Адаптивное телеметрическое устройство Советский патент 1989 года по МПК G08C19/28 

f7

3ff

;o to

CO 05

Ф1а.1

314

Изобретение относится к телеметрии и вычислительной технике, может быть использовано для передачи и обработки сжатых сообщений.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг,1 приведена структурная схема адаптивного телеметрического устройства; на фиг,2 - структурная схема программно-временного блока.

Адаптивное телеметрическое устройство (фиг,1) состоит из блока 1 ввода коэффициентов,блока 2 буферной памяти, счетчика 3, элемента ИЛИ 4, программно-временного блока 5, первого блока 6 сравнения кодов, регистра 7 сдвига, блока 8 памяти коэффи1и1ентов, блока 9 памяти номеров коэффициентов, второго бло- ка 10 сравнения кодов, регистра П адреса, кодера 12, блока 13 ключей, формирователя 14 модуля числа, сумматора 15, блока 16 сравнения ; группа входов 17 блока вычисления обоб- щенных координат является информационным входом 18 устройства, начальная установка подается на программно- временной блок, группа выходов 19 кодера является информационным выхо- дом устройства, шина 20 сигналов допуска соединена с блоком сравнения, группа выходов 21 блока ввода фициечтов соединена с входами блока буферной памяти. Группа выходов 22 счетчика соединена с группами входов (адресных) промежуточного блока памяти и группой информационных входов памяти номеров коэффициентов, группа формирователя окна соединена с груп- пой входов 23 блока 6 сравнения кодов. Другая группа входов блока 6 сравнения кодов соединена с группой выходов 24 блока буферной памяти и с группой входов (информационных) блока памяти коэффициентов. Группа выходов программно-временного блока соединена с группой входо 25 регистра адреса и с группой входов блока памяти коэффициентов. Группа выходов регистра адреса соединена с группой входов 26 блока памяти коэффициентов причем входы задающих адрес сравниваемого коэффициента. Группа выходов 27 блока памяти коэффициентов задает те кущий коэффициент и соединена с входами блока- 10 сравнения, а группа выходов 28 блока памяти коэффициентов задает значение сравниваемого коэф

Q

5 20 25 30 Q -

0

14

фициента и соединена с другой группой входов блока 10 сравнения кодов. Выход 29 программно-временного блока соединен с входом блока ввода коэффициентов, выход 30 - с входом элементов ИЛИ, выход 31 - с установленным входом счетчика и регистра 7, выход 32 соединен с входом регистра 7, Выход 33 программно-временного блока соединен с тактирующими входами блока памяти коэффициентов, кодера и блока ключей, выход 34 счетчика соединен с входом программно-временного блока, вход 35 программно-временного блока соединен с выходом блока 6 сравнения кодов и со входом блока буферной памяти, вход 36 программно- временного блока соединен с выходом блока сравнения, выход 37 программно- временного блока соединен с входом блока памяти коэффициентов, выход 38 программно-временного блока подключен к установочному входу регистра адреса.

Программно-временной блок состоит из генератора 30 тактовых импульсов, элементов И АО и 41, элемента ИЛИ 42, RS-триггера 43, третьего элемента ИЛИ 44, второго RS-триггера 45, четвертого элемента ИЛИ 46, регистра 47, счетчика 48, пятого элемента ИЛИ 49, первого элемента 50 сравнения, третьего счетчика 51, второго элемента 52

сравнения, щестого элемента ИЛИ 53, четвертого счетчика 54, дешифратора 55, седьмого элемента 56, восьмого н девятого элементов ИЛИ 57 и 58,

Устройство работает следующим образом.

Принцип устройства сводится к раз- иению процесса упорядочения коэффициентов разложения на две ступени. На первой ступени происходит сортировка коэффициентов по величине на; ряд (N) неперекрывающихся групп,причем каждый коэффициент сохраняет свой номер. На второй ступени происходит упорядочение коэффициентов внутри групп (последовательно). При этом упорядочение начинается с группы, включающей наибольшие коэффициенты, а последней упорядочивается группа, включающая наименьшие коэф- фициент)1. Такой порядок упорядочения коэф } циентов и их групп позволяет получить на выходе устройства упорядочения массива коэффициентов в целом.

