Устройство для определения локальных экстремумов Советский патент 1979 года по МПК G06F7/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. . и предназначено для поиска экстремумов функций, представленных в вид дискретных выборок.

Известны устройства для поиска экстремальных значений функций, представленных рядом дискретных ординат, содержащее блок управления,бло буферных регистров, подключенный к блоку анализа, регистр экстремума и регистр номера канала 1.

Недост-аток известных устройств возможность осуществления поиска только одного локального экстремума (наибольшего или наименьшего значения).рни не могут выделить всех локальных максимумов функций.

Наиболее близким к предлагаемому устро.йству является устройство ля определения локальных экстремуов, содержащее блок буферных регй-- ров, выходы которого соединены с формационными входами блока аналии коммутатора, блок управления, к выборки, шифратор, регистр лоных максимумов, р.егистр номерйГ ла, регистр порога 2.

Недостаток этого устройства - низ кое быстродействие устройства, так как оно не позволяет исключить из последующей обработки экстремумы, величина которых не превыпает заданного значения, что перегружает канал связи с системой, производящей вторичную обработку информации, выдаваемой устройством.

0

Цель предлагаемого изобретения - , повышение быстродействия.

Для этого в устройстве первый, второй и третий выходы блока управления соединены с первым, вторым и

5 третьим управлявэщими входами блока анализа, выходы которого подключены к информационным входам блока-выборки, первый и второй управляющие входы которого соединены с четвертым и

