Устройство для упорядоченной выборки значений параметра Советский патент 1980 года по МПК G06F7/02 

Изобретение, относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля параметров технических объектов в ЭВМ и устройствах дискретной автоматики при решении задач квазиоптимального регулирования. Известно устройство для поиска экстремальных значений параметров, содержащее коммутатор опроса разрядов, состоящий из двоичного счетчика и дешиф- ратора, управляемый генератор, триггер запуска, разрядные элементы И, разряд, ные элементы ИЛИ, регистры записи значений контролируемых параметров,, разрядные блоки логики, двухвк:одовые элементы И, входы которых подключены к выходам коммутатора и разрядных блоков логики, блоки регистрации экстремального значения параметра и его адреса, позволяющее за цикл работы комму татора определить параметр имеющий экстремальное значение и его адрес 1. К недостаткам известного устройства относится ограниченность функциональ- ных возможностей, затшючающаяся в отсутствии учета результатов анализа информации 6 П(а|рЙмвтра 1 йначения которых не являются экстремальными, значительных аппаратурных затратах в низ ком быстродействии, обусловленном необходимостью поразрядного тактирования этапов сравненвя значений параметров, а также в отсутствии возможности определить величину значения искомого, отличающегося от акстремального параметра. Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство для упорядоченной выборки значений параметра, содержащее Ц узлов анализа информационные входы каждого из которых соединены с входными шинами устройства, а вы&оды i-4ix разрядов УЗЛОВ анализа, где i-1, 2, . . ., щ Подключены ко входам i -го элемента ИЛИ группы, выход каждого элемента ИЛИ группы соединены с первым входом i -го элемента И группы и че- рез t элемент НЕ группы - со входом управления i-Го разряди Шксдого из узлов анализа, выходы элементов И группыподключены ко входам элемента ИЛИ и ко входам соответствующих разрядов первого регистра, элемент И, триггеры, генератор тактовых сигналов, дифференцирующие цепи, элементы задерж ки, переключате ль. Кроме того, это устройство содержит триггеры регистров регистрации значений параметров, двухвхо довыё разрядные элементы ИЛИ. Это устройство обеспечивает поиск параметра, его адрес и значение8 порядковый номер (приоритет) которого по степени убывания (возрастания) задается ключателем, причем значения параметров в регистры записываются параллельно, а также в процессе анализа - значения параметров со старшими приоритетами из памяти устройства стираются 2. Недостатком устройства является его низкое быстродействие. Цель изобретения - повышение быстро действия устройств. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве выходные шины управле ния узлов анализа соединены со входами элемента И, выход которого через первую дифференцирующую цепь .подключен ко входу установки в единичное состояни триггера, тфямой выход которого соединен со входом генератора тактовых сигналов, выход которого подключен ко вхо- ду второго регистра, выходы которого соединёны с входными шинами переключателя, выходная шина которого подключе на ко входу установки в нулевое состоя- ние триггера, ко вторым входам элементов И группы и через вторую дифференцирующую цепь и первый эиемедт задерж ки - к управляющим входам второго регистра, выход генератора тактовых им- .пульсов через второй элемент задержки соединен с третьими входами элементов И группы, выход элемента ИЛИ. под15люче к установочным входам всех узлов анализа, выход второго элемента задержки соединен со вторыми установочными входами всех узлов анализа и тем, что в устройстве каждый из уаяов анализа содержит Vti -разрядный регистр, группы элементов И и ИЛИ, триггеры, элементы И, ИЛИ и НЕ, причем информацисшные входы узла анализа соединены с .первьши входами элементов И первой группы, а выход элемента И первой группы подключен к i -му входу первого элемен 7 74 та ИЛИ и ко входу -f -го разряда регистра, где - -1, 2, . . . выход 1-го разряда регистра, где ;j-2, 3, . . .ГИ, соединен с -ым, входом второго элемента ИЛИ и первым входом j-ro элемента И второй группы, второй вход которого подключен к выходу (J-1)-го элемента ИЛИ группы, выход j -го элемента И второй группы соединен с первым входом j -го элемента И третьей группы и с . первым входом j-ro элемента ИЛИ группы, выход ( j-l)-ro элемента ИЛИ группы подключен к первому входу j -го элемента И четвертой группы, второй вход которого соединен с входом управления j-го разряда, выход j-гоэлемента И четвертой группы подключен ко второму входу J-го элемента ИЛИ группы, выхбд первого разряда регистра соединён с первым входом второго элемента ИЛИ, с первым входом первого элемента И третьей группы и с первым входом первого элемента ИЛИ группы, второй вход °( йодкшрчен ко входу управления первого разряда, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом установки в нулевое состояние первого триггера, выход которого подключен ко в1торым входам элементов И первой группы, выход hi-го элемента ИЛИ группы соединен с первым входом элемента И и с первым входом третьего алейента ИЛИ, второй вход которо1ч) подключен к первому установочномувходу уйла анализа, а выход - ко входу установки в единичное состояние первого триггера и ко входу установки в нулевое состояние регистра, первый установочный вход узла анализа соединен со входом установки в единичное состояние второго триггера и через элемент НЕ со вторым входом элемента И, выход которого подключен ко входу установки в нулевое состояние второго триггера, третий вход элемента И соединен со вторым установочным входом узла анализа, пря- мой вы;сод второго триггера подключен ко вторым вховдм элементов И второй и третьей групп и к третьему входу . элементов И четвертой группы, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходной шиной управлений узла анализа. На чертеже приведена блок-схема устройства.. . Устройство содержит узлы анализа 1 , каждый из которых 2тоит из элементов 2, 2. . . 2 И, группы элементов , 3, . .. . Зщ-ч- И, группы элемент ОБ 4, 4,. . ,