514

Разбиение массива коэффициентов на группы осуществляется путем сравнения их с рядом кодовых окон. Так, для коэффициентов представляемых двоичным 8-разрядным кодом кодовые окна могут иметь вид: 100000000, 010000000, 001000000, и т.д. до 000000001 (тот факт, что разрядность окон выбирается в этом случае рав- ной 9, объясняется позже). Может быть выбран и ряд других значений кодовых окон.

При упорядочении коэффициентов разложения сначала происходит сравне- ние всего массива с первым кодовым окном (имеющим наибольшую величину выражаемую двоичным позиционным кодом). Коэффициенты разложения, просеянные через первое кодовое окно (их значения больше его величины), со составляет первую группу. После выделения этой группы из массива производится упорядочение коэффициентов внутри нее и вывод их получателю. Затем производится сравнение оставшихся коэффициентов со значением второго по величине кодового окна и выделяется вторая группа, которая далее также упорядочивается и т.д.

Прекращение очередного цикла работы устройства происходит при выводе всех коэффициентов массива на выход кодера и при срабатывании блока сравнения, фиксирующего факт достижения требуемой точности преобразования.

Исходное состояние устройства задается либо начальной установкой по входу 18, либо после окончания очередного цикла работы сигналом с ши- ны 20. Эти сигналы поступают на элемент 57 программно-временного бло- ка 5 и устанавливают в начальное состояние триггера 43- через элемент ИЛИ 43,счетчики 48), через элементы ИЛИ 49 (и 50), через элемент ИЛИ 53, а также 54 - (через элемент ИЛИ 56).

Кроме того, устанавливается в исходное (единичное) состояние триггер 45 (через элемент ИЛИ 44), им- пульсы установки в исходное состояние с выхода 31 блока 5 устанавливают в нулевое состояние счетчик 3 и в исходное состояние (соответствующее наибольшему значению кодового окна) регистра 7, Кроме того, этим сигналом через элемент ИЛИ 58 по выходу 38 сбрасывается регистр 11 адреса, RS-триггера 43 определяет режим работы устройства -1 в интервале времени, когда этот триггер находится в нулевом состоянии, в устройстве реализуется режим записи коэффициентов, формируемых блоком 1 в блок 2 буферной памятиJ при единичном состоянии триггера 43 устройство работает в режиме упорядочения массива коэффициентов, RS-триггер 45 определяет текущую ступень упорядочения: когда он в единичном состоянии реализуется первая ступень упорядочения - выделение из массива определенной группы коэффициентов, которые по величине превосходят текущее кодовое окно а когда он в нулевом состоянии реализуется вторая ступень упорядочения упорядочение коэффициентов внутри выделенной группы и вывод их получателю. Регистр 7 содержит в любой момент времени двоичное слово, состоящее из одной единицы (в соответствующем для каждого окна разряде) и нулевой в остальных разрядах, В исходном состоянии единица находится в старшем разряде, реализуя максимальное значение (в двоичном эквиваленте) кодового окна.

По мере изменения окна единица . передвигается в сторону младших .разрядов. Число разрядов регистра-формирователя окна на единицу больше количества разрядов коэффициентов разложения и равно числу кодовых окон. Таким образом, при каждой смене окна его значение (в двоичном эквиваленте) для предлагаемого способа реализации уменьшается в два раза.

В исходном состоянии схемы сигнал с триггера 43 по выходу 29 блока 5 поступает в-блок 1 и разрешает прохождение коэффициентов разложения в блок 2. Одновременно с формированием очередного коэффициента блок 1 формирует импульс. Который через элемент ИЛИ 4 поступает на счетный вход счетчика 3 и задает очередной многоразрядный адрес, по которому в блок 2 записывается значение соответствующего коэффициента. Этот адрес является номером коэффициента в ряду разложения (в общем массиве) и будет в дальнейшем сопровождать свой коэффициент вплоть до вьщачи их получателю. Емкость счетчика 3 равна количеству формируемых коэффициентов (их число

для всех циклов работы устройства постоянно и равно п).

