Генератор функций хаара Советский патент 1988 года по МПК G06F1/02 

Iff

00

СП

О) СП

U

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано в системах спектрально- го анализа случайных процессов, в аппаратуре обработки звуковых и видеосигналов.

Целью изобретения является повышение быстродействия генератора.

На фиг.1 представлена структурная схема генератора; на фиг.2 - времен- ные диаграммы поясняющие его работу

Генератор функции Хаара содержит регистр 1 сдвига, блок 2 памяти (ПЗУ элемент ИЗ, элемент : задержки, триггеры 5 и 6, коммутатор 7, элемен ИЛИ 8, счетчик 9, дешифратор 10, элемент ИЛИ 11, тактовьй вход 12 генератора, вход 13 номера функции и выход 14 и 15 генератора.

; На временных диаграммах показаны следующие сигналы: U - напряжение на тактовом входе 12; V - напряжени на выходе регистра 1; U напряжение на выходе триггера 5| U - напря жение на выходе элемента И 3,- Uy - напряжение на выходе триггера 6 Ug капряже.иие на выходе элемента ИЛИ 8 и - напряжение на выходе элемента 4 задержки; Ug и - напряжения соот- ветственно на суммирукщем и вычнтгао- щем вкодах счетчика 9 Ц - напряасе- ние на выходе дешифратора 10 (на входе элемента ИЛИ 11). Для показанного на фиг,2 случая в регистр 1 записан код 00100000,

В ПЗУ 2 положительные

значения функций Хаара (начиная с первого адреса), матрица для КОТОЕШХ н размерностью имеет вид

Н

Устройство работает следунщим образом.

Исходное состояние счетчика 9 и триггеров 5 и 6I в начальный момент времени счетчик 9 и триггеры 5 и.6 установлены в О. На адресный вход ПЗУ 2 поступает двоичный код номера функции Хаара, по которому из ПЗУ выбирается соответствующий код и

0

5 0

5 Q

5

0

5

0

5

записывается в регистр 1. Затем на вход 12 подаются тактовые импульсы, сдвигающие содержимое регистра 1 в сторону младшего разряда. Одновременно тактовые импульсы подаются на вход триггера 5 и осуществляют по переднему фронту запись информации с выхода младшего разряда регистра 1 в триггер 5, а также поступают на вход элемента ИЗ.

Если в регистр 1 записан код, на- чинающийся с единицы в младшем разряде, например код 11111111, то по переднему фронту первого тактового импульса триггер 5 устанавливается в состояние 1. В результате на выходе элемента ИЛИ 8 появляется сигнал 1, который открывает элемент И 3 для прохождения тактовых импульсов, включая первый импульс, под действием которого осуществляется установка триггера 6 в состояние 1. На выходах 14 и 15 генератора присутствуют сигналы 1, что соответствует значению функции Хаара +1, Так как триггер 5 теперь находится в состоянии 1, то коммутатор 7 подключается к суммирующему входу счетчика 9. Тактовые импульсы с выхода элемента И 3 через элемент 4 задержки и коммутатор 7 поступают на сумми- рунмций вход счетчика 9,который подсчи- тывает их. Так как в результате N сдвигов содержимого регистра 1 и записи значений младшего разряда в триггер 5 состояние 1 триггера 5 не изменяется, то счетчик 9 импульсов заполняется, приняв значение 1 во всех разрядах. На выходе дешифратора 10 появляется импульс, который устанавливает в состояние О счетчик 9 и триггер 5. Коммутатор 7 подключается к вычитающему входу счетчика 9. Одновременно этот импульс проходит элемент ШШ 11 и устанавливает в исходное состояние О триггер 6. Цикл вычислений первой функции Хаара закончен за N тактов работы, при этом ее значения все время равны +1, так как триггеры 5 и 6 находятся в состоянии 1 в течение всех тактов работы.

