Способ функционального преобразования входных сигналов в интервал времени Советский патент 1987 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к o6:iacTn автома- тнкн н вычислительной техники и может быть исно.льзовано для создания высокоинформативных без гене раторн1 1х, раснреде- ленных в вычислите. 1ьном устройстве процессоров.

Целью изобретения яв.ляется повьиление скорости преобразования.

На фи1 . 1 изображен 1 ра(})ик преобразования сигнала Р в соответстБуюн1ИН ин- (|)орманионный отрезок времени (ИОВ)

(t,,.), представленный с номош.ыо двух импульсов, на основе линейной зависимости; на фиг. 2 - график нреобразовш1ия си|-- нала Р, в соответствующий ИОВ (t/,,), представленный с помощью двух импульсов, па основе экспоненциальной зависимости; на фиг. 3 - схемы соответственно процессов сложения и вычитания двух ИОВ, а также «растяжение и «сжатие одного ИОВ до величины суммы и разности двух ИОВ; на фиг. 5 - схема, поясняющая принцип сдвига импульса окончания отсчета ИОВ по от- но1пепию к первоначальному его положению (суммирование ИОВ); на фиг. 6 - схема выполнения операции многократного непрерывного сложения (умножения); на фиг. 7 - пример схемы реализующего способ устройства.

Сущность способа функциона.мьного преобразования входных сигна,:1ов в интерва, времени, пропорциональный, например, сумме или разности их логарифмов (пропорциональный их сумме или разности), состоит в сложении или вычитании не физических сигналов, а их логарифмических (линейных) изображений - информационных отрезков времени (ИОВ), причем сложение или вычитание двух ИОВ сводится к операции растяжения первого или сжатия ИОВ до величины суммы или разности обоих ИОВ на основе информации о величине физического сигнала, соответствующего второму операнду (фиг. 3 и 4).

Р,, Р,, P:i,...,P,Р„| (3) для сложения (вычи,-, - -- тания) (tl t,, t,, t3,...,t,t,,, (4)

5

Преобразование физического сигнала в соответствующий ИОВ происходит по следующему принципу (фиг. 1 и 2).

В момент начала сэор.мирования экспоненциального (линейного) сигнала-идентификатора формируют импульс (6и) начала отсчета ИОВ, который пропускают через линию перед - ч сигналов (ЛПС); в момент уравнивания амплитуды сигнала Р/ с мгновенны.м значением опорного нарастающего сигнала-идентификатора формируют промежуточный импульс (6к) окончания отсчета ИОВ, который также пропускают через ЛПС. Расстояние между импульсами соответствует ин- фор.мационному отрезку времени, который изображает исходный физический сигнал Р, в логарифмической (линейной) форме:

Т, -5iлогарифмическая форма, (1а)

20

- линейная форма.

(16)

5

0

где V - скорость распространения импуль, сов в ЛПС;

t,, t, - логарифмический и линейный ИОВ

соответственно;

1,, 1, - расстояния между импульсами нри экспоненциальном и линейном преобразованиях физических сигналов в ИОВ.

ЛПС представляет собой цепь последовательно соединенных линий. Каждая линия (фиг. 5) состоит из набора дорожек раз- :1ичной длины, причем начала и окончания всех дорожек каждой линии сведены в соответствующие точки - узлы.

Длина каждой дорожки в линии выбира- ется таким образок, чтобы время t,- нро- хождения импульса по дорожке I, равнялось информационному отрезку времени - изображению (логарифмическому или линейному) параметра Р,.

Таким образом, гзыбор информационных 0 дорожек осуществляется на основе следующих зависимостей:

(2)

для сложения (вычитания) К const

- коды информационных физических сигналов и линейных информационных отрезков времени соответственно.

Указанным кодом ставится в соответст- ) дррожек каждой линии:

Ш li, и, T:J,...,T,.,...,L . (5) Для сложения

(вычитания)

Параметрические, временные коды, а также наборы дорожек для умножения (деления) имеют вид:

{Р Р,, Р,, Р;,Р,Р„1 (За)

jt ьЪЛ.з,...,1„ (4а) для умножения

{1} Ё,, ,, EJ,...,; ,...,1 (5а) (деления)

Выбор необходимой дорожки осуществляется Б соответствии с подаваемым в узел линии физическим параметром Р,:

PI , (6) для Р| Т|, (6а) для умноРЗ - 12, сложенияР2 Т2, жения , (вычита- , (деления)

ния)

p,

p,

.

р„

Процесс преобразования ИОВ происходит следующим образом (фиг. 5).

Импульс начала отсчета ИОВ - бн движется по дорожке, образованной узлами линии, не заходя ни на одну из информационных дорожек узлов линии.

Промежуточный импульс, принимаемый за импульс окончания отсчета ИОВ - бк, движется помимо узлов линий и по информационным дорожкам линий, выбор которых производится в соответствии с параметрами Р, подлежащими умножению (сложению).

Таким образом, время te- нахождения в ЛПС импульса бн равно

Чдь,, -v

(7)

где Д1,, - длина узла;

- количество узлов.

Аналогичным образом можно ио.1учнт1, набор дорожек и д.чя реа/шзанни умножения (деления):

(2а)

для умножения

(деления)

а const

Время (ts) нахождения имнульса 6к к ЛПС определяется по

I С)

0

td.,

V

/iW (i) ,

-f (iPi4- +- + 4-1 + I Vy I у I V

1 ff) ч0.0

io oAly

-.. +Щ

V

5

-+- - s- V )

(8)

где 1р. - j-я дорожка i-й линии, выбираемая в соответствии с параметром Р,, который поступает в узел i-й линии; п- количество операндов (линий). Найдем разность t,s и 16, которая опре- 0 деляет добавку к начальному ИОВ:

M ...-u.f.-H±|,,.

