Устройство для определения локальных экстремумов Советский патент 1983 года по МПК G06F7/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использовано в устройствах обработки информации.

Известно устройство для определения локальных экстремуглов, содержащее блок управления г блок буферных регистров, подключенный к блоку анализа, регистр экстремума и регистр номера канала

Недостатком этого устройства является то, что оно может осуществлять поиск только одного экстремума, но 1не может выделить всех локальных экстремумов функции и не позволяет исключить из последующей обработки экстрему№1, величина которых не превы1аает определенного заданного значения кода порога, что перегружает канал связи с системой, производящей вторичную обработку информации, выдаваемой устройством.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее блок управления, блок буферных регистров,блок анализа, регистры экстремума, номера каналр1 и порога, причем вход блокабуферных регистров подключен к входу устройства, а три выхода к входам блока анализа, управляющий вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, а выход регистра порога соединен с дополнительным входом блока анализа С21.

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает поиск локсшьных экстремумов на границах массивов. Чем бо;1ьшим коли10чеством массивов представлена функция (минимальное необходимое количество выборок в массиве равно 3), тем больше потерь при анализе, т.е. получается недостоверный результат.

15 Однако увеличение числа выборок в массиве увеличивает объем анализируемого устройства. Для получения достоверного результата на реей области исследуемой функции и умень20шения объема аппаратуры необходимо осуществлять анализ исследуемой функции в темпе поступления выборок, что не выполнимо в известном устройстпе.

25

Цель изобретения - упрощение устройства и повьаиенйе надежности работы..

Поставленная цепь достигается тем, что в устройство для определе30ния локальных экстремумов, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, регистр порога, регистр номера канапа, регистр экстремума, блок управления, причем информационный вход.устройства соединен с информационным ВХОДОМ-первого буферного регистра, выходы которого подключены к входам первой группы первой схемы сравнения и к информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с входами второй группы входов первой схемы сравнения, с входами первой группы входов второй и третьей схем (Сравнения и с информационными входами третьего буферного регистра, вы- . ход которого подключен к входам второй группы входов второй схемы сравнения, входы предварительной установки устройства соединены с информационными входами регистра порога, выходы которого подключены к входам второй группы входов третьей схемы сравнения, первый, вто- рой и третий выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, второго и третьего буферных регист-ров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу третьей схемы сравнения, введен счетчик номера канала, вход которого соединен с пятым входом блока управления, а выходы - с информационными входами регистра номера канала, выход первой схемы сравнения подключен к входам синхронизации регистра номера канала и регистра экстремумов, информационные входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, выход второй cxeNM сравнения подключен к управляющему входу первой схемы сравнения, управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления.

Кроме того, блок управления содержит триггеры, элементы И, счетчик и дешифратор, причем вход запуска блока соединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров и с входом установки в нулевое состояние счетчика, выходы которого подключены к информационным входам дешифратора, первый, второй,. третий, четвертый и пятый выходы которого соединены с первым, втopы., третьим, четвертым и пятым выходами блока управления соответственно, прямой выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с управляю-. щим входом дешифратора, четвертый выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента Н, выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход тактовых сигналов устройства соединен с вторым входом первого элемента И, а пятый выход дешифратора подключен к входу установки в нулевое состояние первого триггера.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления.

0Устройство содержит блок 1 управления, схемы 2,3 и 4 сравнения, счетчик 5 номера канала, регистр 6 номера канапа, регистр 7 порога, буферные регистры 8, 9 и 10, регистр

5 11 экстремума, вход 12 запуска, информационные входы 13 устройства, входы 14 предварительной установки. Блок 1 управления (фиг.2) содержит элементы И 15 и 16, триггеры 17

0 и 18, счетчик 19, дешифратор 20, вход 21 тактовых сигналов.

Устройство работает следующим обjpasoM.

В исходном состоянии регистр 11

5 экстремума, счетчик 5 номера канала и регистр 6 номера канала буферные регистры 8, 9 и 10 устанавливаются в нулевое состояние (вход установки не показан), в регистр 7 порога записывается цифровой код порога. -.

С каждьам тактом поступления кода дискретной выборки исследуемой функции запускается блок 1 управления, который начинает формирование управляющих сигналов.

Сигнал запуска, поступающий на вход 12 запуска блока 1 управления устанавливает триггеры 17 и 18 в

единичное состояние, а счетчик 19 в нулевое. При этом тактовые сигналы по входу 21 поступают через элемент И 16 на вход дешифратора 20, а проходя через элемент И 15 - на счетный вход

Iсчетчика 19, изменяют его состояние синхронно с задним фронтом импульса.

