Устройство для сравнения кодов Советский патент 1989 года по МПК G06F7/02 

сд о

00

о

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных резервированных системах для выделения достоверности результата способом кодового голосования, для количественной оценки качества функционирования таких систем, в многоканальных системах ранжирования по частости кодов выборки и в системах обработки статистической информации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена структурная схема устройства для сравнения кодов.

Устройство содержит блок 1 памй- ти, блок 2 управления, блок 3 сортировки, счетчики и 5 генератор 6 импульсов, формирователь 7 импульсов, триггер 8, элементы И 9 и 10, формирователи 11 и 12 импульсов, регистры 13 и 1, схему 15 сравнения, группу элементов ИЛИ 16, схему 17 сравнения, регистр 18, счетчик 19 количества совпадений, элементы ИЛИ 20 и 21, группу элементов И 22, информационный вход 23 устройства, вход 2k окончания сравнения, выход 25 достоверности, информационный выход 2 6 устройства.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии счетчики , 5 и 19, регистры 13, И и 18 обнулены, триггер 8 установлен в единичное состояние (цепи начальной установки не показаны). Генератор 6 импульсов остановлен. На входах разрешения записи счетчика k и регистра 18 находится потенциал логической , поступающий с выхода триггера 8 Так как в регистрах 13 и 1 блока 3 сортировки содержатся коды равные нулю, потенциал логической 1 с первого выхода схемы 15 сравнения поступает на первый вход элемента И 9 и на вход формирователя 11 импульсов. .В результате регистр 13 остается сброшенным в ну.певое состояние, а элемент И 9 открытым по первому sxo

ду.

В блок 1 памяти записано М число k-разрядных кодов, из которых требу- .ется выделить наиболее часто встречающийся, т.е, наиболее достоверный и определить сколько раз он встречается среди всех кодов. Устройство

o

5

0

5

позволяет выделить наиболее достоверный код способом кодового голосования с любым порогом и способом сортировки по значениям частости повторения кодов. Устройство работает по циклам. Для выделения наиболее достоверного кода способом кодового голосования устройствостребует i циклов работы,.где i 1,М, т.е. определяется номером ячейки блока 1 памяти, хранящей наиболее достоверный код. Для выделения наиболее достоверного кода способом сортировки по значениям частости повторения кодов устройство требует М циклов работы, так как в i-M цикле работы определяется частость повторения кода, хранящегося в i-й ячейке блока 1 памяти. При этом, в последнем такте работы устройства i-ro цикла определяется наиболее часто повторяющийся код серии кодов, хранящихся в ячейках блока 1.памяти. Для выполнения цикла работы устройства необходимо (М - i) тактов, В первом такте М-го цикла работы на информационный выход 26 устройства выдается значение наиболее часто встречающегося кода и значение повторения данного кода.

Работа устройства для сравнения кодов в режиме выделения наиболее достоверного кода способом кодового 5 голосования с любым порогом.

Для запуска устройства для сравнения кодов на вход запуска (не показан) генератора 6 импульсов подается запускающий импульс. Первый, импульс с выхода генератора 6 импульсов поступает на вход чтения блока 1 памяти и передним фронтом считывает код из первой ячейки. С выходов блока 1 памяти код из первой ячейки поступает на первую группу входов схемы 17 сравнения и по установочным входам записывается в регистр 18, на входе разрешения записи которого находится потенциал логической 1 с выхода триггера 8, При этом на первую и вторую группу входов схемы 17 сравнения поступает код из одной и той же ячейки блока 1 памяти, в результате чего на выходе схемы 17 сравнения появля-- ется потенциал логической 1, который прибавляет единицу к содержимому счетчика 19 количества совпадений. Своим задним фронтом первый импульс с выхойа генератора 6 импульсов пере0

0

5

0

водит триггер 8 в нулевое состояние и прибавляет единицу к содержимому счетчика 4.

Таким образом, с выхода триггера 8 потенциал логического О запрещает запись по установочным входам информации в регистр 18, в счетчик 4 и разрешает подсчет импульсов счетчиком IS количества совпадений.

