Устройство для преобразования по функциям Уолша Советский патент 1988 года по МПК G06F17/14 

00 00

оо со о со

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки информации для построения анализаторов спектра сигналов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет использования более быстрого алгоритма переупорядочения коэффициентов преобразования Уолша,

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для преобразования по функциям Уолша содержит накапливаюш,ие сумматоры 1, коммутатор 2 (информационных сигналов), накапливающие сумматоры-вы- читатели 3, коммутатор 4 (тактовых импульрый дает разрешение на прохождение тактовых импульсов на тактовый вход блока 6 формирования функций Уолша-Радемахера. Выходы функций Радемахера последнего управляют работой коммутатора 2 с N каналов

5 на один, в результате чего происходит последовательное считывание накопленных значений с сумматоров 1 и перемножение в сум- маторах-вычитателях 3 этих значений с функциями Уолша и накапливание их на этих

10 сумматорах-вычитателях. После прихода на вход блока 6 N импульсов на выходах сумматоров-вычитателей присутствуют величины, пропорциональные коэффициентам преобразования Уолша.

После этого необходимо полученные косов), регистр 5 сдвига, блок 6 формиро- эффициенты переупорядочить по Пэли.

вания функций Уолша-Радемахера, генератор 7 тактовых импульсов, счетчик 8 импульсов, первый 9 и второй 10 дешифраторы, преобразователь 11 двоичного кода в

По сигналу оператора на установочный вход устройства подается установочный импульс, который переводит в нулевое состояние счетчик 8 импульсов. После этого

код Грея, первую группу элементов И 12, 20 ° сигналу оператора, подается импульс заэлемент ИЛИ 13, вторую группу элементов И 14 и регистры 15.

Интегральные функции Уолша можно представить в виде

p(i+l,t)L,,(i, T)dT, О t т, (1) ,1,2...; р(0, t) ;

wal(i, t) - функция Уолша. В матричном виде (1) можно записать

Р WE(2)

где W - матрица функции Уолша;

Е - теплицева верхне-треугольная матрица, элементы которой, включая главную диагональ, равны единице. Коэффициенты разложения С, произвольно сигнала f(t) в ряд интегральных функций Уолша с учетом (2) равны

С,- pf(t) W-E-f(t).(3)

При этом коэффициенты С, упорядочены по Уолшу, однако, на практике желательпуска на вход запуска устройства, который запускает генератор 7 тактовых импульсов. При этом на выходе счетчика 8 импульсов формируется двоичный код номеру те- кушего сумматора-вычитателя i (i 1, N), 25 а на i-й выходной шине первого дешифратора 9 формируется импульс, который открывает i-й элемент И 12 первой группы, и коэффициент преобразования Уолша, хранящийся в i-M сумматоре-вычитателе 3, поступает на вход элемента ИЛИ 13. Двоичный код числа i преобразуется в код Грея r(i) в преобразователе 11 двоичного кода в код Грея, и на г (i) -и выходной шине второго дешифратора 10 появляется импульс, который открывает г(1)-й элемент И 14 второй группы элементов И, и коэффициент преобразования Уолша из i-ro сумматора-вычитателя 3 записывается в г()-й регистр. После того, как переписаны все N коэффициентов преобразования Уолша, в регистрах 15 получают коэффициенты, упорядоченные по

30

35

но иметь коэффициенты, упорядоченные по 40 Пэли. Дя этого требуется только N тактов. Пэли. Для получения коэффициентов преобразования Уолша, упорядоченных по Пэли,Формула изобретения необходимо воспользоваться следующим со- отношеннем:

С4)

Устройство для преобразования по функциям Уолша, содержащее преобразователь 45 двоичного кода в код Грея, N (N-размер . преобразования) накапливающих сумматоров, регистр сдвига, первый коммутатор, второй коммутатор, N накапливающих сумматоров-вычитателей, первую и вторую группу из N элементов И в каждой группе, элечения ординат исследуемого процесса X(t). мент ИЛИ, N регистров и блок формиро- Эти ординаты поступают на информационные вания функций Уолша-Радемахера, выход

функции Радемахера которого подключен к управляющему входу первого коммутатора, выход которого подключен к информацион- роимпульсов на выходах сумматоров 1 накап- 55 му входу i-ro (i 1, N) накапливаю- ливаются суммы, соответствующие произ- щего сумматора-вычитателя, выход которого ведению входного процесса X(t) на матрицу подключен к первому входу i-ro элемента И Е, и в это время регистр 5 сдвига выра- первой группы, первый и второй выходы батывает импульсы переполнения, кото- второго коммутатора подключены к тактоCp(i) C(r(i)), i 0, N, гдег(1) -код Грея числа i.