элемента 5 ИЛИ, элемента 6 НЕ, та 7 И, триггера 8, элемента 9 И, элемента 10 ИЛИ, триггера 11, группы эле ментов 12, 122. элемента 13 ИЛИ, регистра 14, группы элементов 15, 152, Т. . 15уу1И. Кроме того, устройство содержит груйпу элементов 16, IBg, . . . 16}Т1-ИЛИ, группу элементов 17 , 17, ... 17уу,тИ группу элементов 18, 185, ... , триггер 19, генератор 2О тактовых сигнадов, элемент 21 И, дифференцируюодие цепи 22 и 23, элементы 24 и 25 задержки, регистр 26,.переключатель 27, элемент 28 ИЛИ,регистр 29.

....

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 14, триггер 19 находятся в нулевом состоянии, триггеры 11 и 8 - в единичном, а в первом разряде регистра 26 записана единица. Цепи установки устройства в исходное состояние на чертеже не показаны. Исходная информация поступает периоди. чески в параллельном двоичном Ш-разрядном коде через входные йлеммы устройств а на группу элементов 15 И всех h регистров 14. узлов анализа, при этом первое сообщение будет через группу эле ментов 15 И регистра первого узла Анализа Ijj записано в первые разряды регистра, так как группа элементов 15 И 1-го регистра высоким потенциалом с его триггера 11 открыты, востальные (П-1) регистров информации неможет быть записана, т, е. по третьему входу элементы 15 И закрыты. Сигналом с вы ходов группы элементов 15 И через Цемент 10 ИЛИ, триггер 11 будет переведен в нулевое состояние, группа элементов 15 И закрывается. Сигналом с прямых выходов регистра 14 через элементы 2 Игруппы иэлемент 1з ИЛИотк{и,1ваются элементы 15. И группы второго узла анализа. Второе сообщение записы- . .вается- только во второй регистр и т. д. .до (П-1)-го узла анализа. При поступлении VI-го сообщения в узле анализа ;/, и его обслуживающих элементах произойдут выше описанные процессы, при этом информация в устройство будет записана 11 раз. С последним Иным Сообщением элемент 21 И открывается и импульс с его выхода через дифференцирующу$о цёшь 22 поступает на единичный вход триггера 19, последний переходит в единимое состояние, а через управляющий вход за пускается генератором 20 тактовых сигналов.

Устройство содержит 6 пятиразрядных уёпов анализа. В момент 4 прибы5 вает 6. сообщение (текущее значение), в регистрах 14. . . 14 фиксируются значейия параметра йгачения содержат как составляющие истинной величины параметра в моменты их поступления

0 так и случайные составляющие помехи.

Таким образом, информационные потоки содержат суммарные величины и могут принимать значения от ООООО до 11111. Задача устройства состоит в опт

5 ределении упорядоченного, начиная с мак симального и до минимального , в завк-- : симости от степени упорядочения, знача- ния параметра с максимально возможными быстродействием, точностью и надежностью.