Ь

V ff (Ц); (9)

5 |:;

Д1- -1 At -

,

. г, -(О д f 1 Т I (

z (. Т7 - 1

0V н

{л

(10а) - для сложения Об) - для умножения.

В соответствии с приведенными рассуждениями видно, что импульс бк получается «отнесенным от импульса бн на величину 5 времени tpes:

--1 V (1 1 а)

рез to + At to + 4 I.J,

0

5

V -и Р/ ДЛЯ ження - -() (116)

tpe3 to + At to + Y - 1р,ДЛЯ уМНОI Jжения

где to, to - изображение (логарифмическое

и линейное) первого входного

информационного физического

сигнала.

Результирующий отрезок времени ТРСЗ

(tpea) пропорционален сум.ме (произведению)

исходных параметров.

Процесс вычитания информационных от- резкоЕ времени происходит следующим образом (фи1 5).

Имнуль с начао 1а отсчета ИОВ бь: движется по наибольшей дорожке линии, а и.м- нульс окончания отсчета ИОВ йч но более короткой дорожке, выбор которой производится в соответствии с параметром Р,, нодле- жаншм вычитанию (делению).

Таким образом, время нахождения в канале передачи информа и1И (КПИ) импульса 6н равно

,Jft«.(12)

t.s,,

где 1л - длина наибольшей дорожки линии;

J - количество линий.

Время нахождения импульса 6к в КПИ определяется по формуле

а)()

t,V Г(1,.. + IP. + ... + 1. + ... + IpJ

J4. l./

- yd.. +1,., + ...+

1 (0

(13)

: -XIP,;

у h

где Ip. - j-H дорожка i-й линии, выбираемая в соответствии с параметром Р,, который поступает в узел i-й линии п - количество операндов. Найдем разность 16 и tf,, которая определяет результат:

t - h Y

1 Гы

(14)

1 УА Y b-i

(15a) для вычитания

1 У т

V t,

(156) для деления

Результирующий отрезок времени .it (At) пронорционален разности (частотному от деления) исходных параметров.

Устройство для осуществления способа (фиг. 7) состоит из генератора 1 непрерывного нарастающего, например, экспоненциального сигнала, генератора 2 запускающего сигнала, генератора 3 импульсов, блока 4 ключей, набора линий 5 передачи информации, элемента 6 сравнения линии 7 передачи информации, но которой осущест

5

0

5

0

в:1яется подача входных си1на;1ов Р|, Р.) в устройство нреобразования входных сигналов в интервал времени.

Г1ервЬ)1Й входной си|-нал Р: ноступает на э;1емент б сравнения. Второй входной сиг- пал P-f поступает в узе;| .чинии, под его воздействием срабатывает соответствующий ключ блока 4 ключей, открывая соответст.. вующую дорожку передачи информации .

По команде от генератора 2 запускаю- нлего сигнала в генераторе 1 непрерывного нарастающего экспоненциального сигнала начинается формирование экспоненты и в этот же момент формируется первый импульс и начала отсчета информационного отрезка времени, который поступает в канал передачи информации, образованный узла.ми линии.

В момент уравнивания величины входного сигнала Р| и мгнозенного значения непрерывного нарастаюц,его экспоненциального сигнала формируется импульс окончания отсчета информационного отрезка времени 6к, который поступает в канал передачи информации длиной 2 через ключ, выбранный сигналом Р-2- Проходя канал Ь, импульс бк поступает в тот же узел линии, что и импульс Sn. Общее запаздывание ts импульса бк по отношению к импульсу бн paeiio t t| + Ь/с t|caln(P2/Po)/c t, + + aln(P2/Pn) li + t2. гдet| aln(Pi/Po); t. 1,/c aln(P2/Po), где с 3-10 м/с.

Формула изобретения

5

Способ функционального преобразования входных сигналов в интервал времени, основанный на формировании импульса начала отсчета и опорного нарастающего сигнала, сравнении опорного нарастающего сигнала с первым входным сигналом и формировании в момент их равенства промежуточного импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости преобразования, 0 сформированные импульс начала отсчета и промежуточный импульс передают через участки линии передачи сигналов различной длины, в которых задерживают их на функционально зависимые от i-x (i 2, 3,...n) входных сигналов информационные интервалы времени, и по интервалу времени между импульсом начала отсчета и промежуточным импульсом, принимаемым на выходе линии передачи сигналов за импульс окончания отсчета, судят о результатах преобразования.

5„

Фиг.1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для создания высокоинформативных, безгенераторных, распределенных в вычислительном устройстве процессоров. Целью изобретения является повышение скорости преобразования сигналов. Существо способа состоит в формировании в момент поступления первого входного сигнала импульса начала отсчета бк и опорного нарастающего сигнала, сравнении последнего с первым входным сигналом, формировании в момент их равенства t, промежуточного импульса бк, пропускании импульса начала отсчета и промежуточного импульса через участки линии передачи сигналов различной длины 1;-1„, задержании этих импульсов на функционально зависимые от второго до п-го входных сигналов отрезки времени и использовании в качестве окончательного результата преобразования интервала времени между полученными на выходе линии передачи импульсами начала бп и конца бк отсчета. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря совмещению процесса передачи информации по линии с ее обработкой со скоростью, равной скорости распространения сигналов в вычислите,1ьном устройстве. 7 ил. (О ел со N5 СЛ СЛ

S,

HI

ifj)

(умн )

,

c

f M

s«

e

Ct/f V

игЗ

J

7

00

2 (tz)

,

Kl

тлл

5я

с I

cf

1/7 y ii tj tz i

.

ФигМ

P2 , tJ

Vui.S

Pj

PL

Л,

Фиг.1