Устройство для ортогонального преобразования по Уолшу Советский патент 1987 года по МПК G06F17/14 

13

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа случайных процессов, в системах передачи дискретных сообщений, для цифровой фильтрации, в функциональных преобразователях.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнения обратного преобразования Уолша.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для п 2 (2 - размерность преобразования).

Устройство содержит сдвигатели 1, регистры 2 сдвига, сумматоры-вычита- тели 3, управляющий вход 4. Блоки устройства сгруппированы в п ярусов. Регистры 2 сдвига в i-M ярусе осущест- вляют задержку информации на 2 тактов. Сдвигатели 1 при наличии сигнала на управляющем входе 4 сдвигают двоичный код на один разряд в сторону младших разрядов, что равносильно ум- ножению на 1/2.

При спектральном анализе в базисе Уолша произвольный вектор представляется линейной комбинацией базисных функций,

) Z S04j,k),

где S f, - спектральные коэффициенты i(j(j,k) - базисные функции Уолша размерности N,

С учетом свойства ортогональности

S ,(j)v(k,j), где - комплексное сопряжение.

Матрица Уолша действительна, сим- метрична и ортогональна, поэтому V(j,k) iv(k,j) V(k,j).

Следовательно, для разложения в ряд и восстановления функции можно использовать одни и те же структуры

быстрых алгоритмов с учетом множителя М .. Если учесть, что для размерности М 2 (N 1,2,...) быстр ый вычислительньй алгоритм содержит log.M шагов, то достаточно на каждом из шагов вычислительного алгоритма умножить результат вьиислений на 1/2.

В предлагаемом устройстве режим, работы (разложение в ряд или восстановление функции) задается сигналом на управляющем входе 4,

Рассмотрим работу устройства на примере вычисления коэффициентов разложения S t.

102

Значения дискретного сигнала 5 ... ,Х ,1 последовательно с .частотой тактовых импульсов поступают на вход устройства. В сдвигателе 1 первого яруса осуществляется деление на два. В регистре 2 сдвига первого яруса сигнал 1/2 XT задерживается на один такт, поэтому на входы суммато- ра-вьшислителя 3 первого яруса во втром такте поступают числа 1/2 Х, 1/2 Xj, а на его выходах суммы (+) и разности (-) формируются значения 1/2(Х,+Х) и 1/2(. В третьем такте на выходах сумматора-вычитате- ля 3 появляются значения l/2() и 1/2() четвертом 1/2(Хз+Хц) и 1/2(). Аналогично работают блки в последующих ярусах с той только разницей, что регистр 2 сдвига i-ro яруса задерживает сигнал на 2 тактов, В результате в такте, т.е. при поступлении входного сигнала Х-п на выходах устройства одновременно формируется 2 коэффициентов преобразования последовательности,т.е. для 2 4, имеют

0

5

о

g

„

5

{Х, ; Х,Х...Х2,;

So I/4(Xi+X,+X,+X); S 1/4(Х,+Хг-Хз-Х4); Sj - 1/4.(,,-Хз+Х4);

Sj I/4(X,-X +X5-X,), Формула изобретения

Устройство для ортогонального преобразования по Уолшу, содержащее по 2-1 (2 - порядок преобразования) регистров сдвига; и сумматоров-вычита- телей, причем вход и выход i-ro (i I,...,2 -1) регистра сдвига соединены соответственно с первым и вторыми входами i-ro сумматора-вычитате- ля, выходы сум1чы и разности сумматоров-вычитателей, имеющих номера с

2ti 1 -I, являются выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет вьтолнения обратного преобразования Уолша, оно содержит сдвигателей, причем выход i-ro сдвигателя подключен к входу i-ro регистра сдвига, информационный вход первого сдвигателя является информационным входом устройства, выходы суммы и разности (2- +k)-ro (j l,...,n-l; k О,...,

3J325510

2 -1) сумматора-вычитателя по;,клйг, ветственно, управляюище входы всех чены к информационным входам (2 +2k) - сдвигателей объединены и являются уп- го и (2J+2k+l )--го сдвигателей соот- , .равляющим входом устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа случайных процессов в системах передачи дискретных сообщений и для цифровой фильтрации в функциональных преобразователях. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнения обратного преобразования Уолша. Устройство содержит сдвигате- ли 1, регистры 2 сдвига, сумматоры- вычитатели 3, управляющий вход 4. Введение сдвигателей и управляющего входа обеспечивает возможность выполнения обратного преобразования Уолша. 1 ил. с $ (Л оо ю ел СП