На выходах разрядов счетчика k устанавливается адрес следующей по порядку ячейки блока 1 памяти. Следующие (М - 1) импульсы, поступающие с выхода генератора 6 импульсов, своими передними фронтами считывают коды из следующих по порядку ячеек блока 1 памяти на первую группу входов схемы 17 сравнения, в то время как на второй группе входов схемы 17 сравнения сохраняется код из первой ячейки блока 1 памяти, записанно в регистре 18. Поступая на вход установки в нулевое состояние триггера 8, импульсы подтверждают нулевое состояние триггера. Эти импульсы своими задними фронтами изменяют содержимое счетчика 4 так, что после i-ro импульса, поступившего с выхода генератора 6 импульсов на выходах разрядов счетчика k находится код, соответствующий адресу (i + 1)-й ячейки блока 1 памяти. Счетчик 19 количества совпадений подсчитывает число совпадений кода из первой ячейки блока 1 памяти с кодами из остальных ячеек.

Если все М кодов, хранящиеся в блоке 1 памяти, одинаковы, с выхода схемы 17 сравнения на счетный вход счетчика 19 количества совпадений поступит М сигналов сравнения за один цикл работы устройства. В результате счетчик 19 количества совпадений переполнится и потенциал логической 1 с выхода переполнения счетчика 19 поступит на вход останов генератора 6 импульсов, на выход 25 достоверности устройства, через элемент ИЛИ 20 на входы элементов И 9 и 10 и через элемент ИЛИ 2-1 на управляющий вход группы элементов И 22.

Так как в исходном состоянии элемент И 9 открыт по первому входу, то при поступлении на его второй вход потенциала логической 1 с выхода элемента ИЛИ 20 элемент И 9 открывается и потенциал логической 1 поступает на вход разрешения записи ре

509869

гистра 13. На 1-м - k-м установочном входе регистра 13 в данный момент времени.находится код, хранящийся во всех М ячейках блока 1 памяти, который поступает с выходов разрядов per гистра 18, а на (k + 1)-м - 2k-M установочном входе регистра 13 находится код единиц, т.е. максимальное значение кода частости повторения, который поступает с выходов разрядов счетчика 19 количества совпадений. С выходов разрядов регистра 13 значение наиболее часто встречающе- 15 гося кода и значение частости повторения данного кода через группу элементов ИЛИ 1б и открытую через эле-. мент ИЛИ 21 группу элементов И 22 поступают на информационный выход 20 26 устройства. На выходе 2k устройства остается нулевой код.

С информационного выхода 2б устройства значение наиболее часто встречающегося кода и значение час- 25 тости повторения данного кода выдаются потребителю. Появление потенциала логической 1 на выходе 25 достоверности устройства свидетельствует о том, что частость повторения данного кода больше или равна установленному порогу кодового голосования. Так как в исходном состоянии счетчик количества совпадений был обнулен, то .порог кодового голосования был равен М. При записи в исходном состоянии кода - п - начальной установки в счетчик 19 количества совпадений коэффициент пересчета счетчика, а следовательно, и порог 40 кодового голосования будет равен (М - п). Однако, как в известном, так и в предлагаемом устройствах нельзя устанавливать порог кодового голосования (М - п) меньше 0,5 М,. т.е. меньше половины числа ячеек блока I памяти. Это обусловлено возможными потерями истинной информации о значении наиболее часто встречающегося кода, так как устройство прекращает работу по достижении числа сравнений кодов, равного установленному порогу кодового голосования. Если порог кодового голосования (М - п) установлен меньше 0,5 М, возможна ситуация, когда устройство прекратит работу после сравнения числа кодов, меньшего половины объема блока 1 памяти, а среди оставшихся несравненных кодов может находиться

30

35

45

50

55

истинно достоверный код, более часто встречающийсяV.у которого более высокий порог кодового голосования. Из этих соображений режим выделения наиболее, достоверного кода способом сортировки по значениям частости повторения кодов более предпочтителен.

