Генератор систем функций Аристова Советский патент 1992 года по МПК G06F1/02 

2

О GJ XJ

Сл)

ки 11 и 12 элементов И, группы 13 и 14 входов задания системы функций, вход 15 тактовых импульсов, выход 16 функции, выход 17 номера функции в системе, выход 18 конца периода функции, блок 25 элементов ИЛИ Расширение функциональных возможностей достигается введением дополнительных блоков: коммутаторов, селектора тактовых импульсов, формирователя временных интервалов,узла определения знака, блока элементов ИЛИ 1 ил

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа сигналов при их разложении по системам функций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет формирования 2MN систем дискретных базисных функций М - число значений, принимаемых функциями, 2nN - размерность системы функций). Генератор содержит счетчики 1 и 2, селектор 3 тактовых импульсов, регистр 4 сдвига, формирователь 5 временных интервалов, коммутаторы 6 и 7. сумматор 8 по модулю М/2. узел 9 определения знака, регистр 10 сдвига, бло

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа сигналов при их разложении по системам функций

Прототип содержит два п-разрядных сметчиков (М-2п-размерность системы функций), п регистров сдвига, п элементов НЕ, п блоков элементов И, сумматор по mod N/2, вход тактовых импульсов, вход задания системы функций, функциональный выход, выход конца периода генерируемых функций, выход номера генерируемой функции, в котором вход первого счетчика подключен к гакговому входу генератора и входом синхронизации п регистров сдвига, выход переполнения первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика, к управляющим входам записи п регистров сдвига и к выходу конца периода генерируемых функций генератора, разрядные выходы второго счетчика соединены с выходом номера генерируемой функции генератора и с управляющими входами п блоков элементов И, ,од Ит группы i-ro регистра сдвига (I - 1 Nl/2 ,i 1,n, m - размер группы определяе- мыи числом разрядов в двоичном представлении числа М/2, М - четное целое число) соединен с I x 2 -и разрядной группой входа задания системы функций генератора первый выход N/2 и разрядной группы 1-го регистра сдвига через i-й элемент НЕ подключен к первому входу группы последовательного входа i-ro регистра сдвига, выходы ее аторого по m - 1-й М/2 -й разрядной группы -го регистра сдвига подключены соответственно к входам 2, m + 1 группы последовательного входа i-ro регистра сдвига, выходы 1, m + 1 М/2 -й разрядной группы i-ro регистра сдвига подключены к группе информационных входов t-ro блока элементов И, выходы блоков элементов И подключены к входам сумматора по mod М/2

Недостатком данного генератора является ограниченный класс формируемых им систем базисных функций (формируется класс 2MNr/2 систем базисных функций)

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за

счет формирования 2М систем дискретных базисных функций (М - число значений, применяемых функциями N 2П -размерность системы функций)

Поставленная цель достигается тем, что

в генератор систем функций, содержащей два счетчика, два регистра сдвига п - 1 блоков элементов И (2n-N- размерность системы функций), сумматор по модулю М/2 (М число значений, Принимаемых функциями), причем счетный вход первого счетчика является тактовым входом генератора, выход переполнения первого счетчика является выходом конца периода функции генератора и соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого является выходом номера функции генератора, введены два коммутатора, селектор тактовых импульсов, формирователь временных интервалов, логический узел вычисления знака, блок элементов ИЛИ, причем N/2 информационных входов первого коммутатора и N/2 информационных входов второго коммутатора является соответственно первой и второй

группами входов задания системы функций генератора, информационный выход первого счетчика соединен с входами селектора тактовых импульсов и формирователя временных интервалов, выход второго счетчика

соединен с параллельным входом первого регистра сдвига, последовательный вход которого соединен с источником нулевого уровня генератора, первый разрядный выход первого регистра сдвига соединен с соответствующим информационным входом логического узла вычисления знака, k + 1-й k - 1, n - 1) разрядный выход первого регистра сдвига соединен с k-м адресным входом первого и второго коммутаторов, выход

первого коммутатора соединен с первым входом блока элементов ИЛИ. информационный выход второго коммутатора соединен с входом первого операнда сумматора по модулю М/2, знаковый выход второго

коммутатора соединен с соответствующим информационным входом логического узла вычисления знака, выход которог единен со знаковым входом первого операнда сумматора по модулю М/2 выход сумматора по модулю М/2 соединен с постедовательным входом второго регистра сдвига, первый разрядный выход второго регистра сдвига является выходом функции генератора, k + 1 -и разрядный выход второго регистра сдвига соединен с информационным входом k-ro блока элементов И, управляющий вход и выход k-ro блока элементов И соединены соответственно с k-м выходом формирователя временных интервалов и k + 1-м входом блока элементов ИЛИ, выход блока элементов ИЛИ соединен с входом второго операнда сумматора по модулю М/2, выход переполнения первого счетчика соединен с управляющим входом чтения первого коммутатора, входом запрета чте- ния второго коммутатора, управляющим входом записи первого регистра сдвига и входом запрета логического узла вычисления знака, входы синхронизации сдвига первого и второго регистров сдвига соединены соответственно с выходом селектора тактовых импульсов и тактовым входом генератора.

На чертеже представлена функциональная схема генератора ().

