Устройство для вычисления двумерного дискретного преобразования Фурье Советский патент 1991 года по МПК G06F15/332 

Седьмой такт. На входе 16 единич- зо ничном состоянии. Остальные тригге-

ное значение. Триггеры 17.1-17.3 остаются в нулевом состоянии. На входе значение У). В регистре 19.1.1 знаI

чение У.. На входе 21.1 умножителя

о значение Wj. На выходе умножителя

20.1 значение YiWa. На выходе суммаi о тора 22.1. значение Y0W3.

Восьмой такт. На входе 16 единичное значение. Триггеры 17.1-17.3 остаются в нулевом состоянии. На входе

значение У. В регистрах 19.1.1 и

i ( 19.1.2 значения Yi и Y соответстовенно.. На входе 21.1 значение W3. На

выходе умножителя 20.1 значение . На выходе сумматора 22.1 у(и. В регистре 23.1.1. значениеуЈи°.

Девятый такт. На входе 16 единичное значение. В триггерах 17.1-17.3 нулевые значения. На входе значение

35

ры - в нулевом. На входе значение Y(I В регистрах 19.1.1, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.4 значения Yj , Y, vЈ, y соответственно. 3 регистрах 19.2.1 и 19.2.2 значения соответственно. На входах 21.1 и 2I.2 умножитеО о

леи значения W и W, соответственно. На выходах умножителей 20.1 и 20.2 значения YJw° и соответст- Q венно. На выходах сумматопов 2.1 и 22.2 значения Y1,W° соответственно. В регистрах 23.1.1, 23.1.2, 23.1.3, 23.1.4 значения ,, , , Yjw| соответственно. В регистре 23.2.1 значение YoW3. Тринадцатый такт. На входе 16 нулевое значение. Состояние триггеров 17.1-17.3 соответствует предыдущему такту. На входе значение Y3. В регист

45

У,. В. регистрах 19.1 .1,19.1.2,19,1.3 3Ha-Q pax 19.1.2, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.4 чения Yp, Y|; Y соответственно. На значения У

Н

л°

входе 21.1 умножителя значение W На выходе умножителя 20.1 значение YjW. На выходе сумматора 22.1 . В регистрах 23.1.1 и 23.1.2 значения Y V и YpW соответственно.

Десятый такт. На входе 16 нулевое значение. Триггер 17.1 в единичном состоянии. Остальные триггеры в нуY 1 V Л N О Y 3

соответствен55

L2 1 но. В регистрах 19.2.1, 19.2.2,

19.2.3 значения Y|, y соответственно. На входах 21.1 и 21.2 умножителей значения 3иУ-з соответственно. На выходах умножителей 20.1 и 20.2 значения . и Y|W , соответственно. На выходах сумматоров 22.1 и

v

22.2 значения

,г,,о

ры - в нулевом. На входе значение Y(I В регистрах 19.1.1, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.4 значения Yj , Y, vЈ, y соответственно. 3 регистрах 19.2.1 и 19.2.2 значения соответственно. На входах 21.1 и 2I.2 умножитеО о

леи значения W и W, соответственно. На выходах умножителей 20.1 и 20.2 значения YJw° и соответст- венно. На выходах сумматопов 2.1 и 22.2 значения Y1,W° соответственно. В регистрах 23.1.1, 23.1.2, 23.1.3, 23.1.4 значения ,, , , Yjw| соответственно. В регистре 23.2.1 значение YoW3. Тринадцатый такт. На входе 16 нулевое значение. Состояние триггеров 17.1-17.3 соответствует предыдущему такту. На входе значение Y3. В регист

pax 19.1.2, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.4 значения У

Q pax 19.1.2, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.4 значения У

Н

Y 1 V Л N О Y 3

соответствен5

L2 1 но. В регистрах 19.2.1, 19.2.2,

19.2.3 значения Y|, y соответственно. На входах 21.1 и 21.2 умножителей значения 3иУ-з соответственно. На выходах умножителей 20.1 и 20.2 значения . и Y|W , соответственно. На выходах сумматоров 22.1 и

v

22.2 значения

,г,,о

соответственно. В регистрах 23.1.1,

23.1.2,23.1.3, 23.1.4 значения YJWj Y0W3 Y3W Ytw3 соответственно, В регистрах 23.2.1 и 23.2.2 значения YJWj + + соответственно .

