Устройство для определения локальных экстремумов Советский патент 1985 года по МПК G06F7/06 

борки первой схемы сравнения подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами превышения последующей выборки второй схемы сравнения и выходом третьей схемы сравнения, выходы первого элемента И, превышения текущей выборки второй

схемы сравнения и четвертой схемы сравнения подключены к входам второго элемента И, выходы первого и . второго элементов И являются соответственно выходами наличия локального минимума и локального максимума уст-ройства и подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам синхронизации регистров экстремума и номера канала ,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУ ГОВ, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, первый регистр порога, регистр номера канала, счетчик номера канала, регистр экстремума и блок управления , причем информационный вход устройства соединен с информационным входом первого буферного регистра, выходы которого подключены к первой группе входов первой схемы сравнения и информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с второй группой входов первой схемы сравнения, первыми группами входов второй и третьей схем сравнения и информационными входами третьего буферного регистра, выходы которого подключены к второй группе входов второй схемы сравнения, входы записи минимального порога устройства соединены с информационными входами первого регистра порога, выходы которого подключены к второй группе входов третьей схемы 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 входу счетчика, номера канала, выходы которого соединены с информационными входами регистра номера канала, выходы которого являются выходами номера канала, вход синхронизации регистра номера канала объединен с входом синхронизации регистра экстремумов, инфбрмационные входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, а выходы являются выходами экстремума устройства, управляющий вход уст- i ройства соединен с входом запуска сл блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем определения минимального экстремума и оперативного изменения уровня порога, в него введены второй (регистр порога, четвертая схема сравнения, первый и второй элементы И, :д первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем входы записи максимального поэь рога устройства соединены с инфорND мационными входами второго регистра ;л порога, вход записи которого подключен к входу записи первого регистра порога и управляющему входу устройства, а выходы - к первой группе входов четвертой схемы сравнения, вторая группа входов которой подключена к выходам второго буферного регистра, выходы превьппения текущей выборки и равенства первой схемы сравнения подключены к входам первого элемента ИЛИ, выходы равенства и превышения последующей вы

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации. .Известно устройство для выделени экстремальных чисел, содержащее п узлов сравнения, каждый из которых состоит из регистра, элемента И, узла связи, m узлов коммутации, каждый из которых состоит из элементов И и ИЛИ, и схему сравнения Однако данное устройство не может вьщелять локально-минимальное значение. Наиболее близким к предлагаемому по технической -сущности является устройство для определения локал ных экстремумов, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, регистр порога, регистр номе ра канала, регистр экстремума, счет чик номера канала, блок управления причем управляняций вход устройства соединен с входом запуска блока управления, информационный вход устройства соединен с информационным входом первого буферного регистра, выходы которого подключены к входам первой группы первой схемы сравнени и информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с информационными входами регистра экстремума, входами второй группы входов первой схемы срав нения, входами первой группы входов второй и третьей схем сравнения и информащюнными входами третьего буферного регистра, выход которого подключен « входам 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, второй и третийх выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, второго и третьего буферных регистров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу третьей схемы сравнения, пятый выход - с входом счетчика номера канала, выход которого соединен с информационными входами регистра номера канала, выход первой схемы сравнения подключен к входам синхронизации регистра номера канала и регистра экстремумов, выход второй схемы сравнения подключен к управляющему входу первой схемы сравнения. Блок управления данного устройства содержит триггеры, элементы И, счетчик и дешифратор, причем вход запуска блока соединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров и 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 управляющим

входом дешифратора, четвертый выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго эле.мента И, 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 2J .

Однако известное устройство определяет максимальный локальный экстремум и не позволяет оперативно изменять уровень порога, что значительно сокращает возможности исследования функции и область применения устройства в системах управления.

Цель, изобретения - расширение области применения устройства путем определения минимального экстремума и оперативного изменения уровня порога,

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения локальных экстремумов, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, первый регистр порога, регистр номера канала, счетчик номера канала, регистр экстремума и блок управления, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом первого буферного регистра, выходы которого подключены к первой группе входов первой схемы сравнения и информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с второй группой входов первой схемы сравнени первыми группами входов второй и третьей схем сравнения и информационными входами третьего буферного регистра, выходы которого-подключены к второй группе входов второй схемы сравнения, входы записи минимального порога устройства соединены с информационными входами первого регистра порога, выходы которого подключены к второй группе входов третьей схемы сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, второго и третьего буферных регистров соответственно, четвертый выход блока управления nojключен к входу счетчика номера канал выходы которого соединены с информационными входами регистра номера канала, выходы которого являются выходами номера канала, вход синхронизации регистра номера канала объединен с входом синхронизации регистра экстремумов, информационн1)1е входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, а выходы являются выходами экстремума устройства, управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления, введены второй регистр порога, четвертая схема сравнения, . первый и второй элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем входы записи максимального порога устройства соединены с информационными входами второго регистра порога, вход записи которого подключен к входу записи первого регистра порога и управляющему вхОду устройства, а вькоды - к первой группе входов четвертой схемы сравнения, вторая группа входов которой подключена к выходам второго буферного регистра, выходы превышения текущей выборки и равенства первой схемы сравнения подключены к входам первого элемента ИЛИ, выходы равенства и превышения последующей выборки первой схемы сравнения подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами превышения последующей выборки второй схемы сравнения и выходом третьей схемы сравнения, выходы первого элемента И, превышения текущей выборки второй схемы сравнения и четвертой схемы сравнения подключены к входам второго элемента И, выходы первого.и второго элементов И являются соответственно выходами наличия локального инимума и локального максимума устойства и подключены к входам третьео элемента ИЛИ, выход которого одключен к входам синхронизации егистров экстремума и номера канала.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. .

