Генератор волновых функций Мебиуса Советский патент 1990 года по МПК G06F1/02 

21

Сд Јь 00 -ч

«sj

оо

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении цифровых спектроанализаторов и фильт- ров, а также в других специализированных вычислителях и информационно- измерительных системах реального времени.

Цель изобретения - упрощение гене- ратора.

На чертеже представлена функциональная схема генератора

Генератор содержит счетчики 1 и 2, умножитель 3, регистры 4-6, сумматор 7, коммутатор 8, блок 9 памяти, синхронизатор 10, вход 11 константы, Йход 12 запуска, выхад 13.

Волновые функции Мёбиуса определяются следующим образом:

Г 1, О Х mod 1 0,,5, |/(Х) {-1, 0,5 : X mod 1 1, (1) I 0, X mod или 0,5.

При любом целом фиксированном п система функций Мебиуса порождает (2nx2h) -матрицу с элементами 0, ±1, каждая строка которой представляет сдену их ВФМ„ Для формирования матрицы значение аргумента X представим в виде произведения номеров строк 1 и столбцов k

lk+N/47N N -г;-р J-Ь, 5,

X

К k ik т-so N

s J-vus о

(2)

N 9 2 Где X j(1 - значение аргумента матрицы 1--й строки и k-ro столбца (k - Значение аргумента 1-й ВйМ); ,, „.„,N1; - количество элементов Строки (столбца) матрицы ВФМ; lk+ -f-N/4 N означает (lk+N/4) modN4. Подставляя (2) в (1), получают

Hf(x8|1t)Xlk+N/ u, ,n N

и

N

.

(3)

), 1#, |,

где |Uf(Xptk) - 1-я ВФМ„

Ниле приведен пример матрицы ВФМ порядка 23 (),, Здесь значения 4-1

1 заменены на ч- и - j + + + -f н- + -f + | 0 + + + 0 - - - 0 + 0-0 + 0JO + - + 0- + - + - +

+

f

- о + - +

-о + о - о +

-- - о + + +

соот ветст венно о 0-1 1 2

3

/4

5 6

7

0

5

0

5

0

5

k

В соответствии с (2) и (3) набор значений аргумента X для элементов матрицы является множеством мощности N, которое при масштабировании аргумента (N.-X) представляется целочисленным рядом 0,1,...,N-1.

Генератор работает следующим образом.

Перед началом работы в блок 9 памяти по N адресам записываются значения функций Мебиуса 0,+1,-1„ В качестве адресов используются целочисленные значения аргумента (NX). Разрядность адреса п и разрядность считываемых данных зависят от способа кодирования значений функции (достаточно двух двоичных разрядов).

Счетчики 1, 2 и регистры 5, 6 в исходном состоянии обнулены.

По сигналу Пуск на входе 12 осуществляется прием с входа 11 константы N/4 в регистр 4 и запуск синхронизатора 10. Тактовые импульсы от синхронизатора 10 поступают на вход счетчика 1, а импульсы переполнения счетчика 1 - на вход счетчика 2. Двоичные п-разрядные 1 и 2 подсчитывают номера kfl столбцов и строк соответственно (k,l 0,N-1) . Состояние счетчиков задает позицию элемента матрицы на пересечении k-ro столбца с 1-й строкой, причем вначале просматриваются все элементы нулевой ().строки, затем первой () и т0д. до (N-l)-n строки.

На умножителе 3 формируется произведение kl (с записью в регистр 5), а на сумматоре / сумма kl+N/ (с записью в регистр 6), причем результаты берутся по модулю N в соответствии с (2)„ (3), т.е. п младших разрядов,, При , N/2 в качестве адреса для блока 9 памяти используется значение kl, к адресному входу через коммутатор 8 подключен регистр 5. Значение , N/2 сопровождается периодическим сигналом от синхронизатора 1Q на управляющем входе коммутатора 8, в качестве, адреса используется kl+N/4 (к адресному входу блока 9 памяти подключается регистр 6), В соответствии с последовательностью адресов на выход 13 блока 9 памяти последовательно выводятся отсчеты значений сначала нулевой функции Мебиуса, затем первой и т„д. до (И-1)-й.

Формула изобретения Генератор волновых функций Мёбиуса, содержащий два счетчика, блок памяти, синхронизатор, причем счетный вход первого счетчика подключен к тактовому выходу синхронизатора, выход переноса из старшего разряда первого счетчика подключен к счетному входу второго.счетчика, выход блока ю памяти является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью упрощения генератора, он содержит умножитель, сумматор, три регистра и коммутатор, причем инфор- $ мационные выходы первого и второго счетчиков подключены к информационным входам умножителя, выход умножителя подключен к информационному входу первого регистра, информационный вход 20

второго регистра является ьходом за- дания константы генератора, вы, оды первого и второго регистров г цключе- ны к входам сумматора, выхс- сумматора подключен к информационному входу третьего регистра, выходы первого и третьего регистров подключены к информационным входам коммутатора, выход коммутатора подключен к адресному входу блока памяти, пусковой вход синхронизатора является пусковым входом генератора и соединен с управляющим входом записи второго регистра, синхронизирующий вход умножителя, управляющие входы записи первого и третьего регистров, управляющий BXCV; коммутатора и управляющий аход сч & вания блока памяти под,чены к соответствующим выходам ci -.хронизатора.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к генераторам дискретных функций, и может быть использовано при построении цифровых спектроанализаторов и фильтров, а также в других специализированных вычислителях и информационно-измерительных системах реального времени. Целью изобретения является упрощение генератора. Устройство содержит счетчики 1, 2, умножитель 3, регистры 4, 5, 6, сумматор 7, коммутатор 8, блок 9 памяти, синхронизатор 10. Введение дополнительных блоков (умножителя, сумматора, коммутатора и регистров) позволяет уменьшить объем памяти и тем самым сократить общие аппаратурные затраты. 1 ил.

Составитель В.Байков Редактор А.Мотыль Техред л.Олийнык Корректор т.Малец

Заказ 141

Тираж 556

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. V5

„ --.- ....-... - -,- - , - -.- - -. - - - -..-«.«.-. - - - - - -- - - - -«. - - - - - - - - - - - - - -- - - - - -- - - -

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул.Гагарина, 101

Подписное