Четырнадцатый такт. На входе 16 нулевое значение. В триггере 17.2 единичное значение, а в триггерах 17.1 и 17.3 - нулевое. На входа чна- чение Yo, которое через коммутатор 18.3 поступает на вход регистра 19.3.1. В регистрах 19.1.1, 19,1.2,

19.1.3,19.1.4 значения v 3, v v| ,

Y соответственно. В регистрах 19.2.1

19.2.2, 19,2.3,.19,2.4 значения Y, , Y, , Yg соответственно. На входах 21.1 и 21.2 значения W и W соответственно. На вызолах умножителей 20.1, и 20.2 значения и Y|W| соответственно. На выходах сумматоров 22.1 и 22.2 значения ,n Ylw, + YjW 1 соответственно. В регистрах 23.1.1, 23.1.2, 23.1.3, 23.1.4 зна- 25 чения YgW,, Y{WS, , Y соответственно. В регистрах 23.2,1,

23.2.2, 23.2.3 значения , + N3, f)W3 + Y%T°, YЈW3 + YpW cooTBeTCTBeHHO.

Пятнадцатый такт. На входе 16 нулевое значение. Состояние триггеров 17.1-17.3 соответствует предыдущему такту. На входе значение Y. В регистрах 19.1.1, 19.1.2, 19.J.3, 19.1.4 значения Y

35

3

соответственСемнадцатый такт. На входе 16 ну левое значение. Состояние триггеро 17.1-17.3 соответствует предыдущему такту. Ка входе значение Y. в реги рах 19.1.1, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.А значения V( t v, Y(5 соответстве но. В регистрах 19.2.1, 1.2.2,- 19.2.3, 19.2.4 значения , Y% Y Y соответственно. В регистрах 1°.3.2, 19.3.1, 19.3.3 значения Yj, Y , Y соответственно. На входах 21.1-21.3 умножителей W°, Wj, IC3 со ответственно. На выходах у нохкте- лек 20.1-20.3 значения ,, ,

Y,W соответственно, ria выходах

о

сумматоров 22.1-22.3 значения YyW,

« . / 1 - но. В регистрах 19.2.1, 19.2.2, 19.2.3, 19.2.4 значения vЈ, Y|, Y|, Y соответственно. В регистре 19.3.1

гЗ

F«

Y W°-bY 2W + Y|K° - v| В регистрах 23.1.1, 23.1.2, 23.1.3, 23.1.4 значения Y( Wj, , YjWj,

значение YO. На входах 21.1-21.3 зна- дд Y2V3 соответственно. В регистрах „QU,IQ т.т° т. т. MO23.2.1, 23.2.2, 23.2.3, 23.2.4 значения Y|wЈ + YfwJ, + Y|W31, YSW| + Y|W3°, v2w° + Y|w° соответстчение Wj, W3, Wj соответственно. На выходах умножителей 20.1-20.3 значения , , Y0W3 соответственно. На выходах сумматоров 22.1-22.3 значения YiwJ, + , j YoW° + 45 + YO W Ff . В регистрах 23 .1 .1, 23.1.2, 23.1.3, 23.1.4 значения , ,, YJW°, YoW, соответственно. В Г-гистрах 23.2.1, 23.2.2 23.2.3, 23.2.4 значения , + Y|W°, +

+Y2w2 Y1U° + Уги° Y4U° + rn- + Y2W3 Y1U3 Y0U 3 + xo 3 co

ответственно.