Если не все из М кодов, хранящихся в блоке 1 памяти, одинаковы) в первом цикле сравнения кода из первой ячейки блока 1 памяти с кодами из остальных (М - 1) ячеек блока 1 памяти, с выхода схемы 17 сравнения поступит i, сигналов сравнения на счетный вход счетчика 19 количества совпадений. В результате, счетчик 19 количества совпадений подсчитает частость i , пояторения первого кода, хранящегося в регистре 18. Если при подсчете сигналов сравнения счетчик 19 количества совпадений не .переполнился, по заднему фронту М-го счетного импульса первого цикла переполнится счетчик

Импульс переполнения с выхода счетчика поступает на счетный вход счетчика 5, на вход элемента ИЛИ 20 и на вход формирователя 7 импульсов. По переднему фронту короткого импульса, поступающего с формирователем 7 импульсов, триггер 8 устанавливается в единичное состояние. Потенциал логической 1 с прямого выхода триггера 8 поступает на входы разрешения записи счетчика k, регистра 18 и на вход сброса счетчика 19 количества совпадений. Передним фронтом импульс переполнения прибавляет единицу к содержимому счетчика 5. С выходов разрядов счетчика 5 модифицированный код поступает на установочные входы счетчика k и записывается в него по сигналу логической .1, поступающему на вход разрешения записи с прямого выхода триггера 8,

Таким образом, по окончании первого цикла сравнения кодов на выходах разрядов счетчика k появится код, соответствующий адресу второй ячейки блока I памяти.

Так как в исходном состоянии ре- гист|эы 13 и 1 обнулены, а элемент И 9 открыт по первому входу, то импульс переполнения с выхода счетчика поступает через элементы ИЛИ 20, И 9 на вход разрешения записи регистра 13- Своим передним фронтом этот импульс разрешает запись информации с установочных входов в

0

5 0

5

0

5

0

5

регистр 13- На 1-м - k-м установочном входе регистра 13 в первом цикле работы устройства находится код числа, хранящегося в первой ячейке блока 1 памяти, который с выходов разрядов регистра 18, а на (k + 1)-м - 2k-M установочном входе регистра 13 находится код частости i повторения данного кода, который поступает с выходов разрядов счетчика 19 количества совпадений. С выходов разря- до.в регистра 13 значение частости повторения кода i поступает на первую группу входов схемы 15 сравнения, на второй группе входов которой находится минимальный код нулей с выходов разрядов регистра 14. Так как значение кода частости i отлично от нуля, то потенциал логической 1 с второго, выхода схемы 15 сравнения поступает через одновибратор 12 в виде импульса на вход сброса регистра 1A и открывает по первому входу элемент И 10. Следовательно, во втором цикле работы устройства значение частости повторения кода i с выхода счетчика 19 количества совпадений будет записано в регистр 1 по сигна- лу на втором входе элемента И 10.

(М 4- 1)-й импульс, поступающий с выхода генератора 6 импульсов, начинает второй цикл сравнения кодов. Поступая на вход чтения блока 1 памяти, (М + 1)-й импульс передним фронтом считывает код из второй ячейки блока 1 памяти. С выходов блока 1 памяти код из второй ячейки поступает на первую группу входов с;хемы 17 сравнения и по установочным входам записывается в регистр 18, на входе разрешения записи которого находится потенциал логической Т с выхода триггера 8. При этом на первую и вторую группы входов схемы 17 сравнения поступает код из одной и той же ячейки блока 1 памяти, в результате чего на выходе схемы 17 сравнения появляется потенциал логической 1, который прибавляет единицу к содержимому счетчика 19 количества совпадений. Своим задним фронтом (М -f 1)-й импульс с выхода гене- ратора 6 импульсов переводит триггер 8 в нулевое состояние и прибавляет единицу к содержимому счетчика k.

