Вычислительный преобразователь информации Советский патент 1985 года по МПК G06J1/00 

вторых входных регистров соответственно объединены и являются соответственно первык и вторьм входами синхронизации вычислительного преобразователя, первые входы первого и второго блоков элементов И объединены и являются первым входом задания режима работы вычислительного преобразователя, их вторые входы соединены с информационными выходами соответственно первого и второго входных регистров п-го вычислительного блока, а выходы подключены к первым информационным входам соответственно

первого и второго входных регистров (n+l)-ro вычислительного блока, один из входов третьего блока элементов И является вторым входо1 5 задания режима работы вычислительного преобразователя, а его другой вход и выход подключены соответственно к выходу преобразователя напряжение-код и к третьему информационному входу первого входного регистра (п+1)-го вычислительного блока, выход преобразователя напряжение-код является цифровым выходом вычислительного преобразователя.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ, содержащий 2п вычислительных блоков, каждый из которых выполнен в виде первого и . второго входньк регистров, первого и второго преобразователей код напряжение, согласующего элемента и сумматора по модулю два, входы которого подключены к выходам знаковых разрядов соответственно первого и второго входных регистров, а выход соединен со знаковым входом первого преобразователя код - напряжение, подсоединенного информационным входом к информационному выходу первого входного регистра, выход первого преобразователя код напряжение подключен через согласующий элемент к аналоговому умножающему входу второго преобразователя код - напряжение,цифровой вход которого подключен к информационному выходу второго входного регистра, выходы вторых преобразователей коднапряжение всех вычислительных блоков .. I соединены между собой, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации алгебраических, дифференциальных и интегральных преобразований над таблично заданными функциями и реализации операций фильтрации, он содержит первый, второй и третий блоки элементов И, преобразователь напряжение - код и управляемый сумматор, аналоговый вход которого соединен с объединенным выходом вторых преобразователей код напряжение, два цифровых входа являются входами задания шага квантования вычислительного, преобразователя, о а выход подключен к входу преобразователя напряжение-код и является аналоговым выходом вычислительного преобразователя, причем 2п вычислительных блоков разделены на две группы по п вычислительных блоков в каждой группе, информационные выходы первых и вторых входных регистров i-ro (...n) вычислительного Од блока в каждой группе соединены с 00 первыми информационными входами ел соответственно первого и второго входных регистров (i+l)-ro вычислительного блока, первые информационные входы первого и второго входных регистров первого вычислительного блока являются первым и вторым информационными входами вычислительного преобразователя, вторые информационные входы первых и вторых входных регистров всех вычислительных блоков объединены и являются соответственнотретьим и четвертЬш информационными входами вычислительного преобразователя, входы синхронизации первых и