Шестнадцатый такт. На входе 16 нулевое значение. Состояние триггеров 17.1-17.3 соответствует предыдущему такту. На входе значение Y В регистрах 19.1.1, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.4 значения YJ, Y, Y1,, Y соответственно. В регистрах 19.2.1,

50

венно. На выходе 25 значение F« . Восемнадцатый такт. Аналогичен шестому такту для второй линейки. На входе 16 едчничное значение. Триг геры 17.1 и 17.2 в нулевом состоянии. Триггер 17.3 - в единично, Ня вход начинают поступать значения сле дующего массива, обработанные первой линейкой. В регистрах 19.1.1, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.4 значечиь Y,;

vt

,3 55

Y YJ, Y соответственно. В регистрах 19.2.1, 19.2.2, 19.2.3, 19.2,4 значения Y, Y|, vf, YO соответственно. В рсгистпач 19.3.1, 19.3.2, 19.3.34 19.3.4 значения Y3,

Y з

г

Y, , Y0 соч- твстственно. Нэ вхо19.2.2, 19.2.3, 19,2.4 значения v,

yi yZ V 0 -Э Z

соответственно, R регистрах 19.3.1 и 19.3.2 значения Y(

n соответственно, H чходлх 0о

и

0

5

5

0

5

умножителей 20.1- 20.3 значения Wj, WL W соответственно, ila выходах умножителей 20,1-20.3 значешя , ,, Y,W3 соответственно. Па выходах сумматоров 22.1-22.3 значения Y{W|, Y/W1+ Yfw«5i YJwe,+ Wa + + YfWj F,2. В регистрах 23.1.1,

23.1.2,ЛЗ.1.3, 23.1.4 значения

YjWj, , YiW3 Y(i« a соотяе ствен- но, В регистрах 23.2.1S 23.2.2,

23.2.3,23.2.4 значения + Y|W, + w|,Yi w; + Y| W% Y{W1 + YjWg соответственно. Т, рег 1стпг 23.3.1 значение F( , которое поступает на (выход 25 устргистч.

Семнадцатый такт. На входе 16 нулевое значение. Состояние триггеров 17.1-17.3 соответствует предыдущему такту. Ка входе значение Y. в регистрах 19.1.1, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.А значения V( t v, Y(5 соответственно. В регистрах 19.2.1, 1.2.2,- 19.2.3, 19.2.4 значения , Y% Y, Y соответственно. В регистрах 1°.3.2, 19.3.1, 19.3.3 значения Yj, Y , Y соответственно. На входах 21.1-21.3 умножителей W°, Wj, IC3 соответственно. На выходах у нохкте- лек 20.1-20.3 значения ,, ,

Y,W соответственно, ria выходах

о

сумматоров 22.1-22.3 значения YyW,

« . / 1 - F«3.

Y W°-bY 2W + Y|K° - v| В регистрах 23.1.1, 23.1.2, 23.1.3, 23.1.4 значения Y( Wj, , YjWj,

чения Y|wЈ + YfwJ, + Y|W31, YSW| + Y|W3°, v2w° + Y|w° соответст+ 45

50

венно. На выходе 25 значение F« . Восемнадцатый такт. Аналогичен шестому такту для второй линейки. На входе 16 едчничное значение. Триггеры 17.1 и 17.2 в нулевом состоянии. Триггер 17.3 - в единично, Ня вход начинают поступать значения следующего массива, обработанные первой линейкой. В регистрах 19.1.1, 19.1.2, 19.1.3, 19.1.4 значечиь Y,;

vt

55

Y YJ, Y соответственно. В регистрах 19.2.1, 19.2.2, 19.2.3, 19.2,4 значения Y, Y|, vf, YO соответственно. В рсгистпач 19.3.1, 19.3.2, 19.3.34 19.3.4 значения Y3,

Y з

г

Y, , Y0 соч- твстственно. Нэ входах 21.1-21,3 умножителей значения W3, Wj, W-j соответственно. На выходах 21.1-21.3 умножителей значе- UT° Y|W, YfWl соответст- выходах сумматоров

ния YjWj, венно. На

г

22.1-22.3 значения + YaW,

YW + + Y3W3 .соответственно. В регистрах 23.1.1, 23.2.2, 23.1.3, 23.1.4 значения УДО, YjWj

YgW,, YgW,. В регистрах 23.2.1,

3

23.2.2, 23.2.3, 23.2.4 значения

YX + Yzw Ylw° + YX YcZW3 + + , + соответственно. На- выходе 25 значение F.

