Устройство для распознавания треков частиц Советский патент 1983 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания треков или линейных элементов треков при обработке данных эксперимента. По основному авт. св. № 845165 известно устройство, используемое для распознавания треков частиц при обработке данных ядерно-флзического эксперимента, которое содержит три вычислительных блока, шесть буферных регистров, блок формирования ад реса, блок сдвига кодов, первый блок сравнения, блок памяти, блок обмена информацией, выходы которого соединены с одним из входов блока формирования адреса, входами первого, второго, пятого и шестого буферных регистров, первым входом блока сдвига кодов, второй вход которого соединен с выходом пятого буферного регистра,выход соединен с входами третьего и четвертого буферных регистров,выход четвертого буферно1х регистра подключен к одному входу третьего вычисли тельного блока, второй вход которого соединен с выходсм шестого буферного регистра, а выход - с одним входом второго вычислительного блока, второй вход которого подключен к выход третьего буферного регистра, а выход соединен с входе дешифратора и входом первого блока сравнения, вы которого подключен к одному вхо ду блока управления, один выход кот рого соединен с вторым входом блока формирования адреса, второй выход с первым входом блока памяти, второй вход которого со(адинен с выходом дешифратора, а выход подключен к первому входу первого вычислительного блока, второй вход которого сое динен с выходом первого буферного р гистра, третий вход подключен к выходу второго буферного регистра, а выход соединен с блоком обмена информацией . Устройство работает с универсальной ЭВМ на правах дополнительного процессора и распознает треки, веерообразно расположенные в области исследования треугольной конфигурации и проходящие через вершину. Устройство предназначено для обработки данйых от измерительно-регистрирующих систем .с растровым расположением картины. Для отображения фрагмента картины, ограниченного областью исследования,, в устройстве имеется блок , состоящий из N регистров по количеству линий разложения, объединенных этой областью. Исходя из треугольно конфигурации области исследования количество разрядов триггеров) в регистрах различно: регистр .при вер шине содержит один триггер, а регистр при основании - п триггеров. Вся совокупность триггеров регистров организована в щели - эталоны искомых образцов. Состояние триггеров анализируется путем сравнения количества взведенных триггеров в. каждой щели с пороговым значением 1 . Однако в процессе селекции точек, принадлежащих к области исследования, для каждой анализируемой линии разложения из О.ЗУ ЭВМ производится выборка начального Ац и конечного Ац адресов списка координат точек, зарегистрированных на данной . Количество таких обращений прямо пропорционально числу линий, объединенных областью исследования. По начальному адресу производится выборка кода координаты первой точки налинии, затем второй и т.д. до конца списка, после чего осуществляется переход к аналогичному анализу кодов координат точек на следующей линии и т.д. При перемещений вершины области исследования в следующую точку на той же линии процесс повторяется. Необходимость обращений к памяти для выборки А ц и А, а чтакже необходимость начала анализа с первой точки каждой линии разложения при выполнении каждой процедуры снижают общее быстродействие устройства, что замедляет процесс обработки картины в целом. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем сокращения непроизводительных обращений к памяти ЭВМ при обработке данных в области исследования с вершинаг ми в точках одной и той же линии разложения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для распознавания треков частиц содержит второй и третий блоки памяти и второй блок сравнения, один из входов которого подключен к выходу блока формирования адреса, соединенному с входом второго блока памяти, другой вход - к выходу третьего блока памяти,, а выу-щ к второму входу блока управления, выход второго блока памяти соединен с соответствующим входом блока формирования адреса, причем вход третьего блока памяти подключен к выходу блока обмена информацией. На фиг. 1 показана структурная схема устройства} на фиг. 2 - принцип перемещения области исследования по полю картины. . Устройство содержит блок 1 обмена информацией, четвертый 2, третий 3 и первый 4 буферные регистры, второй вы слит льный блок 5, дешифратор 6, первый блок 7 сравнения, первый блок 8 памяти,, первый вычислительный блок 9, блок 10 управления, блок 11 формирования адреса, второй 12, .пятый 1 и Ьестой 14 буферные регистры, третий вычислит«гльный блок 15, блок 16 сдвига кодов, второй блок 17 сравнения, второй 18 и третий 19 блоки памяти.

Устройство работает совместно с универсальной.ЭВМ и предназначено для обработки информации от измерительно-регистрирующих систем с растровым разложением картины с трековой камеры. .. .

Первый вычислительный блок 9 производит анализ состояния триггеров, объединенных в щели. Выход блока 1 обмена информацией соединен кодовой магистралью для передачи информации, принятой из ЭВМ, с одним входом блока 11 формирования адреса, служащего для формирования исполнительного адг реса А ц- при обращении к ЭВМ при записи или выборке информации-, с входом блока 16 сдвига кодов, предназначенного для сдвига кода координаты вершины области исследования и кодов координат точек, зарегистрированных на картине с трековой камеры, с входом регистра 4, предназначенного для хранения кода порога дискриминации, с входом регистра 12,вСлужащего для хранения кода номера направления, определяющего номер щели, в которой идентифицируются точки, с входом регистра 13, служащего для хранения кода масштабирования, с входом регистра 14, назначением которого является хранение кода смещения середины строки, с входом блока 19, предназначенного для хранения конечных адресов, списков данных.

Выход блока 13 соединен с входс 1 блока 16 сдвига кодов, выход которого соединен с входами регистров 2 и 3. Регистр 2 предназначен для хранения кода координаты вершины области исследования. Регистр 3 служит для приема кодов координат точек, зарегистрированных на картине с трековой камерой.

Выходы регистров 2 и 14 соединены с входами вычислительного блока 15, предназначенного для формирования кода середины стрюки.

Выходы регистра 3 и вычислительного блока 15 соединены с входами вычислительного блока 5, выход которого подключен к входам блока 7 сравнения и дешифратора 6, выходы которого подсоединены к входам столбцов блока 8 памяти, к входс1М строк которого подключены шины одного из выходов блока 10 управления.

Выход блока 8 памяти подключен к входам вычислительного блока 9, другие входы которого соединены с выходами регистров 4 и 12. Один вход блока управления 10 соединен с выходом первого блока сравнения 7, второй вход - с выходом второго блока сравнения 17, предназначенного для сравнения адреса анализируемой

точки с адресом конца списка данных обрабатываемой строки. Выход блока памяти 19 подключен к одному входу блока сравнения 17, второй вход которого соединен с выходом блока 11 формирования адреса и вход второго блока 18 памяти, предназначенного для хранения начальных адресов списков данных.

Выход блока 18 соединен с вторым

10 входом блока 11, третий вход которого подключен ко второму выходу блока управления. Выходы блоков 9 и 11 подключены ко входам блока 1 обмена информацией.

Предлагаемое устройство работает

15 следующим образом.

При готовности к работе устройство формирует сигнал запроса в систему прерывания ЭВМ и формирует на информационных шинах программного канала

0 машины слово состояния.

.Обрабатывая прерывания, ЭВМ принимает слово состояния, анализирует его и в случае исправности устройства передает в последнее макрокоманду. Уп5равление работой устройства ЭВМ осуществляет посредством макрокоманд. Перед засылкой в устройство макрокоманды основная программа обработки, производит в оперативной памяти ЭВМ.

0 подготовку исходных данных для выполнения макрокоманды (процедуры). Исходные -данные и результаты обработки помещаются в фиксированных областях оперативной памяти.

5

В процессе выполнения процедуры устройство взаимодействует с ЭВМ по каналу прямого доступа в память автоЧ номно, на правах -процессора. Закончив процедуру, устройство вновь формирует

0 сигнал в систему прерывания ЭВМ и т.д.

Код смещения середины k -строки принимается в регистр 14. Эта информация выбирается из ЭВМ один раз на строку.

Собственно селекция осуществляется

5 следующим образом.

По заданному адресу из оперативной памяти ЭВМ выбирается код координаты первой по порядку точки.

0

С выхода блока 16 сдвига кодов сдвинутый код координаты заносится в регистр 3. С выхода регистра 3 информация передается на вход вычислительного блока 5, на другой вход

5 которого поступает информация с выхода вычислительного блока 15. В процессе селекции точек по j -и строке (фиг. 2) на выходе блока 15 формируется код координаты середины стро0ки.

Приняв макрокоманду, устройство через блок 1 обмена информацией последовательно выбирает из ЭВМ и элносит в буферные регистры информацию, неизменную в процессе виполиения вспг

5

процедуры: в первый регистр 4 принимается код порога дискриминации, в регистр 2 через блок 16 сдвига кодов заносится код координаты вершины облсти исследования, а в регистр 13 принимается код масштабирования.

После указанной выше информации устройство переходит к селекции точе принадлежащих области исследования. По заложенному в работу устройства алгоритму селекция точек и загрузка блока 8 памяти производится построчн начиная со следующей строки после вершины.

При этом действия, выполняемые устройством, для каждой строки идентичны.

Для -И строки из ОЗУ ЭВМ или второго блока. 18 памяти выбирается адрес начала списка кодов координат точек, зарегистрированных на j -и линии разложения, который заносите, в счетчик блока формирования адреса, адрес конца того же списка хранится в третьем блоке 19 памяти.