И)бретение относится к технике вычислительных преобразователей информации и может быть использовано как вычислительное устройство, работающее в реальном масштабе времени в различных системах управления, а также в устройствах обработки сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя за счет реализации алгебраических, дифференциальных и интегральных преобразований над таблично заданными.функциями и реализа ции операций фильтрации. На чертеже изображена функциональная схема вычислительного преобразователя информации (ВПИ). Схема содержит 2п вычислительных блоков 11-Ijj, которые своими выхода ми объединены (на схеме каждый блок Ц вьщелен пунктиром). Любой i-ый блок Ц состоит из преобразователя код-напряжение (ПКН) 2, согласующег элемента 3, первого и второго входных регистров 4 и 5, сумматора по модулю для 6, выполняющего функции блока формирования результирующего знака и преобразователя код-напряжение (ПКИ) 7. ВПИ включает в себя также четыре информационных входа 8|-8, два входа синхронизации 9, и 9, два входа задания режимов работ 10 и Ю,блохи элементов И 11-13, кодоупр,- пляемый сумматор 14 и преоб зователь напряжение-код 15. Входы 16 и 17 кодоуправляемого сумматора 14 являются входами задания шага квантования ВПИ. Взаимодействие блоков и обработка информации в ВПИ осуществляется следующим образом. Подлежащая обработке цифровая информация в виде т-разрядных чисел Ni , N параллельно поступает на входы 8, и , являющиеся одновременно вторыми входами первых и вторых соответственно регистров 4 и 5 всех 2п блоков Ц-12,,либо - последователь но на входы 8 и 8 ВПИ (первые входы регистров 4 и 5 блока t. При последовательном занесении информации возможно независимое перемещение информации вдоль регистров 4 и 5 всех блоков за счет того, что их регистры 4 и 5 связаны между собой так, что выходы первых и вторых входных регистров 4 и 5 i-ro блока соединены с первыми входами первых 4и соответственно вторых 5 регистров (.+ 1)-го блока Ь. . Занесение, а также независимое в первых и вторых регистрах 4 и 5 перемещение чисел N и Nj вдоль всех блоков Ij-lj возможно только при подаче синхроимпульсов (си) на входы синхронизации (сдвига) 9) и 92 которые соединены соответственно с первыми 4 и вторыми 5регистрами всех блоков 1 , В каждом блоке 1 информация обрабатывается следующим образом. В первый 4 и второй 5 регистры заносятся числа соответственно N, и N-, имеющие знаковые разряды. Регистры 4 и 5 своими выходами подключены к цифровым входам преобразователей ПКН Полярность напряжения на выходе ПКН соответствует результирующему знаку перемножаемых чисел N, и Nj. Результирующее значение знакового разряда формируется в сумматоре по модулю два 6 и заносится в ПКН 2. Вькод ИНК 2 через согласующий элемент 3 подключен к аналоговому входу (умножающему) ПКН 7. Таким образом, напряжение на выходе ПКН 7 любого i-ro блока 1 равн ,,.N,,, где К -2 - коэффициент преобра2 зования, , , и значения знаковых разрядов соответствен но чисел N и Нз. Своими выходами ПНК 7 соединены гальванически в одну точку А, в которой кормируется напряжение Од, равное k ,{«t;®«i;b N 1 ,. ;2nt,r « гНаф{2) где 2п - число блоков 1 в ВПИ. Из точки А напряжение подается на вход кодоуправляемого сумматора 14, масщтаб которого может изменять ся путем задания чисел W , N4 на его входах 16 и 17 так, что на его выходе 1 появится напряжение, равно 2п г- (,,;1 ,, -1 K.N, N,;-N2-Jкоторое является аналоговым выходом Выход сумматора 14 подсоединен к входу преобразователя напряжение-ко (ПНК). 15, на выходе которого (выход 2) образуется двоичный цифровой экв .валент напряжения Ugbix,Цифровой эквивалент на выходе ПН 15 равен Z - где tti -г - масштаб преобразования 2 ПИК 15;. Z - число разрядов преобразователя. 1 14 Подставив в (4) выражение (З): и,.2.м,|: и «-;®«я м,:нЛ t4 L 4 22-.U,.2mN, олучаем г-г мД м ®°4н,м, Информация с ПНК 15, при наличии разрещающего сигнала на входе 10 задания режимов работы, через блок элементов И 13 поступает на вход первого регистра 4 (п+1)-го блока (nttV Все 2п блоков 1 разделены на две секции от 1 до п-го и от (п+1) до 2п-го блока. Секции, при наличии разрешающего сигнала на входе 10 задания режимов работы, соединяются между собой через блоки элементов И 11 и 12. Вычисления в ВПИ осуществляются на базе следующих элементарных операций. Операция умножения первой и второй функций, отсчеты которых записаны соответственно в регистры 4 и 5 блоков 1. При этом отсчеты функций могут быть занесены либо параллельно за один такт во все регистры по входам 8 „ и 8, либо последовательно за 2j тактов по входам 8 и 2. После полного занесения информации во все регистры 4 и 5 на цифровом выходе ВПИ появится число Z, величина которого определяется следующим выражением: 2п К-М4.5: Х{ - цифровые отсчеты первой функции; Ц; цифровые отсчеты второй функции. в случае обработки информадии в реальном масштабе времени соотношение (6) для момента времени t записывают в виде .t,..t (7) Z.-иJ 5,t Операция занесения информации Х по синхроимпульсу в момент аремени t на первый регистр 4 первого блока 11 через вход 8 с одновременной передачей (сдвигом) информации с первого регистра 4 () блока l(i-l) на первый регистр 4 i-ro блока . Эта операция обозначена как ;,. X-fc если ,,4-i 5 где код, поступающий на вход 8 ВПИ и на первый вход первого . регистра 4 первого блока 1j в момент времени t. Стрелка над числом Х обозначает сдвиг на первых регистрах 4 этого числа по синхроимпульсу. При выполнении данной операции ВПИ осуществляет вычисления для момента времени t в соответствии с соотношением ) 3.t Операция занесения информации по синхроимпульсу в момент времени t в регистр 5 первого блока Ц по входу 8 с одновременным сдвигом информации с регистра 5 (i-l)rO КВУ 1 (i-1) и на регистр 5 i-ro блока i , Эта операция обозначена как

если

,t

,,.,, если где - код, поступающий на вход 8 и на вход регистра 5 первого блок 1| в момент времени t.

Стрелка над числом Ч обозначае сдвиг на регистрах 5 этого числа по синхроимпульсу.

При вьшолнении данной операции ВПИ осуществляют вычисления для момента времени t в соответствии с соо тношением

iC-Nxt 2п

2t-N;jSw.

Операция занесения информации Х по синхроимпульсу в момент времени t на регистр 4 первого блока Ц по входу 8 и занесения информации Z по синхроиютупьсу в.момент времени в регистр 4(п-И )-го блока l(n+l) с од ре в п) ре ре гд зн ра ВП ме со

(n

lJ1

Y .$: г-...Y Л;

(10

U p

Г J

r(13)

Следует отметить, что время, выполнения элементарных операций, в результате которых ВПИ осуществляется вычисления для момента времени t в соответствии с соотноше ниями (7),(9),(11) и (13) одно и то 1же для всех элементарных операций .и равно периоду следования синхроимпульсов по синхронизации 9 и 9г- Информация 2, с выхода блока элементов И 13 поступает только при выполнении элементарной операции (13

Выполнение рассмотренных выше элементарных операций (7),(9),(11) и (13) Обеспечивает в зависимости от различных комбинаций сигналов на информационных входах 84-84, входах задания режимов работы 0f,102 и входах синхронизации 9 j,9 2 обработновременным сдвигом информации с гистра 4(р -1)-го блока l(fl-l) регистр 4р-го блока /)(/) ,2.,., и сдвигом информации с первого гистра 4(j-l)-ro блока l(j-l) в гистр 4 J-ro блока И: (j.(nH),(hfi),....,2n). Эта операция обозначена так: если , - - ..-t-l если пг i-t i j, . если (г;-Ч) е X - код, поступающий на вход 8 в момент времени t на первый вход регистра 5 1-го блока 1, ; Z - код, поступающий с выхода ПНК 15 через блок элементов И 13 в момент времени t на третий входы регистра 4(п+1)-го блока 1 (п+1) Стрелка над числами 1Г , Z обоачает сдвиг этих чисел на регистх 5 блоков 1| по синхроимпульсу. При выполнении данной операции И осуществляет вычисления для монта времени t в соответствии с отнощёнием: