс комитета СССР елам иэо и открытий Москва, аушская наб д. 4/5Проектная илиал ППП Патент, г. Ужгор