На выходе блока 5 формируется код разности между кодом координаты середины } -ой строки и кодом координаты первой по порядку точки, зарегистрированной на j-и линии разложения.

Если код полученной разности по абсолютной величине меньше или равен наперед заданному для -и строки значению, то считается, что такая точка принадлежит области исследования.

При выполнении данного условия, проверку которого осуществляет первый блок 7 сравнения, код полученной разности дешифрируется дешифратором 6, на одном из выходов которого формируется рабочий сигнал. Так как выходы дешифратора 6 соединены с входами столбцов регистров блока 8 памяти, то на одной из шин управления по столбцам прису тствует сигнал. В это же время на j -и шине управления по строкам также присутствует рабочий сигнал.

В триггер, где совпадают сигналы по строке и столбцу, производится запись 1. При этом к содержимому счетчика, где хранится исполнительны адрес, прибавляется 1 и по этому адресу производится выборка из ЭВМ кода координаты следующей точки. Этот цикл продолжается до сравнения исполнительного адреса с адресом конца списка (которое производится Ьторым блоком 17 сравнения, если все перебираемые точки попадают в област исследования, или до первой точки, непопавшей в4| область исследования.

После этого происходит переход к селекции по (+ 1) -и строке. Таким образсял осуществляется селекция точек, принадлежащих области исследова

ния и отображение их в блоке 8 памяти.

После загрузки информации в блок 8 вычислительный блок 9 осуществляет анализ количества точек в щелях и сравнение с порогом дискриминации. Если в результате анализа для щели выполняется условие.

,

гдеУр - число точек (взведенных триггеров Bj)-и щели), Р - порог дискриминации, то такая щель выделяется как элемент При этом в фиксированную область памяти ЭВМ через блок 1 выводится числ точек в щели Z(3 и номер щели If , который соотнесен с углом наклона элемента трека.

В режиме идентификации точек, составивших выделенный элемент, алгоритм работы устройства во многом совпадает. Отличие заключается в том, что в моменты загрузки очередной точки в блок 8 памяти, вычислительный блок 9 анадизирует число точек в щели, номер которой хранится в регистре 12. Код номера щели выбирается из памяти ЭВМ один раз за процедуру. Если в результате загрузки очередной точки в блок 8 памяти число точек в заданной щели увеличилось, то эта точка считается с принадлежащей элементу. Адрес хранения кода координаты этой точки в памяти ЭВМ записан в блоке 11 формирования адреса. Таким образом, устанавливается однозначное- соответствие между точками, принадлежс1щими выделенному элементу, и адресами хранения кодов координат этих точек в памяти ЭВМ.

Введение в указанное устройство второго и третьего блоков памяти и второго блока сравнения позволяет сократить количество непроизводительных обращений к ОЗУ ЭВМ для выборки начальных и конечных адресов данных. Если в макрокоманде указано на выборку адресов начала и конца списков из памяти ЭВМ, то они выбираются из ОЗУ ЭВМ. Адреса конца списка засылается в третий блок памяти, адрес начал в блок формирования адреса, откуда переписывается во второй блок памяти При отсутствии в макрокоманде указания на выборку адресов начала и конца списков из ОЗУ ЭВМ они выбираются для каждой линии разложения из второго и третьего блоков памяти. При выполнении процедуры содержимое второго блока памяти изменяется, если адрес первой точки, попавшей в область исследования, отличается от адреса начала списка по данной строк

В этом случае адрес первой точки, попавшей в область исследования, записанный теперь в регистр второго блока памяти, становится новым адресом начала списка данных. Если далее следует процедура с ве яииной области исследования на той же линии разложения, что и у предыдущей процедуры, то в этом случае адреса начала и

конца списков выбирается из второго и третьего блоков памяти, а не из . ОЗУ ЭВМ, что сокращает на 20-30% количество непроизводительных обращений к памяти для выборки А и .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ТРЕКОВ ЧАСТИЦ по авт. св. №845165, отличающееся тем, что, с J i / целью повьтаения быстродействия, оно содержит второй и третий блоки памяти и второй блок сравнения, один из входов которого подключен к выходу блока формирования адреса, соединенному с входом второго блока памяти, другой Bxoj - к выходу третьего блока памяти, а выход - к второму входу блока управления, выход второго блока памяти соединен с соответствующим входом блока формирования адреса, причем вход третьего блока памяти подключен к выходу блока обмена информацией . fO о 9 I (Л СП со СП 00 05 ЭВМ Риъ. 1