Устройство работает следующим образом.

Па вход устройства в двоичном коде в такт с синхроимпульсами поступают знавходы сумматоров 1. Регистр 5 сдвига управляет работой сумматоров 1. После прихода на вход регистра 5 сдвига N синхрый дает разрешение на прохождение тактовых импульсов на тактовый вход блока 6 формирования функций Уолша-Радемахера. Выходы функций Радемахера последнего управляют работой коммутатора 2 с N каналов

на один, в результате чего происходит последовательное считывание накопленных значений с сумматоров 1 и перемножение в сум- маторах-вычитателях 3 этих значений с функциями Уолша и накапливание их на этих

сумматорах-вычитателях. После прихода на вход блока 6 N импульсов на выходах сумматоров-вычитателей присутствуют величины, пропорциональные коэффициентам преобразования Уолша.

После этого необходимо полученные коэффициенты переупорядочить по Пэли.

эффициенты переупорядочить по Пэли.

По сигналу оператора на установочный вход устройства подается установочный импульс, который переводит в нулевое состояние счетчик 8 импульсов. После этого

0 ° сигналу оператора, подается импульс запуска на вход запуска устройства, который запускает генератор 7 тактовых импульсов. При этом на выходе счетчика 8 импульсов формируется двоичный код номеру те- кушего сумматора-вычитателя i (i 1, N), 5 а на i-й выходной шине первого дешифратора 9 формируется импульс, который открывает i-й элемент И 12 первой группы, и коэффициент преобразования Уолша, хранящийся в i-M сумматоре-вычитателе 3, поступает на вход элемента ИЛИ 13. Двоичный код числа i преобразуется в код Грея r(i) в преобразователе 11 двоичного кода в код Грея, и на г (i) -и выходной шине второго дешифратора 10 появляется импульс, который открывает г(1)-й элемент И 14 второй группы элементов И, и коэффициент преобразования Уолша из i-ro сумматора-вычитателя 3 записывается в г()-й регистр. После того, как переписаны все N коэффициентов преобразования Уолша, в регистрах 15 получают коэффициенты, упорядоченные по

0

5

вым входам соответственно регистра сдвига и блока формирования функции Уолша-Раде- махера, выход i-й функции Уолша которого подключен к управляющему входу i-ro накапливающего сумматора-вычитателя, тактовый вход которого подключен к третьему выходу второго коммутатора, выход переполнения регистра сдвига подключен к управляющему входу второго коммутатора, информационный вход которого является тактовым входом устройства, информационным входом которого является соединенные между собой информационные входы N накапливающих сумматоров, выход i-ro разряда регистра сдвига подключен к тактовому входу i-ro накапливающего сумматора, выход которого подключен к i-му информационному входу первого коммутатора, выход i-ro элемента И второй группы подключен к информационному входу i-rb регистра, выход которого является выходом i-й составляющей функции

Уолша, отличающееся тем, что, с целью по- выщения быстродействия, в него введены первый и второй дешифраторы, счетчик импульсов и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, информационный выход которого подключен к входу первого де- щифратора и входу преобразователя двоичного кода в код Грея, выход которого подключен к входу второго дешифратора,

0 i-й выход которого подключен к первому входу i-ro элемента И второй группы, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, i-й вход которого подключен к входу i-ro элемента И первой группы,

5 второй вход которого подключен к i-му выходу первого дешифратора, вход запуска генератора тактовых импульсов является вхо дом запуска устройства, установочным входом которого является установочный вход счетчика импульсов.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки информации для построения анализаторов спектра сигналов. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет использования более быстрого алгоритма переупорядочения коэффициентов преобразования Уолша. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят накапливающие сумматоры 1, коммутатор 2, накапливающие сумматоры-вычитате- ли 3, коммутатор 4, регистры 5 сдвига, блок 6 формирования функций Уолща-Ра- демахера, генератор 7 тактовых импульсов, счетчик 8 импульсов, дещифраторы 9, 10, преобразователь 11 двоичного кода в код Грея, группу элементов И 12, элемент ИЛИ 13, группу элементов И 14 и регистры 15. 1 ил.