Момент включения устройства в работу определяется моментом записи те- кущего значения в П-ый регистр, т. е. „ . . : 1 .. ПОСЛ8 записи информации в .разряды регистров 14, 14J ,,... 14, 14;, этом на выходах элементов 4 и 16 ИЛИ и 18 НЕ устанавливаются потенциалы в зависимости от величины текущих значений параметра, зафиксированных в соответствующих разрядах регистров 14. Так при вышеприведенных.значенийх параметра на выходе элемента 16 ИЛИ, например пятого разряда будет единичный сигнал (экстремальное значение параметра в 5-ом разряди), который посредством элемента 18 НЕ инвертируется и поступает на вторые входы элементов 4 ИЛИ пятого разряда. Сигналы с вь1ходов элементов 4 ИЛИ 5-го разряда соответственно поступают на вход элементов 2 И четвертого разряда, вторые.входы которых соедине-ны с единичными выходами ре- . гистра 14 С выходов элементов 2Д. И и 2 И снимутся нулевые потенциал, t с осталы1ых единичные т. е. третий и пятых регистры из дальнейшего анализа исключаются. Элемент 16 ИЛИ позволит определить экстремальное значение параметра в 4-ом разряде. Третий, пятый и первый узлы сравнения из последующего рассмотрения исключены. Этими сигналами опрашивается СОСТОЕНИЭ регистров, поскольку третий разряд регистра находится в нулевом состоянии, то на выходе элемента 16 ИЛИ нулевой потенциал, а на выходе элемента 18 НЕ единичный сигнал, тогда на выходах элементов 4 ИЛИ третьего разряда сигыапамн сохраншотся в@взмёнными. При выбранной степени упорядочения равной 1, переключателем 27 соёдняяет- ся едшшчный выход разряда регнстг ра 26, пра этом первым (шпульсом с ге нератора 20 тактовый сигналов, еднннца с первого разряда | гвстра 26 перё;водйт cfi ЕЮ второй, с выхода переключателя 27 импульс задержанный на время переходного йроаесса поступит на нулевой вкод триггера 19, генератор 2О тактовы сисгналов остановится, будучи продифферен ци|)о611Нйам, импульс по входу установки регистра 26 в исходное состояние переведет регистр 26 в нупёвоэ собтояниё, а с6 сдвигом на время определяемое элементом 24 задержки будет записан а единица в первый разряд регистра 26, Первый импульс генератора 2 О тактовых сигналов задержанный элементом 25 за- ftepSoK поступит совместно с импульсом с выхода переключателя 27 на аяе- менты 17 И, в регистр 29 запишется экстремальное, т. е. 1-юе, начиная с максимального из И записанных значений, значение параметра. Через элемент 9 И узла анализа, в котором было ранее ёгайисйЯОэксгремаЛбйоё значение, так как на выходе его элемента 4 ИЛИ миад шего разряда был единичный потенциал, триггер 8 Данного узла анализа был бы переведен в нулевое состояние, но с выкОда элемента 28 ИЛИ импульс удержит триггер 18 в единичном состоянии, а через элемент 5 И регистр .будет приведён в нулевое состояние, т. е. подготовлен к приему новой информации, эТНм же импульсом с элемента 28 ИЛИ триггер 11 переводится в единишое состоя-ниё,-что подготовит элементы 15 И aaJH ного узла анализа к npnelviy новой информации. С поступлением новой информаI ции о значении параметра, она будет записана в освободившийся регистр и цикл повторится.. При выбранной степени упорядочения отличной от I, т. е. 2-ой, 3-ей, 4-ой н т. д., например, К., переключателем 14 соединяется единичный Выход 3-го, 4-го и т. д. в нашем примере ()-гр разряда регистра 26, при эТОм каждым импульсом генератора 20 тактовых сиг- liiettfoB с порйдковым номером меньше. К-го единица в регистре 26 сдвигается на один разряд (триггер), значение па-г раметра в регистр 8 не записывается, а посредством элементов 9 И триггеры 8 узлов анализа значений 1-го, 2-Го, ... (K-l)-ro, начиная с экстремального, переводятся в нулевое состояние, при . этом ЫДсокие потенциалы со вторых вх.одов элементов 12 И и 7 И данных ре- гистрОв снимаются/ на выходах элементов 12 И всех разрядов и элементов 4 ИЛИ младшего разряда этих регистров будут нулевые потенциалы и регистры значений t 1-го, 2-го, . . . (К-1 )-го, начиная с экстремального, из анализа на последующем такте Генератора исключаются. К-ым импульсом с генератора 2 О через элетм1ент 25 задержки, регистр 26, переключатель 27 и эпе1мент 17 И К-ое, начиная с экстремального, значение параметра из И значений, записанных в регистры записи текущих значений, будет определено и записано в регистр 8, а с его записью через цемент 28 ИЛИ разряды регистра 14, ранее содерясавшего К-ое значение, будут приведены в нулевое состояние, запись в остальных регистра сохраняется. Триггеры 8 значений, 1, 2, ... (К-1)«гч значений и триггер 11 . регистра, рааее содержавшего К-ое значение, будут устайОвПены в единичное состояние. Цикл анализа после записи очередйого значения параметра может быть повторен. Выходы элементов 17 И могут ис- псЙ1 оВатЬСй В качестве выходов устройства. Для синхронизации работы регистра 29 нулевые входы его триггеров следует через дифференцирующие це- йочки соединить с вызолом элемента 21 И. Таким образом, предложенное устройство расширяет функциональные возможности прототипа, т. е. обеспечивает возмЬЯсйость определения упорядоченного значения ИР последовательных сообщений значений параме Тра, лричем степень упорядочения выбирается переключателем. Формула изобретения 1. Устройство для упорядоченной выборки значений параметра, сдцержащее 11 узлов анализа, информационные входы Р.ЖДОГО из которйх соединены с входными шинами устройства, а выходы Лгых разрядов узлов анализа, где 1-1, 2, , . , tn подключены ко входам i-rb элемента ИЛИ группы, выход каждого л -го элемента ИЛИ группы соединен с первым -входом i-rp элемента И группЫ и через i-ый элемент НЕ группы 9736527