Одновременно с записью коэффициентов в блок 2 осуществляется их сравнение с первым (максимальным) значением кодового окна и выделение первой группы коэффициентов (с наибольшими значениями), т.е. просеивание

массива коэффициентов через первое кодовое окно. В случае, когда зня-чение очередного коэффициента больи1г, первого значения кодового окна, блок 6 сравнения кодов (на который по группе входов 23 поступает двоичный эквивалент значения кодового окна с регистра 7, а по группе входов 24 поступает двоичный код данного коэффициента) выдает сигнал,который, поступая в блок 8 коэффициентов, разрешает запись в него данного коэффициента; поступая в блок 9, разрешит запись в него номера данного коэффициента в общем массиве; поступая в блок 2, обнуляет значение данного коэф(1циента (с целью исключения дальнейшего участия этого коэффициента в процессе упорядочения массива в целом); поступая в блок 6 по

10

4923618

ния второй ступени: функционирование блоков 50 и 52, подачу тактовых импульсов с генератора 39 через элементы И 41 и ИЛИ 46 на счетчик 48, вьщачу соответствующих кодов с блока 8 на блок 10, Блок 8 может быть выполнен, например, как спаренный блок памяти, обе половины которого идентичны и содержат те же значения коэффициентов разложения, Одна половина выдает двоичный код текущего коэффициента на выходы 27 по адресу, определяемому группой входов 25, а другая половина выдает код наиболь- шего к данному моменту упорядочения коэффициента в подгруппе на выходы 28 по адресу, определяемому состоянием регистра 11 адреса, В первый момент (первый такт работы счетчика 48) на входы 27 и 28 второго блока 10 сравнения кодов поступают идентичные коды коэффициента группы, записанного по первому адресу (следует различать

15

20

25

номер коэффициента, определяющий

его положение в общем массиве п коэффициентов и адрес коэффициента, определяющий его положение в группе п; элементов). Блок 10 выдает сигнал в

Изобретение относится к телеметрии и вычислительной технике и может быть использовано для передачи и обработки сжатых сообщений. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что адаптивное телеметрическое устройство, содержащее блок 1 ввода коэффициентов, блок 2 буферной памяти, счетчик 3, блок 6 сравнения кодов, регистр 11 адреса, програмно-временной блок 5, блок 13 ключей, формирователь 14 модуля числа, сумматор 15, блок 16 сравнения, кодер 12, дополнительно содержит элемент ИЛИ 4, регистр 7 сдвига, блок 8 памяти коэффициентов и блок 10 сравнения кодов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

входу 35 через элемент ИЛИ 46, увели- 30 случае, когда значение кода на входах 27 больше значения кода на вхочивает на единицу содержимое счетчика 48,.Счетчик 48 формирует адрес, по которому в блоки 8 и 9 по выходу 25 записываются соответственно те- куший коэффициент группы и его номер.

После записи в блок 2 всего массива коэффициентов (п) и одновременного выделения из первой группы размером П( счетчик 3 выдает сигнал на блок 5 по выходу 34 и устанавливает триггер 43 в единичное состояние, триггер 45 - в нулевое состояние,а также выдает разрешающий импульс для записи числа п,,сформированного к этому, моменту в счетчике 48, в запоминающий регистр 47, после чего тем же сигналом через элемент ИЛИ 49 счетчик 48 обнуляется. Число п, записанное в регистре 47, представляет собой количество элементов первой группы и определяет в дальнейшем количество и порядок операций упорядочения на второй ступени.

