Экстраполятор Советский патент 1988 года по МПК G06F17/17 

NU

со

со

а

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть иснользовано для экстраполирования обрабатываемых процессов при наличии аддитивных шумов.

Цель изобретения - повышение томности экстраполяции функций при наличии шумов.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема устройства скользящего усреднения; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие действие устройства; на фиг. 4 -схема взаимодействия информации в виде отсчетов экстраполируемой функции в адресном пространстве узла памяти с усредняющими устройствами; на фиг. 5 - расположение усредненных с равным шагом расположенных сеточных узлов на искаженной шумовыми помехами зкст- раполируемой функции.

Экстраполятор содержит узел 1 памяти отсчетов, информационный вход которого и первый вход блока 2 вычи- тателей и сумматора объединены и являются информационным входом экстра- полятора. Управляющий вход соединен с первым входом узла 3 управления и синхронизации, второй выход которого подключен к первым входам устройства , Иг И 4 скользящего усреднения, а трети и четвертый вых :)ды узла 3 соответственно подключены к

счетчикам 5 и 6. Выход счетчика 5 подключен к первому информационному входу сумматора 7, к второму входу которого подключен через узел 8 памяти коэффициентов выход счетчика 6. Выход сумматора 7 подключен к адресному входу узла 1, выход которого подключен к вторым входам устройств ( выходы которых подключены к блоку 2 вычитателей и сумматора, вькодом зкстраполятора является выход блока 2 вычитателей и сумматора. При этом узел 1, узел 3 управления и синхронизации, счетчики 5 и 6, сумматор 7 и узел 8 составляют блок 9 хранения и сдвига цифровых отсчетов экстраполируемой функции. Устройство 4 (фиг. 2) может быть

реализовано на основе накапливающего арифметического узла, реализующего операции суммирования и вычитания, а операцию деления на число усредняемых отсчетов одним устройством, при

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

двоичной системе счисления и количества отсчетов 2 , где m 1, 2, 3, ..., можно реализовать монтажным сдвигом. Устройство 4 содержит последовательно соединенные арифметическое устройство 10 и регистр 11.

В исходном состоянии счетчик 5 (фиг. 1) в произвольном состоянии п р, количество состояний 1 счетчика соответствует числу адресов в узле 1 памяти отсчетов, счетчик 6 сброшен, количество состояний k соответствует числу переходов по адресному пространству узла 1 за один цикл работы экстраполятора. В узле 8 хранятся коды п , ,п,,,.. . ,П| , в сумме с выходным кодом счетчика 5 п образующие адреса переходов для данного цикла.

В каждом цикле в узел 1 записываются непрерывно поступающие искаженные значения экстраполируемой функции , где S; - компонента шума, до полного заполнения узла 1. В следующих циклах в состояниях счетчиков 5 , П и т.д. ранее записанные использованные значения f,-+s теряются и в узле 1 на их место записываются новые. На информационный вход УСТРОЙСТВ 4 ,,4 ,4j , ... ,4|( (фиг. 2) поступают очередные суммируемые/вычитаемые коды, а на управляющий - код производимой операции и строб работы устройства 4 (на фиг.З стробы условно показаны отдельно от управляющего кода). С выходов устройств 4 ,4, , , .. . ,4 1 снимаются усредненные узловые значения -Тэкстраполируемой функции.

С поступлением импульса Старт (фиг.. 3) начинается цикл работы экстраполятора. Узел управления и синхронизации вырабатывает последовательность жестко связанных управляющих кодов и импульсов.

На вход счетчика 5 поступает счетный импульс и переводит его из состояния n J в состояние п (фиг. 4). В начальном положении счетчика 6 из узла 8 выбирается код с нулевьм значением и адрес узла 1 устанавливается равным значению кода п . Считывается значение отсчета экстраполируемой функции , записанное в данную ячейку. Одновременно на шине управления, устройствами 4 устанавливается код операции вычитания. С приходом строба в крайнее k-e устройство 4,

выполняется операция вычитания. Счетчик 6 переводится в следующее состояние. На выходе узла 8 устанавливаетс код п. , соответственно адрес узла 1

п

П| , выбирается значение экстраполируемой функции (фиг. 5)5 записанное на цикл позже, чем по адресу Пр. На шине управления устанавливается код операции сложения. С приходом очередного строба в. k-e устройство 4| операция выполняется. Затем на шине управления устанавливается код операции вычитания и под воздействием строба в (k-1)-e устройство 4 из содержимого его регистра вычитается значение экстраполируемой функции, записанное в узле 1 под адресом п д+ п. . Счетчик 6 переводится в следующее состояние и процесс повторяется с той разницей, что меняется содержимое накопительных регистров 11 очередных устройств т.е. 4,4 и 4,. Цикл работы завер- щается переводом счетчика 6 в исходное состояние и записью импульсов ЗАП/СЧ в ячейку узла 1 с адресом п нового поступившего значения f + s ,. Значение + s-,-. теряется. На выходе блока 2 вычитателей и сумматора устанавливается новое экстраполированное значение.