Генератор содержит счетчики 1 и 2, селектор 3 тактовых импульсов, регистр 4 сдвига, формирователь 5 временных интервалов, коммутаторы 6 и 7, сумматор 8 по модулю М/2, логический узел 9 вычисления знака, регистр 10 сдвига, блоки 11 и 12 элементов И, группы 13 и 14 входов задания системы функций, вход 15 тактовых импульсов, выход 16 функции выход 17 номера функции в системе, выход 18 конца периода функции, блок 25 элементов ИЛИ

Генератор формирует класс MN комплексных систем дискретных базисных функций (или класс 2MN систем действительных базисных функций), принимающих М значе-

НИИ.

В генераторе реализуется способ формирования систем дискретных базисных функций через заданные матрицы G(2n) дискретного преобразования в виде Кронеке- рова произведений сомножителей, В соответствии с этим способом матрица G(a) задается следующим образом

а(в,

,2л

ik

где W е -rr-,М 2 - число значений

М

,2л

принимаемых функций е -ц- А на интервале (0,2 тг,Д(гО, М/2-1, К - произвольное целое число.

Операция перемножения матричных сомножителей 8 (1) подчиняется правилу Кро- некерова произведения. Произведение степеней W и формирование значений базисных функций в генераторе выполняется по правилу:

(A ujtmodM/Z,

W W (si®S2)

Д, А2 где si и S2 - знаки степеней W , W :

(2)

S0,если знак степени W положителен,

1,если знак степени W отрицателен.

р - перенос, формируемый при выполнении операции сложения показателей степеней в (2):

0,если выделение целого М/2 произошло четное число раз,

1,если выделение целого М/2 произошло нечетное число раз.

Таким образом, в соответствии с (1) для выбранных M,K,N за п итераций можно сформировать М систем комплексных базисных функций, заданием N/2-x образующих G(2) в качестве множителей первой итерации.

Генератор работает следующим образом,

Элементы образующих матриц Gp) подают первые элементы каждой первой строки соответственно на группу 13 входов задания системы функций, а вторые элементы каждой первой строки соответственно на группу 14 входов задания системы функций. Элементы вторых строк образующих матриц и элементы матричных множителей последующих итераций генератор формирует автоматически в соответствии с (1). Счетчик 1 считает поступающие на его вход тактовые импульсы и формирует период функции Т N х t, где t - период следования тактовых импульсов. Импульсы переполнения счетчи- ча 1 синхронизируют работу генератора по следующему алгоритму. Фронтом импульса переполнения производится добавление +1 в счетчик 2, запись в регистр 4 сдвига; на время импульса переполнения разрешается

чтение коммутатора 6, запрещается чтение коммутатора 7 и логического узла 9 вычисления знака.

Значения базисных функций в соответствии с (2) формирует сумматор 8 по mod М/2, на первый вход которого могут поступать значения первых элементов образующих матриц с выхода коммутатора 6 или значения функций, сформированные в предыдущих итерациях, с выходов блоков 11 и 12. На второй вход сумматора 8 по mod М/2 поступают значения формируемых итерационных множителей с выхода коммутатора 7. управление которым осуществляет регистр 4 сдвига. Приходящим фронтом тактовых импульсов формируемые значения базисных функций переписываются в регистр 10 сдвига и поступают на выход 16 функций генератора.

В отличие от прототипа предлагаемый генератор формирует 2MN систем дискретных базисных функций, что является его преимуществом.

Формула изобретения

Генератор систем функций, содержащий два счетчика, два регистра сдвига, п-1 блоков элементов И (2n-N - размерность системы функций), сумматор по модулю М/2 (М - число значений, принимаемых функциями), причем счетный вход первого счетчика является тактовым входом генератора, выход переполнения первого счетчика является выходом конца периода функции генератора и соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого является выходом номера функции генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет формирования 2MN систем дискретных базисных функций, он содержит два коммутатора, селектор тактовых импульсов, формирователь временных интервалов, логический узел вычисления знака, блок элементов ИЛИ. причем N/2 информационных входов первого коммутатора и N/2 информационных входов второго коммутатора являются, соответственно первый и второй группами входов задания системы функции

генератора, информационный выход первого счетчика соединен с входами селектора тактовых импульсов и формирователя временных интервалов, выход второго счетчика

соединен с параллельным входом первого регистра сдвига, последовательный вход которого соединен с источником нулевого уровня генератора, первый разрядный выход первого регистра сдвига соединен с соответствующим информационным входом логического узла вычисления знака, (k+ 1)-й (k 1; п - 1) разрядный выход первого регистра сдвига соединен с -м адресным входом первого и второго коммутаторов, выход

первого коммутатора соединен с первым входом блока элементов ИЛИ, информационный выход второго коммутатора соединен с входом первого операнда сумматора по модулю М/2, знаковый выход второго

коммутатора соединен с соответствующим информационным входом логического узла вычислении знака, выход которого соединен со знаковым входом первого операнда сумматора по модулю М/2, выход сумматора по модулю М/2 соединен с последовательным входом второго регистра сдвига, первый разрядный выход второго регистра сдвига является выходом функции генератора, (k + 1)-й разрядный выход второго регистра сдвига соединен с информационным входом k-ro блока элементов И, управляющий вход и выход k-ro блока элементов И соединены соответственно с k-M выходом формирователя временных интервалов и (k

+ 1)-м входом блока элементов ИЛИ, выход блока элементов ИЛИ соединен с входом второго операнда сумматора по модулю М/2, выход переполнения первого счетчика соединен с управляющим входом чтения

первого коммутатора, входом запрета чтения второго коммутатора, управляющим входом записи первого регистра сдвига и входом запрета логического узла вычисления знака, входы синхронизации сдвига

первого и второго регистров сдвига соединены соответственно с выходом селектора тактовых импульсов и тактовым входом генератора.