Многоканальный цифровой коррелятор Советский патент 1978 года по МПК G06F15/34 

1

Изобретение относится к области специализированных цифровых вычислительных систем автоматической обработки данных. Изобретение может быть использовано, в частности, при разработке цифровых телеметрических систем или цифровых систем связи с использованием для синхронизации кодов большой длины.

Известно устройство 1. позволяющее получать значения автокорреляционной функции и выполненное на дискретных элементах. Это устройство содержит триггерный регистр, канальные элементы разрядной равнозначности, счетчики числа совпадений или несовпадений разрядов принимаемой кодовой комбинации с заданной.

Такие корреляторы обладают низким быстродействием, обусловленным необходимостью выполнять за один такт некоторое число операций.

Наиболее близким к описываемому является многоканальный цифровой коррелятор 2), содержащий в каждом канале элемент равнозначности, первый вход каждого нз которых соединен с первым входом коррелятора, а выход подключен ко входу счетчика.

Кроме этого, корре.1ятор содержит ячейки .сдви|-а, обеспечивающие передачу информации из каждого канала в последующий синхронно с поступленнем сигнала на вход коррелятора.

Недостатком таких корреляторов является необходимость выполнения элементами устройства двух операций за один такт, а именно, сложение очередного результата сравнения на счетчиках и сдвига чнсел нз одного счетчнка в другой. Это требует от элементов устройства двойного быстродействия по отношению к тактовой частоте.

Цель изобретения - повышение быстродействия коррелятора.

Поставленная цель достигается введенн5 см в коррелятор кольцевого регистра сдвнга. общего дeuJнфpaтopa, дешифраторов в каждом канале, элемента ИЛИ и раслрсделителя, вход кольцевого регистра сдвнга и первый вход распределителя подключены ко второму входу коррелятора, входы элемента ИЛИ подключены соответственно к ны.чодам дешифраторов каждого канала, информационные входы каждого из которых соединены с разрядными выходами соогвотствующего счетчика, выходы кольцевого регистра сдвига подключены соответственно ко вторым входам соответствующих элементов равнозначности и ко входам общего дешифратора, выход которого соединен со вторым входом распределителя, выходы которого подключены соответственно к установочным входам счетчиков и к управляющим входам дещифраторов каждого канала. Введение кольцевого регистра сдвига позволяет разделить операции сдвига и счета. В прототипе эти операции осуществляются одними и теми же узлами, а именно, счетчиками. В одном такте на вход счетчика может поступить сигнал со схемы равнозначности и в этом же такте число, полученное в счетчике,должно быть сдвинуто (переписано) в соседний. В описываемом устройстве производится сдвиг самой эталонной комбинации в кольцевом регистре сдвига, а счетчики производят лищь накопление числа совпадений. Вследствие того, что фаза принимаемой синхрокомбинации произвольна по отнощению к фазе кольцевого регистра сдвига, то накопление числа совпадений, соответствующего поступлению искомой комбинации,может произойти на любом счетчике. Поэтому каждый счетчик имеет дешифратор, который выявляет момент достижения порогового числа в счетчике, а общий элемент ИЛИ необходим для объединения откликов всех дешифраторов. Естественно, что каждый счетчик производит накопление за определенное число тактов, которое должно быть равно длине искомой комбинации. Поэто.му каждый счетчик должен сбрасываться в начальное состояние после прохождения указанного числа тактов, причем все счетчики должны сбрасываться в различные моменты времени, последовательно, синхронно с продвижением эталонной комбинации в кольцевом сдвигающем регистре. Создание такого режи.ма обеспечивается введением общего дешифратора начального состояния кольцевого регистра сдвига и временным распределителем. На чертеже представлена схема многоканального цифрового коррелятора. Предлагаемое устройство содержит кольцевой регистр сдвига 1 с общим дешифратором 2 его начального состояния, элементы равнозначности 3, число которых равно числу кодовых элементов в заданной комбинации, счетчики 4, дешифраторы 5 чисел, накопленных в соответствующих счетчиках, элемент ИЛИ 6 и распределитель 7. Вход кольцев.ого регистра сдвига 1 и первый вход распределителя 7 связан с одним из входов коррелятора общей шиной сдвига 8. Второй вход распределителя 7 подключен к выходу дешифратора 2. Выходы кольцевого регистра сдвига 1 подключены ко вторым входам соответствуюших элементов 3 равнозначности. Первые входы элементов 3 равнозначности подключены к другому входу 9 коррелятора. Выходы элементов 3 равнозначности соединены со счетными входами соответствуюших счетчиков 4. Выходы счетчиков 4 подключены к соответствующи.м дешифраторам 5, выходы которых заведены на элемент ИЛИ б, выход 10 которого является выходом всего устройства. Выходы распределителя 7 подключены к установочным входам соответствующих разрядных счетчиков 4 и опросным импульсным входам соответствующих дешифраторов 5. Коррелятор работает следующим образом. Перед началом работы в кольцевой регистр сдвига 1 записывается заданная кодовая последовательность. При появлении на входе 9 очередного кодового символа его значение с помощью элементов 3 равнозначности сравнивается со значениями всех кодовых символов заданной кодовой последовательности, поступаюпш.ми с кольцевого регистра сдвига 1. При совпадении значения текущего кодового символа с какими-либо из заданных, а именно, оба символа - нули или оба символа - единицы , с выхода соответствующих элементов 3 равнозначности на вход соответствующих счетчиков поступает импульс, записывая в эти счетчики число «1. При этом в первый счетчик будет записан результат сравнения теKyniero кодового символа, назовем его первым, с первым кодовым символо.м заданной последовательности, во второй счетчи-к - результат сравнения первого текущего кодового символа со вторым символом заданной последовательности, в третий счетчик - результат сравнения того же первого текущего с третьим заданным и т.д. Одновременно с поступленне.м на входную шину 8 второго текущего символа производится сдвиг на один кодовый символ заданной последовательности в кольцевом регистре сдвига 1. Поэтому во втором такте на первый счетчик поступит результат сравнения второго текущего символа со вторым заданным, который сложится с результатом сравнения первого текущего символа с первым заданным, полученным в первом такте. В третьем такте на первый счетчик добавится результат сравнения третьего текущего символа с третьим заданным и т.д. Таки.м образОдМ, за п тактов (п-длина заданной кодовой последовательности) на перво.м счетчике накопится результат, представляющий собой значение корреляционной функции для определенного момента времени. Поскольку появление начала искомой последовательности может происходить в любой фазе по отнощению к расположению заданной последовательности в кольцевом регистре сдвига 1 эталона, то результаты сравнения этих комбинаций могут накапливаться в любом из п счетчиков 4. При этом каждый из счетчиков 4 должен начинать накопление с .момента появления на входе соответствующего ему элемента 3 равнозначности первого кодового символа заданной кодовой последо