Девятнадцатый такт. Аналогичен седьмому такту В регистрах 19.2.1, 19.2.2, 19.2.3, 19.2.4 значения Y, Y|, Y|, Yf соответственно. В регистрах 19.-3.1, 19.3.1, 19.3.3, 19.3.4 значения Y, Y|, yf, У соответственно. На входах 21.1-21.3 умО J

ножителей значения W,, W3, W| соответственно. На выходах умножителей 20.2 и 20.3 значения и соответственно. На выходах сумматоров 22.2 и 22.3 YX + YoW3 YX + +YoW3 + VoW3 i соответственно. В регистрах 23.1.1, 23.1.2, 23.1.3, 23.1.4 значения , , со ответственно. В регистрах 23.2.1, 23.2.2, 23.2.3. 23.2.4 значения + Y|W, Yiv°3 + Y|w; , YJW°3 + YfwJ, YgW + YpWjсоответственно. На выход 25 устройства значение F.

Двадцатый такт. Аналогичен восьмому такту, с выхода 25 устройства снимается значение Ґ .

Дальнейшая работа устройства продолжается по описанному выше алго- ритму.

Устройство может вычислять N-то- чечное одномерное ДГ№ на первой групе процессорных элементов. Алгоритм работы первой линейки в этом случае описаны выше.

В режиме цифровой фильтрации на входы задания коэффициентов подаются соответствующие коэффициенты импульсных характеристик фильтров. При этом первая группа производит вчисления согласно выражению

N-t 7. ПО x(k-n)h(n),

тде Z(k) - результаты вычисления

свертки I

х(п) - входные отсчетыJ h(n) - коэффициенты импульсно

характеристики фильтра

0

5

0

25 30 35

40

45

50

55

На управляющий вход 26 подается единичное значение, которое обеспечивает установку всех триггеров 3.1 в единичное значение. Этим обеспечивается запись информации в регистры 5.1 в каждом такте. На входы умножителей 6,1 подаются коэффициенты импульсной характеристики. Результаты свертки снимаются с выхода первой группы.

Устройство позволяет производить фильтрацию двумерного сигнала по строкам и столбцам. Фильтрация по столбцам производится во второй группе, выходные данные будут сниматься с выхода 24 или 25. Входные поступают на вход 1 устройства. Коли- ество элементов в строке канала равно N, а длина импульсной характеристики М.

Формула изобретения

Устройство для вычисления двумерного дискретного преобразования Фурье, содержащее первую группу из N (N - первый размер преобразования) операционных элементов, блок управления и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первым тактовым входам всех операционных элементов первой группы, первые информационные входы которых соединены между собой и являются информаци онным входом устройства, первым информационным выходом которого является информационный выход N-ro операционного элемента первой группы, ин- формационный выход 1-го (1 Г, N-T) операционного элемента первой группы подключен к второму информационному входу (1+1)-го операционного элемента первой группы, второй тактовый вход которого подключен к тактовому выходу 1-го операционного элемента первой группы, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу блока управления, первый тактовый выход которого подключен к второму тактовому входу первого операционного элемента первой группы, второй информационный вход которого подключен к входу задания логического нуля устройства, причем каждый операционный элемент первой группы содержит триггер, выходной регистр, сумматор, умножитель и вход ной регистр, выход которого подключен к первому входу умножителч, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к информационному входу выход ного регистра, выход которого является информационным выходом операционного элемента первой группы, вторым информационным входом которо го является второй вход сумматора, тактовые входы входного и выходного регистров триггера подключены к первому тактовому входу операционного элемента первой группы, тактовым выходом и вторым тактовым входом которого являются соответственно выход и информационный вход триггера, о т- личающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит вторую группу из М (К - второй размер преобразования) операционные элементов, первые и вторые тактовые входы которых подключены соответственно к выходу генератора тактогых импульсов и ьторому тактовому выходу блока управления, третий тактовый выход которого подключен к третьему тактовому входу первого операпион-- ного элемента второй группы, информационный выход N-ro операционного элемента первой группы подключен к первым информационным входам всех операционных элементов второй гпуп- пы, управляющие входы которых соединены с управляющими входами всех операционных элементов первой группы, входом задания режима блока управления и подключены к входу задания режима устройства, вторым и третьим информационными выходами которого являются соответственно первый и второй информационные выходы М-го операционного элемента второй группы, адресные входы всех операционных элементов первой группы подключены к первому адресному выходу блока управления, второй адресный выход которого подключен к адресным входам всех операционных элементов второй группы, информацчо н - ный и тактовый выходы j-го (j-1,M-1) процедурного элемента второй группы подключены соответственно к второму информационному и третьему тактовому входам (j+1)-ro операционного элемента второй группы, а второй информационный вход первого операционного элемента второй группы подключен к входу задания логического нуля устТ