Устройство содержит блок 1 управления, первый 2, второй 3 и третий 4 буферные регистры, первый 5 и второй 6 регистры порога, первзто 7, вторую 8, третью 9 и четвертую. tO схемы сравнения, первый 11 и второй 5 12 элементы ИЛИ, первый 13 и второй 14 элементы И, третий элемент ИЛИ 15, регистр 16 экстремума, регистр 17 номера канала, счетчик 18 номера ка нала, вход 19 запуска (управляющий вход устройства), информационные входы 20 устройства, входы 21 и 22 записи минимального и максимального порогов, выход 23 наличия локальног минимума, выход 24 наличия локального максимума, выход 25 регистраэкстремума и выход 26 регистра номера канала. Блок управления выполнен аналогично блоку управления прототипа. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии регистр 16 экстремума, счетчик 18 номера канал регистр 17 номера канала и буферные регистры 2-4 устанавливаются в нулевое состояние (вход установки не показан). С каждым тактом поступления кода дискретной выборки исследуемой функции запускается блок 1 управления, который начинает формирование управляющих сигналов, и в регис ры 5 и 6 порога записывается цифровой код порога (соответственно мини мальный и максимальный). Первый импульс управления осуществляет перезапись содержимого буферного регистра 3 в буферный регистр 4.. Второй .импульс управления осуществляет перезапись содержимого буферного регистра 2 в буферный регистр 3. Третий импульс управления осуществляет прием очередного кода дискретной выборки исследуемой функ ции в буферный регистр 2. Таким образом, буферные регистры обеспечивают прием входных: кодов и последовательную их передачу от такта к такту в буферные регистры 3 4.При этом в буферньтс регистрах 4, 3 и в каждом такте хранятся три смежных по номеру (N;.,, NJ , N,,) выборки фу ции. По четвертому импульсу управлени осуществляется проверка выполнения условий идентификации локального экстремума для кода выборки, храня щейся в буферном регистре 3. Такими условиями являются: для локального максимума 25 гН„,р.,; N.,fN.N.,, - значение максимального порога, для локального минимума N,N N; N, 1 - fzop.min -I--i -- ui Указанные условия проверяются с помощью схем 7-10 сравнения, элементов ИЛИ 11, 12 и 15 и элементов И 13 и 14, При этом на схеме 7 сравнения проверяется соотношение между выборками функции N, и N (первый выход Nj.,N, , второй выход N,-, N,-; третий выход N,4, N ) } на схеме 8 сравнения - соотношение между выборками функции N , и Nj (первый выход N; ,i второй вход N, N,,), на схеме 9 сравнения - соотношения между выборками NJ и Npo ,„(выход NI б Nnop.mqK схеме 10 сравнения - соотношения между выборкой N; и Нп(,„ -/выход N; пор.тах- Таким образом, провер.;ется наличие локального экстремума (минимум и максимум) каждой выборки, но в том такте работы устройства, когда она находится во втором буферном регистре. При выполнении условия локального максимума или минимума на выходе элементов И 14 или И 13 соответственно формируется сигнал идентификации экстремума, который поступает на соответствующий выход и, кроме того, используется для локализации экстремума. Для этого сигнал через элемент ИЛИ 15 поступает на входы синхронизации регистра 16 экстремума и регистра 17 номера канала. При этом осуществляется перезапись кода выборки из буферного регистра 3 в регистр 16 экстремума, а кода счетчика 18 номера канала - в регистр 17 номера канала. По пятому импульсу управления осуществляется увеличение на единицу содержимого счетчика 18 номера канала. Таким образом, в регистр 17 номера канала всегда записывается тот код который соответствует коду номера выборки функции, находящейся в буферном регистре 3. Цикл работы устройства повторяется при поступлении очередного кода дискретной выборки исследуемой функции по импульсу запуска, поданного на вход запуска блока 1 управления. При необходимости по этому импульсу запуска возможно поменять значения порогов. При этом на выполнение условия экстремума анализируется выборка, которая в предыдущем такте хранилась в буферном ре гистре 2, а в данном такте перемеща ся в бзферный регистр 3, и содержимое счетчика соответствует номеру

W ynpaBfimiMuCi выборки, хранящейся в буферном регистре 3. Применение изобретения по сравнению с устройством-прототипом позволяет расширить функциональные возможности устройства - определять не только максимальный, но и минималь ньм экстремум с темпом поступления очередной выборки функции, а также оперативно изменять уровни порогов.