Таким образом, с выхода триггера 8 поте нциал логического О запреща- . ет запись по установочным входам ин1д первого сравниваемого числа,который поступает с выходов разрядов регистра 13 Если код частости i первого сравниваемого числа меньше или равен коду частости i второго сравниваемого числа, потенциал логической 1 с первого выхода схемы 15 сравнения поступает через формирователь 11 им9 --150986910

формации в регистр 1Ь, в счетчик k и разрешает подсчет импульсов счетчиком 19 количества совпадений. На выходах разрядов счетчика k устанавливается адрес следующей по порядку, т.е. третьей, ячейки блока 1 памяти. Следующие (М - 2) импульсы, I поступающие с выхода генератора 6 импульсов, своими передними фронтами ю пульсов в виде импульса на вход сбро- считывают коды из следующих по поряд- са регистра 13 и открывает по перку (М - 2)-х ячеек блока 1 памяти вому входу элемент И 9. на первую группу входов схемы 17 Если код чартости i, первого сравни- сравнения, в то время как на второй : группе входов схемы Т сравнения 15 сохраняется код из второй ячейки

сравнения поступает через формирователь 12 импульсов в виде импульса на вход сброса регистра И и откры- 20 вает по первому входу элемент И 10. Таким образом, в регистре 13 или 14 остаются значения наиболее часто

ваемого числа больше кода частости второго сравниваемого числа, потенциал логической 1 с второго выхода схемы 1 5

блока 1 памяти, записанный в регистр 18. Поступая на вход усилителя в нулевое состояние триггера 8, импульсы подтверждают состояние триггера..

Эти импульсы своими задними фронтами изменяют содержимое счетчика k таким образом, что после (М + i)-ro импульса, поступившего с выхода генератора 6 импульсов на выходах разрядов счетчика k нахЬдится код, соответствующий адресу (i + 1)-й ячейки блока 1 памяти. Счетчик 19 количества совпадений подсчитывает

встречающегося кода и частости пов25

торения данного кода i

«101 КС

Причем

регистр, в котором хранилось меньшее значение частости повторения кода и данный код, будет обнулен сигналом сброса с соответствующего выхода схемы 13 сравнения. С выходов разрядов

число совпадений кода из второй ячей-30 регистров 13 и Н значение наиболее

1д первого сравниваемого числа,который поступает с выходов разрядов регистра 13 Если код частости i первого сравниваемого числа меньше или равен коду частости i второго сравниваемого числа, потенциал логической 1 с первого выхода схемы 15 сравнения поступает через формирователь 11 импульсов в виде импульса на вход сбро- са регистра 13 и открывает по первому входу элемент И 9. Если код чартости i, первого сравни-

пульсов в виде импульса на вход сбро- са регистра 13 и открывает по первому входу элемент И 9. Если код чартости i, первого сравни-

ваемого числа больше кода частости второго сравниваемого числа, потенциал логической 1 с второго выхода схемы 1 5

встречающегося кода и частости пов

торения данного кода i

«101 КС

Причем

регистр, в котором хранилось меньшее значение частости повторения кода и данный код, будет обнулен сигналом сброса с соответствующего выхода схемы 13 сравнения. С выходов разрядов

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных резервированных системах для выделения достоверности результата способом кодового голосования, для количественной оценки качества функционирования таких систем, в многоканальных системах ранжирования по частости кодов выборки и в системах обработки статистической информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит блок памяти 1, блок управления 2, блок сортировки 3, счетчики 4, 5, 19, генератор импульсов 6, формирователи импульсов 7, 11, 12, регистры 13, 14, 18, схемы сравнения 15, 17, группу элементов ИЛИ 16, элементы ИЛИ 20, 21, группу элементов И 22. Устройство сравнивает произвольное число кодов и определяет наиболее (наименее) достоверный результат по наиболее (наименее) часто встречающемуся коду с указанием уровня достоверности результата. 1 ил.

ки блока 1 памяти с кодами из остальных ячеек блока 1 памяти. В результате счетчик 19 количества совпадений подсчитывает частость i повторения кода, хранящегося в регистре 18. (М - 1) -й импульс второго цикла сравнения кодов своим задним фронтом вызывает переполнение счетчика . Импульс переполнения, поступающий с выхода счетчика k, подготавливает 40 блок 2 управления к третьему циклу сравнения кодов аналогично описанному ранее второму циклу и через элемент ИЛИ 20 и открытый по первому входу элемент И 10 поступает на вход раз- 45 решения записи регистра I . На 1-м - k-M установочном входе регистра lA во втором цикле работы устройства находится код числа, хранящегося во