Если в регистр 1 записан код, имеющий О в младшем разряде, нгяример код 00100000, то в течение первых 1двух тактовых импульсов состояние О триггеров 5 и 6 не изменяется, элемент И 3 закрыт для прохождения

тактовых импульсов, содержимое счетчика 9 равно нулю, а на выходах 14 и 15 генератора присутствуют сигналы О, что соответствует нулевому значению функции Хаара на первом и вто- ром тактах работы. По заднему фронту второго тактового импульса (фиг.2) на выходе младшего разряда регистра 1 появляется сигнал 1. Следовательно, по переднему фронту третьего тактового импульса триггер 5 устанавливается в состояние 1, коммутатор 7 пеяние триггера б определяет значение функции Хаара (если состояние 1, то значение функции равно 1, а если О, то функция имеет значение 0), а состояние триггера 5 определяет

знак функции (если состояние тригге- II 11

1 t

pa

то знак функции

а если

состояние О, то знак -).

Формула изобретения

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах спектрального анализа случайных процессов, а также в аппаратуре обработки звуковых и видеосигналов. Цель изобретения - повышение быстродействия генератора. Генератор содержит регистр сдвига 1, блок 2 памяти, элемент ИЗ, элемент задержки 4, триггеры 5,6, коммутатор 7, элемент ИЛИ 8, счетчик 9, дешифратор 10, элемент ИЛИ 11. В генераторе за п тактов вычисляется п значений функции Хаара. 2 ил. fc (Л

реключается на суммирзтощий вход счетчика 9, а на выходе элемента ИЛИ 8 появляется сигнал 1, который открывает элемент ИЗ. Третий тактовый импульс с выхода элемента И 3 устанавливает триггер 6 в состояние 1, а через элемент 4 задертжи и коммутатор 7 записывается в счетчик 9. Задержка на элементе 4 необходима для того, чтобы коммутатор 7 успевал переключаться до поступления импульса на его информационный вход. На выходах 14 и 15 генератора присутствуют сигналы 1, а значение функции на этом такте равно +, В результате сдвига содержимого регистра 1 по окончании третьего тактового имщшьса в его младшем разряде присутствует сиг

нал О. Поэтому по переднему фронту четвертого тактового импульса триггер 5 устанавливается в состояние О, коммутатор 7 переключается, на вычитающий вход счетчика 9, а на выходах 14 и 15 присутствуют сигналы О и 1, что соответствует значению -1 функции Хаара. Четвертый тактовый импульс проходит элемент 4 задержки, коммутатор 7 и, поступив на вьгчита- ющий вход счетчика 9, уменьшает его содержимое. Так как ранее в счетчик 9 записан только один импульс, то счетчик возвращается в состояние О, а на выходе дешифратора 10 появляется импульс, который проходит элемент ИЛИ 11 и возвращает триггер 6 в состояние О. На выходах 14 и 15 генератора присутствуют сигналы О, которые не изменяются для последукицих тактов работы, что соответствует нулевым значениям функции Хаара.

Аналогичным образом вычисляются значения других функций Хаара. Состо

Генератор функций Хаара, содержащий регистр сдвига, элемент И, первый вход которого является тактовым входом генератора, счетчик, первый и второй триггеры, выходы которых являются выходами генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены коммутатор, элемент задержки, дешифратор, первьй и второй элементы ИЛИ, блок памяти, адресный вход которого является входом номера функции генератора, при этом выход блока памяти подключен к параллельному информационному входу регистра сдвига, входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго триггеров, а выход подключен к второму входу элемента И, выход элемента И соединен с единичным входом первого триггера и через элемент задержки с информационным входом коммутатора,

суммирующий и вычитаниций входы счетчика соединены с первым и вторым выходами коммутатора, а выход счетчика подключен к входу дешифратора, первый выход дешифратора соединен с установочными входами счетчика и второго триггера и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу дешифратора, а выход второго элемента ИЛИ соединен с нулевым входом первого триггера, выход регистра сдвига подклю- чен к информационному входу второго триггера, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, синхронизирующий вход регистра сидвига и управляющий вход записи второго триггера подключены к тактовому входу генератора.

Составитель В.Байков

Техред А. Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 6077/47Тираж 704Подписное

/ J ВНИШМ Государственного комитета СССР

по делам изобретений) н открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушс ;ая наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4