0 пятым входами блока управления, вход которого соединен с управляющим выходом блока выборки, информацисжные выходы которого подключены ко входам шифратора и к управляющим вхо5дам коммутатора, выходы которого соединены со входом регистра локального максимума, а выходы шифратора подключены ко входам регистра номера канала, выход регистра- порога соединен со входом установки порога блока анализа. Кроме того, в устройстве блок анализа содержит п каналов, каждый из которых состоит из двух схем сравнения, триггера и элемента И, причем информационные входы первой схемы сравнения каждого i-го канала, где i I, ... п соединены со входом установки порога и с i-ым информационным входом блока анализа, управляющий вход первой схемы сравнения i-го канала подключен к первому управляющемуВХОДУ блока анализа, а выход - к управляющему входу второй схемы сравнения того же канала,- первый информационный вход которой соединен с (i + 1)-ым информационным вхо дом, ее второй информационный вход по ключен к i-му информационному входу, а выход - ко вх.оду установки в единич ное состояние триггера, вход установни в нулевое состояние которого соеди . нен со вторым управляющим входом блока анализа, а прямой выход - с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выхо ду триггера -(i - I)-го. канала, а третий вход элемента И соединен с третьим управляющим входом блока ана лиза, выходы элементов И всех канало подкдгочены к выходам блока анализа. А так же в устройстве блок выборки содержит п каналов, каждый из которых состоит из элементов И, элемента задержки, триггера, причем информационные входы блока выборки соединены со входами установки в единич ное состояние триггеров всех каналов прямой и инверсный выходы триггера ка дого 1-го канала соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, первый вход установки в нулевое состояние т ригге ра каждого i-ro канала подключен чееез элемент задержки к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен со вторым входом второго эл - мента И и подключен к выходу второ. го элемента И (i - I)-го канала, выходы первьох элементов И всех каналов соединены с информационными выходами блока выборки, вторые входы УСТИНОВки в нулевое состояние триггеров все .каналов подключены к первому управля ющему- входу блока выборки, а вторые входц элементов и первого канала сое динены со вт.орым управляющим входом блока выборки, выход второго элемента И канала подключен к управля ющему .выходу.блока выборки.. Блок-схема предлагаемого устройст ва предстаблена на чертеже. Предлагаемое устройство для определения локальных .экстремумов содержит блок 1 управления, блок 2 буферных регистров , блок 3 анализа, блок 4 выборки,блок 5 коммутации,шифратор 6, регистр 7 локальных максимумов, регистр 8 номера канала,регистры 9 блока 2 буферных регистров, регистр 10порога. Блок 3 анализа содержит схемы 11 и 12 сравнения, триггеры 13, элементы И 14. Блок 4 выборки содержит триггеры 15, элементы 16 -задержки, элементы И 17, 18. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сигнал запуска поступает на. блок 1 управления, который формирует импульс сброса всех элементов памяти. После чего в регистры 9 блока 2 буферных регистров записываются двоичные коды ординат анализируемой функЦИИ, а в регистр 10 порога - двоичный код порога:анализа. Потенциальные двоичные коды ординат с выходов регистров 9 поступают на входы соответствующих схем 11 и 12 сравнения блока 3 анализа и на информационные входы блока 5 коммутации, а код порога - на входы схем 11 сравнения блока .3 анализа. Импульс с выхода блока 1 управления опрашивает схемы 11сравнения, импульс на выходе которых появится при условии: где N- код i-Ой ординаты анализируемой функции; N -код порога. Таким образом, в дальнейшем анализе на экстремум будут учитыватьтолько выборки, превысившие заданный порог анализа. Импульсы е выхода схем сравнения поступают на управляющие входы схем 12сравнения,- опрашивая тем самым результат сравнения ординат в соседних каналах. Сигнал на выходе i-ой схем 12 сравнения появляется при условии N 7 Nи устанавливают соответствующий триггер 13 в единичное состояние. Если в. результате предаествующего анализа . триггер 13 остается в исходном нулевом со.стоянии, то Ni - Nj+ . Следующий импульс.с выхода блока 1 управления опрашивает состояния триггеров 13, поступая на входы элементов И 14 . . Выходной сигнал появится на выходах только тех элементов И 14, для которых выполняется соотношение N, т .е. ордината функций является локальным максимумом. В соответствии с этим условием устанавливаются в единичное состояние триггеры 15 блока 4 выборки, пс ле чего блок 1 управления начинает формировать серию импульсов для ос ществления последовательного вывода экстремальных ординат анализир мсй функции на выход устройств а. Эти импульсы , поступая на гвх элементов И 17 и 18 nepiBoro раз{ блока 4 выборки, опрашивают состояШГ триггера 15. Если он находится в еди н ичном состоянии,то выходной сигнал появится на выходе элемента И 17, че рез элемент 16 задержки сбросит триг гер 15 в нулевое состояние и поступи на входы коммутатора 5 и шифратора 6 При этом в регистр 8 номера канала запишется двоичный код номера канала, а в регистр 7 локального максимума через, блок 5 ксммутации - код экстремальной ординаты. Если триггер 15 данного разряда блока 4 выборки находится в нулевом состоянии, то входной пройдет на выход эле мента И 18 и опросит состояние триггера 15 следующего разряда блока 4 выборки. Таким образом, импульсы на выходе блока 4 выборки появляются тол ко в разрядах, соответствующих каналам с максимальнымиординатами анали .зйруемой функции. При этом на вход устройства будут выведены только те ординаты и номера каналов, для которых выполняется условие максимума. Считывание выходной информации йз регистров 7 и В происходит в интерва ле между импульсами опроса блока 4 выборки. Как только все триггеры блока 4 выборки окажутся в нулевом состоянии импульс с выхода элемента И 18 послед него разряда блока 4 выборки поступи на вход блока 1 управления и ус;тановит его в исходное состояние. С приходом следующего импульса запуска ци работа устройства повторяется. Таким образом, предлагаемое устрой ство осущестзвляет поиск всех максиму мов анализируемой функции, представленной рядом дискретных ординат, посл довательный вывод значений ординат и номеров каналов, в которых они обнаружены, а также позволяет регулироват поток выходной информации, формируя выходные значения только тех экстремальных ординат, которые превышают значение заданного порога анализа. Формула изобретения 1. Устройство для определения локальных экстремумов, содержащее блок буферных регистров, выходы которого соединеныС информационными входами блока анализа и коммутатора;, блок управления, блок выборки, шифратор, регистр локальных максимумов, регистр номераканала, регистр порога, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем первый,второй и третий выходы блока управления соединены с первым, вторым и третьим управляющими входами блока анализа, выходы которого подключены к информационным входам блока выборки, первый и второй управляю щие входы которого соединены с четвертым и пятым выходами блока управления, вход которого соединен с упр авляющим выходом блока выборки, информационные выходы которого подключены ко входам шифратора и к управляющим входам коммутатора, выходы которого соединены со входом регистра локального максимума, а выходы шифратора подключены ко входам регистра нсмера канала, выход регистра порога соединен со входом установки порога блока анализа. 2 .Устройство по п. 1, отли чающе ее я тем, что в устройстве блок анализа содержит п каналов, каждый из которых состоит из двух схем сравнения, триггера иэлемен-. тов И, причем информационные входы первой схемы сравнения каждого i-ro канала, где i I, ... п соединен со входом установки порога и с информационным входом блока анализа, управляющий вход первой схемы сравнения i-ro канала подключен к первому управляющему входу блока анализа, а выход - к управляющему входу второй схемы сравнения того же канала, первый информационный вход которой соединен с (i + 1)-ым информацион- ным входом, ее второй информационный вход подключен к i-му инфор 1ационному входу, а выход - ко входу установки в единичное состояние триггера, вход установки в нулевое состояние которого соединен со вторым управляющим входом блока анализа, а прямой выход -f с первым входов элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу триггера (i - 1)-го канала, а третий вход элемента И соединен с третьим управляющим входом блока анализа, выходы элементов И всех каналов подключены к выходам блока.анализа. 3. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что в устройстве блок выборки содержит п каналов, каждый из которых состоит из элементов И, элементами задержки, триг-, гера, причем информационные входы блока выборки соединены со входами установки в единичное состояние триггеров всех каналов, прямой и инверсный выходы триггера каждого i-го каналап соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, первый вход установки в нулевое состояние триггера каждого 1-го канала подключен через элемент задержки к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен со вторым входом второго элемента И и подключен к выходу второго элемента И (1 - 1)-го канала, выходы первых элементов И всех каналов соединены с информационными выкодами блока выборки, вторые входы установки в нулевое состояние триггеров всех каналов подключены к. первому управляющему входу блока выборки, а вторые входы элементов И первого канала соединены со вторым управляющим входом блока выборки, выход второго элемента И п-го канала подключен к управляющему выходу блока выборки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР

№ 344440, кл. G 06 F 7/02, 11.12 . 69 ,

№ 534862, кл. G 06 F 7/Ю6, 12.05,75,