часто встречающегося числа и знач частости повторения данного кода через группу элементов ИЛИ 16 пос пают на группу входов элементов И

В i-M цикле, где i 1,Ы, устр ство для сравнения кодов работает аналогично. Однако в i-м цикле ср нения кодов устръйство требует пр хождения с выхода генератора 6 та товых импульсов количества тактовых импульсов равного (М - i поскольку сравнение кодов, храня ся в 1 - {i - 1) ячейках блока памяти уже выполнено за (i - 1) - количество Предыдущих циклов рабо

Таким образом, в i-м цикле раб устройства происходит сравнение к из i-й ячейки блока 1. памяти, хра щегося в регистре 18, с кодами из

второй ячейке блока 1 памяти, который-. (М - i)-x ячеек блока 1 памяти на

поступает с выходов разрядов регистра 18, а на (k + 1)-м - 2k-M установочном входе регистра И находится код i частости повторения данного числа. С выходов разрядов регистра k значение частости повторения кода ij поступает на вторую группу входов схемы 15 сравнения, на первой группе входов которой находится код частости

55

схеме 17 сравнения. Счетчик 19 кол чества совпадений подсчитывает ча тость повторения i-ro кода. Блок 3 сортировки определяет по значени частости повторения кодов наиболее встречающееся значение кода за i цик работы устройства для сравнения кодо

Если при подсчете сигналов сравне в i-M цикле работы устройства счетч

часто встречающегося числа и значение частости повторения данного кода через группу элементов ИЛИ 16 поступают на группу входов элементов И 22.

В i-M цикле, где i 1,Ы, устройство для сравнения кодов работает аналогично. Однако в i-м цикле сравнения кодов устръйство требует прохождения с выхода генератора 6 тактовых импульсов количества тактовых импульсов равного (М - i), поскольку сравнение кодов, хранящихся в 1 - {i - 1) ячейках блока 1 памяти уже выполнено за (i - 1) - количество Предыдущих циклов работы.

Таким образом, в i-м цикле работы устройства происходит сравнение кода из i-й ячейки блока 1. памяти, хранящегося в регистре 18, с кодами из

(М - i)-x ячеек блока 1 памяти на

(М - i)-x ячеек блока 1 памяти на

схеме 17 сравнения. Счетчик 19 количества совпадений подсчитывает частость повторения i-ro кода. Блок 3 сортировки определяет по значению частости повторения кодов наиболее встречающееся значение кода за i циклов работы устройства для сравнения кодов.

Если при подсчете сигналов сравнения в i-M цикле работы устройства счетчик

19 количества совпадений переполнился, т.е. частость повторения i-ro кода превысила установленный порог ко-, дового голосования, устройство прекращает работу аналогично описанному ранее случаю. На выходе окончания сравнения устройства остается нулевой код. Потенциал логической 1 на выходе 25 достоверности устройства свидетельству.ет о том, что частость повторения i-ro кода превысила установленный порог кодового голосования. С информационного выхода

10

счетчика 19 количества совпадений и появление сигнала логической 1 на выходе 25 достоверности устройст произойдет только в случае, если вс коды, записанные в блок 1 памяти, б дут одинаковы. В остальных случаях работа устройства для сравнения кодов заканчивается поступлением с вы хода блока 3 сортировки значений наиболее часто встречающегося кода и частости повторения данного кода через группу элементов И 22 на информационный выход 26 устройства п

26 устройства значения наиболее, час- 15 сигналу окончания сравнения на выто встречающегося кода и частости повторения данного кода выдаются потребителю.

Счетчик 5 подсчитывает количество циклов работы устройства.