На второй ступени упорядочение коэффициентов внутри выделенной группы (в данном случае - первой) осу- ш,ествляется следующим образом„

Сигнал с выхода 37 блока 5 разрешает выполнение процедуры упорядочедах 27, Таким образом, в первом такте блок 10 не выдаст сигнала и на втором такте будут сравниваться второй коэффициент (по входам 27) и первый коэффициент (по входам 28), С каждым тактом работы счетчика 48 адрес коэффициента на входах 27 увеличивается на единицу, а при отсутст40

45

50

55

Вии сигнала с выхода блока 10, адрес, записанный в регистре 11, остается неизменным. При срабатывании блока 10, которое вызывается превышением значения текущего коэффициента над значением сравниваемого, в регистр адреса записывается адрес текущего коэффициента (соответствующий состоянию счетчика 48). Таким образом, к концу процесса перебора всех п. коэффициентов на выходах 28 присутствует значение наибольшего коэффициента в группе, а на выхо дах блока 9 - его номер. Когда сравнение по всем коэффициентам закончено, коды, в счетчике 48 и регистре 47 совпадают, что фиксируется блоком 50 совпадения. Блок 50 совпадения представляет собой набор схем совпадения, входы каждой из которых соединены с

дах 27, Таким образом, в первом такте блок 10 не выдаст сигнала и на втором такте будут сравниваться второй коэффициент (по входам 27) и первый коэффициент (по входам 28), С каждым тактом работы счетчика 48 адрес коэффициента на входах 27 увеличивается на единицу, а при отсутст

Вии сигнала с выхода блока 10, адрес, записанный в регистре 11, остается неизменным. При срабатывании блока 10, которое вызывается превышением значения текущего коэффициента над значением сравниваемого, в регистр адреса записывается адрес текущего коэффициента (соответствующий состоянию счетчика 48). Таким образом, к концу процесса перебора всех п. коэффициентов на выходах 28 присутствует значение наибольшего коэффициента в группе, а на выхо дах блока 9 - его номер. Когда сравнение по всем коэффициентам закончено, коды, в счетчике 48 и регистре 47 совпадают, что фиксируется блоком 50 совпадения. Блок 50 совпадения представляет собой набор схем совпадения, входы каждой из которых соединены с

одноименными выходами счетчика А8 и регистра 47, Аналогично реализован и блок 52. Блок 50 выдает сигнал, по которому через элемент ИЛИ 49 счетчик 48 устанавливается в нулевое состояние, содержимое счетчика 51 увеличивается на единицу; с выхода 33 блока 5 поступает разрешающий сигнал на кодер 12 и ключевую схему 13, по которому на выход 19 устройства поступает с блока 9 через кодер 12 номер максимального элемента в группе, а с блока 8 - значение этого коэффициента. Значение максимального коэффициента поступает также через ключевую схему 13 и формирователь 14 модул)4 числа на сумматор 15 и далее на блок 16 сравнения. Сигнал с выхода 33 блока 5 поступает также на блок 8, где обнуляет содержимое этого блока по адресу максимального коэффициента Затем сигналом с выхода 38 блока 5 обнуляется содержимое регистра 1 1 адреса. Далее процесс повторяется,

В результате упорядочиваются все коэффициенты первой группы. Если в группе п коэффициентов, то для их полного упорядочения необходимо (П|ХП) тактов работы. Выделение одного коэффициента требует п, тактов. Полное упорядочение всех коэффициентов группы требует п циклов выделения. Это количество циклов обеспечивается счетчиком 51. После осуществления всех циклов содержимое счетчика 51 совпадает с кодом регистра 47, в результате чего с выхода блока 52 совпадения формируется сигнал, сбрасывающий счетчик 51, увеличивающий на единицу содержимое счетчика 54, с выхода 32 устанавливается новое знчение кодового окна в регистре 7 и через элемент ИЛИ 44 устанавливается в единичное состояние триггер 45, Устройство переходит к первой ступени упорядочения; с генератора тактовых импульсов по разрешающему сигналу с триггера 45 через элемент И 40 на выход 30 блока 5 и далее через элемент ИЛИ 4 на счетчик 3 поступают тактовые импульсы и происходит перебор коэффициентов массива и просеивание их через второе по величине окно. После выделения второй груп- пы происходит упорядочивание коэффициентов в ней и т,До

Так поочередно на выход устройства поступают коэффициенты, упорядо

10

20

25

дЗгп ,с

9236110

ченные по величине Окончание общего цикла упорядочения происходит в двух случая. В первом случае сумма коэффициентов в сумматоре 15 соответствует требуемой точности преобразования, задаваемой шиной 20 до окончания перебора всех коэффициентов массива и вывода их получателю. При этом с выхода блока 16 сравнения на вход 36 блока 5 (на элемент ИЛИ 57) поступает сигнал, переводящий устройство в исходное состояние. Во втором случае после перебора всех эле- 5 ментов срабатывает дешифратор 55,

по сигналу с которого устройство также устанавливается в исходное состояние. После этого процесс повторяется для нового массива коэффициентов.