со входом упр1авления i-го раз1: яда каждого из узлов анализа, выходы элементов .И группы подключены ко Входам эле- входом , элемента ИЛИ группы, вымента ИЛИ и ко входам соответствующихход (j-lF-i p элемента ИЛИ группы под- разрядов первого регистра, элемент И, триггеры, генератор тактовых сигналов, дифференцирующие цепи, элементы задер ки, переключатель, отличающе еся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем выходные шины управдения узлов анализа соединены со входами элемента И, выход которого че рез первую дифференцирующую цепь подключен ко входу установки в единичное состояние триггера, прямой выход кото- ро.го со входом генератора тактовых сигналов, выход которого подключен ко Входу второго регистра, выходы кото рого соединены с входными шинами пере ключателя, выходная шина которого под- ключей1а ко входу установки в нулевое состояние триггера, ко вторым вкодам элементов И группы и через вторую дифференцирующую цепь и первый элемент задержки - к управляющим входам второго регистра, выход генератора тактовых импульсов через второй элемент задержки соединен с третьими входами элементов И группы i выход элемента ИЛИ подключен к установочным входам всех узлов анализа, выход второго элемента задержки соединен со вторьп и установочными входами всех узлов анализа. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем каждый из узлов анализа содержит vn -раэрядный регистр, группы элементов И. и ИЛИ,: триггеры, элементы И, ИЛИ и НЕ, причем информационные входы узла анализа соединены с первыми входамр элементов И первой группы, а выход i -го элемента И первой группы подключен к Ч -му входу первого элемента ИЛИ и ко входу i -го разряда регистра, где 1-1, 2, . . . m ,- выход j -го разряда .регистра j-2, 3, . . . m соедизаен с -ым входом второго элемента ИЛИ и первым входом j го элемента И второй группы, Второй вход которого подклю ченк выходу (j-l)-ro элемента ИЛИ группы, выход j -го элемента И второй

группы соединен с первым входом -го алемента И третьей группы и с первым ключен к первому входу j -го элемента И четвертой группы, вторНй вход koro- . рого соединен с входом управления 1-го разряда, выход -го элемента И четвертой группы подключен ко второму входу j-ro элемента ИЛИ группы, выход первого разряда регистра соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, с первым входом первого элеме11та И третьей группы и с первым входом пер- . воГо элемента ИЛИ группы, второй вход которого подключен ко входу управления первого разряда, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом установки в нулевое состояние первого триггера, вы- ход Которого подключен ко вторым входам элементов И первой группы, выход fH-ro элемента ИЛИ группы соединен с. первым входом элемента И и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому установочному входу узла анализа, а выход - ко входу установки в единичное состояние первого триггера и ко входу установки в нулевое состояние регистра, первый установочный вход узла ан1ализа соединен со входом установки в единичное состояние второго триггера и через элемент НЕ - со вторым входом элемента И, выход которого подключен ко входу установки в нулевое состояние второго триггера, третий вход элемента И соединен со вторым установочным входом узла анализа, пps{Moй выход второго триггера погдключен ко вторым входам элементов И второй и третьей групп и к третьему входу элементов И ч|етвертой группы, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходной шиной управления узла анализа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 534762, кл. Q 06 F 7/02, iS.03.75. 2.Авторское свидетельство СССР 525083, кл. (ч.Об F 7/06 16.04.75 (прототип).