Если за М циклов работы устройства для сравнения кодов счетчик 19 количества совпадений не переполните ся, т.е. нет кода, частость повторения которого превышает установленный порог кодового голосования, задний фронт первого импульса М-го цикла сравнения кодов с выхода генератора 6 импульсов., .поступая на счетный вход счетчика k, вызывает переполнение счетчиков А и 5- С выхода переполнения счетчика 5 потенциал логической 1 поступает на выход 2 окончания сравнения устройства и через элемент ИЛИ 21 на группу входов элементов И 22. С выхода блока 3 сортировки значения наиболее часто встречающегося кода и частости повторения данного кода через группу элементов И 2 поступают на информационный выход 2б устройства. Появление потенциала логической 1 на выходе 2 устройства свидетельствует об окончании процесса сравнения кодов, а с информационного выхода 26 устройства значения наиболее часто встречающегося кода и частости повторения данного кода выдаются потребителю.

Работа устройства для сравнения кодов в режиме выделения наиболее достоверного кода способом сортировки по значениям частости повторения кодов аналогична описанной работе устройства в режиме выделения наиболее достоверного кода способом кодового голосования с любым порогом Отличие состоит в том, что порог голосования устанавливается равным М, т.е. максимальным. Переполнение

счетчика 19 количества совпадений и появление сигнала логической 1 на выходе 25 достоверности устройства произойдет только в случае, если все коды, записанные в блок 1 памяти, будут одинаковы. В остальных случаях работа устройства для сравнения кодов заканчивается поступлением с выхода блока 3 сортировки значений наиболее часто встречающегося кода и частости повторения данного кода через группу элементов И 22 на информационный выход 26 устройства по

0

5

0

5

0

5

0

5

ходе 25 устройства.

Для определения наименее достоверного результата по наименее часто встречающемуся коду с указанием уровня недостоверности данного кода необходимо со счетчика 19 количества совпадений на (k +:1)-е - 2k-e установочные входы регистров 13 и 14 блока 3 сортировки подавать обратный код частости повторения сравниваемых чисел.

Для этой цели могут использованы инверсные выходы счетчика 19 количества совпадений. Работа устройства для сравнения кодов в этом случае аналогична ранее описанной. В этом случае на информационный выход 26 устройства поступают значения наименее часто встречающегося кода и частости повторения данного кода по сигналу окончания сравнения, появляющемуся на выходе 25 устройства.

Формула из, обрете ния

Устройство для сравнения кодов, содержащее схему сравнения, регистр, блок памяти , три счетчика , генератор импульсов, триггер, элмент И, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом блока па-- мяти, входы адреса которого соединены с выходами разрядов первого счетчика, а выходы - с входами первой группы схемы сравнения и с информационными входами регистра, выходы разрядов которого соединены с второй группой входов схемы сравнения, а вход разрешения записи соединен с . входом сброса второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом равенства схемы сравнения, а выход переполнения является выходом достоверности устройства, выход генера

тора импульсов соединен с входом управления считыванием блока памяти и счетчным входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом третьего счетчика, а информационные входы соединены с выходами разрядов третьего счетчика , выход переполнения которого является выходом окончания сравнения уст- ройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения наиболее часто встречающегося кода, в него введены вторая схема сравнения, второй и третий регистры, второй.элемент И, группа элементов :ИЛИ, группа элементов И, три формирователя импульсов, два элемента ИЛИ, причем выход переполнения второго счетчика соединен через первый -формирователь импульсов с входом установки в единичное состояние триггера, вход установки в О которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход т с входом разрешения заТ1иси второго счетчика и первого регистра, выходы разрядов которого соединены с первыми группами информационных входов второго и третьего регистров, вторые группы информационных входов которых соединены с выходами разрядов первого счетчика, выход переполнения

которого соединен с входом останова генератора импульсов и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами переполнения второго и третьего счетчиков, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первого и второго элег: ментов И, выходы которых соединены соответственно с входами разрешения записи второго и третьего регистров, выходы разрядов которых соединены соответственно с первой и второй группами входов схемы сравнения и соответственно с первыми и вторыми входами элементов ИЛИ группы, выходы элементов ИЛИ группы соединены с информационными входами элементов И группы, управляющие входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ, а выходы являются информационными выходами устройства, выход Меньше- равно второй схемы сравнения соединен с вторым входом первого элемента И и через второй формирователь импульсов - с входом установки в О второго регистра, а выход Больше соединен с вторым входом второго элемента И и через третий формирователь импульсов - с входом установки в О третьего регистра..