Формирователь 15 модуля числа может быть выполнен в виде аналогового преобразователя (ЦАП), Тогда сумматор является аналоговым, а блок сравнения - пороговым устройством. В этом случае соединения между ними осуще- , ствляются с помощью одного сигнального провода. 20 также является в этом случае сигнальным проводом. В случае, если формирователь модуля числа - хщфровое устройство (например, регистр, запоминающий последний коэффициент, в общем случае - со знаковым разрядом), то перечисленные устройства являются цифровыми и связь между ними осуществляется многопроводными шинами; такой же является и щина 20, Общее число проводов в шинах, содержащих двоичный код коэффициента (соответствующее разрядности кода без учета знакового разряда), должно быть на единицу меньше числа кодовых

30

35

40

окон (т,е, разрядов регистра 7) для обеспечения просеивания любого значения коэффициента через совокупность окон, причем лишним является , младший разряд окна. Этот разряд может не подаваться на блок 6 с регистра 7 и, таким образом, при наименьшем окне (единица в младшем разряде 7, которая не подается в блок 6) подаваемое на блок 6 значение окна - нулевое.

Счетчики 48 и 51 имеют емкость п, Гарантируя произвольное количество коэффициентов в любой группе массива коэффициентов. Счетчик 54 имеет емкость N - соответственно количеству кодовых окон.

Формула иэобреаения

2, Устройство по п,, о т л и - чающееся тем, что программно временной блок содержит .генератор тактовых импульсов, элементы И, элементы ИЛИ, счетчики, RS-триггеры, регистр, дешифратор и элементы сравнения, выход генератора тактсрых им- пульсов подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с прямым выходом первого RS-триггера, S-вход которого объединен с R-входом второго RS-триггера, первыми входами первого элемента ИЛИ и регистра и являеся первым входом блока, выход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами с третьего по седьмой элементов ИЛИ и вторым входом первого элемента ИЛИ и является первым выходом блока, выходы третьего и четвертого элемента ИЛИ подключены соответственно и R-входу первого RS-триггера и S-входу второго RS-триггера, прямой и инверсный выходы второго RS-триггера соединены с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, выход второго элемента И подключен к первому входу восьмого

элемента ИЛИ выход которого и выход первого элемента ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами первого счетчика, выходы которого подключены к входам группы регистра и и первого элемента сравнения и являются выходами группы блока, инверсный выход второго RS-триггера соединен с входами первого и второго эле- ментов сравнения и является третьим выходом блока, выход первого элемента сравнения подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, первому входу второго счетчика, второму входу седьмого элемента ИЛИ и является четвертым выходом блока, выход второго элемента сравнения соединен с первым входом третьего счетчика, вторым входом четвертого и пятого элементов ИЛИ и является пятым выходом блока, выходы регистра подключены к соответствуюп(им входам первой группы первого и второго элементов сравнения, выходы пятого и шестого элементов ИЛИ соединены с вторыми входами второго и третьего счетчиков, выходы которых соединены соответственно с входами первой группы второго элемента срав нения и одноименными входами дешифратора, выход которого подключен к вторым входам шестого и третьего элементов И.ПИ, первый вход второго элемента ИЛИ является входом начальной установки блока, вторые входы соответственно второго и восьмого элементов ИЛИ являются вторым и третьим входами блока, выход первого элемента И и инверсный выход первого RS-триггера являются соответственно шестым и седьмым выходами блока, выход седьмого элемента ИЛИ является вторым выходом блока.