В следующем цикле счетчик 5 переходит в состояние п и процесс повторяется, только переходы в адресном пространстве узла 1 сдвинуты на единицу. Происходит сдвиг адресов в адресном пространстве, что эквивалент3 регистрах сдв |но сдвигу информации

га.

Ф о р и у л

изобретения

Экстраполятор, содержащий блок хранения и сдвига цифровых отсчетов экстраполируемой функции и блок вычитателей и сумматора, причем информационный вход экстраполятора подключен к информационным входам блока хранения и сдвига цифровых отсчетов экстраполируемой функции и блока вычитателей и сумматора, выход экстраполятора соединен с выходом блока

я

, 10

15

20

4396204

вычитателей и сумматора, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности экстраполяции функции при нaJПIЧии шумов, в него введены k устройств скользящего усреднения, при этом вход запуска экстраполятора соединен с одноименным входом блока хранения и сдвига цифровых отсчетов экстраполируемой функции, информациоиньй, управляющий и стробирующий выходы которого соединены с информационным управляющим и стробирующим входами соответственно каждого устройства скользящего усреднения, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам блока вычитателей и сумматора, причем блок хранения и сдвига цифровых отсчетов экстраполируемой функции содержит узел памяти отсчетов, узел управления и синхронизации, первый и .второй счетчики, сумматор и узел памяти 25 коэффициентов информационный вход блока хранения и сдвига цифровых отсчетов экстраполируем,ой функцй, подключен к информационному входу узла памяти отсчетов, выход которого OQ является информационным выходом блока

хранения и сдвига цифровых отсчетов экстраполируемой функции, вход запуска блока хранения и сдвига цифровых отсчетов являе тся входом запуска узла управления и синхрониза- ции, выход кода операгщи которого является управляющим выходом блока хранения и сдвига цифровых отсчетов экстраполируемой функции, первый, второй и третий выходы блока управления и синхронизации подк.пючены к управляющему входу узла памяти отсчетов и счетным входом первого и второго счетчиков соответственно, выход первого счетчика соединен с первым информационным входом сумматора, выход второго счетчика соединен с адресным входом узла памяти коэффициентов, выход которого подключен к второму информационному входу сумматора, выход которого соединен с адресным входом узла памяти отсчетов.

35

40

45

50

Фи.2

Изобретение относится к области вычислительной техники. Цель изобретения - повышение точности экстраполяции функции при наличии шумов. Экстраполятор включает узел 1 памяти отсчетов, информационный вход которого и первьш вход блока 2 вычи- тателей и сумматора объединены и являются информационным входом экстра- полятора. Управляющий вход узла 1 соединен с первым выходом узла 3 управления и синхронизации, второй выход которого подключен к первым входам устройств скользящего усреднения 1 г третий и четвертый выходы узла 3 соответственно подключены к счетчикам 5 и 6. Выход счетчика 5 подключен к -первому информационному входу сумматора 7, к второму входу которого подключен через узел памяти коэффициентов (ПЗУ) В выход счетчика 6. Выход сумматора 7 подключен к адресному входу узла 1, выход которого подключен к вторым входам устройств 4, , 4 , 4,,..., 4 , выходами подключенных к блоку 2 вычитателей и сумматора. Выходом зкстраполятора является выход блока 2 вычитателей и сумматора. 5 ил. S (Л

старт -1СТ5

ВшСТ

3 ff/cW7 ГСТб

ВыуШ ,BMRAMJ

Упр.(1,,.Л,() -

Вых. . а

У )&oftft« fff oe 3Maveffus Фи.3

хгж

f

Редактор Л. Гратилло

Составитель В. Сычев Техред М.Ходанич

RAMlca seeoff ng-tn

dpecMt n;.- cmpoMcarSe

7 npoti%$oiuffou Onsf at4tfu

j/,,

- T(i/3f(cny.

Фи.5

Корректор М. Васильева