Таким образом, первый импульс формируется на первом выходе дешифратора 20, второй - на втором и т.д. Четвертый импульс с четвертого выхода

дешифратора 20 поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 17, устанавливая его в нулевое состояние синхронно с задним фронтом импульса, при этом тактовый импульс

проходит через элемент И 15 на очетный вход счетчика 19. Следующий пятый импульс не проходит через элемент И 15 на счетный вход счетуика 19, а поступает лишь на вход дешифратора 20, и

на его пятом выходе формируется сигнал. Импульс с пятого выхода дешифратора 20 блока 1 управления поступает на нулевой вход триггера 18. При этом триггер 18 устанавливается в нулевое

состояние синхронно с задним фронтом импульса, пропуская импульс через элемент И 16. Следующие импульсы не проходят через элемент И 16, и работа блока 1 управления возобновляется с поступле нием следующего импульса, запуска. Импульсы с блока 1 управления поступают на управляющие входы устройства. При эт.ом первый, второй и третий импульсы управления- поступают на вхо ды буферных регистров 8, 9 и 10. Первый синхроимпульс осуществляет перезапись содержимого буферного регистра 8 в буферный регистр 9. Второй импульс управления осуществляет перезапись содержимого буферного регистра 9 в буферный регистр 10. По третьему импульсу управления осуществляется прием очередного кода дискретной выборки исследуемой функции в буферный регистр 9. Таким образом, буферные регистры обеспечивают прием входных кодов и последовательную их передачу от такта к такту в буферные регистры 9 и 10. При этом в буферных регистрах 8, 9 и-10 в каждом такте хранятся три смежные по номеру (N{, N, ,N i+1 ) выборки функ ции. По четвертому импульсу блока 1 управления осуществляется проверка выполнения условий идентификации локального экстремума для кода выборки хранящегося в буферном регистре 9. Этими условиями являются превышение величины N этой выборки над величиной порога Nl.-, хранящейся в регистре 7 порога, превышение или равенство величины N этой выборки над величиной предыдущей N. выборки, хранящейся в третьем буферном регистре 10, превышение величины NJ этой выборки над величиной очередной . выборки, принятой в данном такте и хранящейся в буферном регист ре 84 Таким образом проверяется условие наличия локального максимума N,---i Указанные условия последовательно проверяются с помощью схем 2, 3 и 4 сравнения на которые поданы значения кодов с выходов регистра 7 порога и буферных регистров 8, 9 и 10. Таким образом, в блоке анализа проверяется на соответствие условие наличия локального экстремума каждой выборки, но в том такте работы устройства, когда она находится во втором буферном регистре. . При выполнении условия наличия локального максимума на выходе 2 сравнения формируется сигнал идентификации экстремума, который испол зуется Д43Я его локализации. Для этог сигнал поступает на входы синхронизации регистра 11 экстремума и регистра 6 номера канала. При этом осуществляется перезапись кода выборки из буферного регистра 9 в регистр 11 экстремума и кода счетчика 5 номера канала в регистр 6 номера канала. По пятому импульсу из блока 1 управления, поступающему на счетный вход счетчика 5 номера канала, осуществляется увеличение на единицу е гр со де РЖ и МО го. Таким образом, в регистр 6 номера канала записывается всегда тот код, который соответствует коду номера выборки функции, находящейся в буферном регистре 9. Пятый импульс е выхода блока 1 управления поступает также на вход установки в нулевое состояние триггера 18, прекращая формирование импульсов управления.. Цикл работы устройства повторяется при поступлении очередного кода дискретной выборки исследуемой функции по импульсу запуска, поданного на вход запуска блока 1 управления. При этом на выполнение условия экстреглума анализируется та выборка, которая в предыдущем такте хранилась в буферном регистре 8, а в данном такте перемещается в буферный регистр 9, и содержимое счетчика соответствует номеру выборки, хранящейся в буферном регистре 9. Таким образом, устройство осуществляет поиск локсшьных экстремумов с темпом поступления очередной выборки функции, все выборки поочередно проверяются на выполнение условий экстремальности и полученный результат достоверен на всей области исследуемой функции. При этом сложность устройства не зависит от количества дискретных выборок исследуемой функции. Формула изобретения 1. Устройство для определения локальных экстремумов, содержаи5ее три буферных регистра, три схемы сравнения, регистр порога, регистр нбмера канала, регистр экстремума, . блок управления, причем информационный вход yctpoйcтвa соединен с информационным входом первого буферного регистраj выходы которого подключены к входам первой группы первой схемы сравнения и к информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с входами второй группы входов первой схемы сравнения, с входами первой группы входов второй и третьей схем сравнения и с информационными входами третьего буферного регистра, выход которого подключен к входам второй группы входов второй схемы срав1 ения, входы предварительной установ ки устройства соединены с информационными входами регистра порога, выходы которого подключены к входам второй группы входов третьей схекн сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, второго и третьего буферных регистров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к управляй-, щему входу третьей схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения устройства, в него введен счетчик номера канала, вход которого соединен с пятым входом бАока управления, а выход - с информационными входами регистра номера канала, выход, первой схемы сравнения подключен к входам синхронизации регистра номера канапа и регистра экстремумов информационные входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, выход второй схемы сравнения подключен к управляющему входу первой схемы сравнения, управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления. 2. Устройство ПОП.1, отлича ющееся тем, что в нем блок управления содержит триггеры, элементы И, счетчик и дешифратор, приче вход запуска блока соединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров и с входом установки в нулевое состояние счетчика, выходы которого подключены к информационным входам дешифратора,первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока управления |соответственно, прямой выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с управляющим входом дешифратора, четвертый выход которого подк:пючен к входу установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента и, выхоп которого подключен к счетному аходу счетчика, вход тактовых сигналов устройства соединен с вторым входом первого элемента И, а пятый выход дешифратора подключен к входу установки в нулевое состояние первого триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 534762, кл. С Q6 F 7/06, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 696442, КЛ. G 06 F 7/06, 1977 (прототип).