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ройства, причем ч кгждь ч операционный элемент первой гругпь- рз«-дены коммутатора и постоянная память выход которой подключен к первому иь- форь5в;тонному входу перрого коммутатора, выход которого подключен у второму входу умножителя, гыход второго кспчугатора подключен к ин- фсрм ш онрому входу входногч регистра, выход кг т .poro подключен к первому информационному входу второго коммутатора, второй информационный ЕХОЦ которого являемся первым информационны входом операционного элемента первой группы, к апресному, управляющего ; ьгорпму тактовому которс: о подклкмс кы соответ- стванно адучрсньи- вход постоянной памяти, управляющий ЕУОД первого и угязлякпгш вход второго комму- rrarj pa, а чторог. информационный вхои гррвото коммутатора является входо..; аадат 1Я коэффициента первой группы устройства, при этом операционный элемент второе группы содержит сумматор, укноз итель, триггер, два коммутатора, две группы по N последовательно соедннегн-гх регистров в каждой группе и гостия - ную память, въгход которой -гоцключек к первому информдли очному входу первого коммутатора, выход ко-опого подключен к первому входу умножителя, выход которох о подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к информационному входу первого регистра первой группы, выход последнего регистра которой подклю- qen к информационному входу операционного элемента второй группы, адресным, уьррвляюшим и первым инфор мационьым входами которого являются соответственно адресный вход постоянной памяти, управляющий вход первого коммутатора и первый информационный вход второго коммутатора, выход которого подключен х инсЬорма- ционному входу первого регистра второй группы, выход последнего регистра которой подключен к второчу ин- формаиионночу входу второго коммутатора, второй вход умножителя подключен к выходу первого регистра РТП- рой группч, тактовые входы всех регистров соединены с тактовыми входами всех регистров пррвой группы и полк тючены к первому тактовому вход операционного эле ч-анта БТО

16

15

рой группы, вторым тактовым входом которого является тактовый вход триг-- гера, информационный вход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора и является третьим тактовым входом операционного элемента второй группы, тактовым вы1929916

ходом и вторым информационным входом которого являются соответственно выход триггера и второй вход сум- 5 матора, а второй информационный вход первого коммутатора является входом задания коэффициента второй группы устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки одномерных и многомерных сигналов. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят операцион- ные элементы 2.1 (i 1,N), содержащие триггеры 3.1, входные регистры 5.1, умножители 6.1, постоянные памяти 7.1, сумматоры 8,1, выходные регистры 9.1, генератор 10 тактовых импульсов, блок 11 управления, коммутаторы 12.1, 13.1, постоянные памяти 14.1, операционные элементы 15.j (j 1 ,М), триггеры 17.1, коммутаторы 18. 1, группу регистров 19.1, умножители 20.1, сумматоры 22.1, группу регистров 23.1. 4 ил.

Фиг. 2

/f -эйм- й/с

я/с

й/с

Т Т

Т