Генератор функций уолша Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 G06F17/14 

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре сжатия информации при передаче данных, для спектрального анализа случайных процессов и т.д.

Известен генератор функций Уолша, содержащий счетчики, сумматоры по модулю два, элементы И 1 .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор функций Уолша, содержащий регистры номера функции и аргумента, сдвиговый регистр, триггер, элементы И 2.

Недостатком известных генераторов является невозможность генерирования шггегральнь1х функций Уолша.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора, состояшее в возможности генерирования интегральных функций Уошпа.

Поставленная цель достигается тем, что генератор функций Уолша, содержащий кольцевой регистр сдвига номера функции, кольцевой регистр сдвига аргумента, регистр сдвига, триггер, элементы И, содержит блок формирования пачек импульсов, блок преобразования прямого кода в дополнительный и дополнительный триггер, причем вход блока формирования пачек импульсов является тактовым входом .генератора функций Уолша, первый, второй и третий выходы блока формрфования пачек импульсов подключены соответственно к тактовым входам регистров сдвига номера функции, аргумента и первому входу первого элемента

10 И, выход которого подключен к тактовому входу регистра сдвига, выход регистра- сдвига аргумента подключен к первым входам второго и третьего элементов И, выход регистра сдйига номера функции - ко второму входу третьего

15 элемента И и единичному входу дополнительного триггера, нулевой выход которого подключен ко вторым входам первого и второго элементов И, а единичный - к третьему входу третьего элемента И, выход которого подключен

20 к счетному входу триггера, выход которого является выходом знакового разряда генератора функций Уолша, выход второго элемента И подключен ко входу регистоа сдвига, выход первого разряда которого подключен к управляющему, а выходы всех других разрядов - к информационным входам блока преобразования , прямого, кода в дополнительньш, выходы которого являются выходами генератора функций Уолша. На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора функции Уолша; на фиг. 2 первые восемь функций Уолша и соответствующие им интегральные функции. Генератор содержит регистры сдвига номера функции 1 и аргумента 2, регистр 3 сдвига, блок 4 преобразования прямого кода в дополнительный, триггеры 5 и.6, элементы И 7-9, блок 10 формирования пачек импульсов, тактовый вход 11. Генерируемые интегральные функции М / С) определяются следующим образом: KXK)2. (x)dLx, A (х о)0 G) о d.лгде ({.«О-/. ХИ- номер функции в коде Грея; IN - число разрядов в представлении номера; KeCyi... W - порядок. Порядок К может быть определен из представления функции Уолша 4. Ск через функции Радемахеоа. )-R.(x)-R.(K)...)- R(M, (г причем , j . k , Интегрируя (2) по частям получаемх ) ).2.Чя (K) (х)./м (X,) Д где pCK)R.(X)-R.(x)....Rg(x). Таким образом, сомножитель VW-(K) определяА ,. f f. пЛ Рл /-. - J1J ет знак, а 2. - модуль вычисляемой функции Mj (;) Значения аргумента X и номера d, функции Mj(%) задаются в устройстве в виде -. двоичных кодов d- 1Ц причем L dL-cL d-j. N определяют разрядность регистров 2 и 1. Очевидно, должно выполняться L N поскольку это условие дает возможность вычислять значения йсех функций ) не только в верши нах треугольников фиг. 2, но и в промежуточных точках. Если р - старший из разрядов представленных единицей в коде i , то )э и для получения кода/ дост точно положить ft-fi S о, т.е. . |..р. Р л (Ч.) осуществляет Вычисление значения щ/ся по формуле, Wp,(x)(X,A|,)©...e ®(„Ар), модуля интеградгьной функции - по формулам ). -0 - .Ч|,еслих -о oH.U)l r--.X .ёслиХ К+1 Ь Генератор функций Уолша работает следующим бразом. Значения функций вырабатываются последоательно для каждого значения оС , начиная 0. Каждое значение Л1(к) вычислятся за i, +1 тактов работы генератора. После кончания вычисления одного значения функции а регистре 1 сохраняется код номера этой ункции, а на регистре 2 - код аргумента. Знак ычисленной функции снимается с выхода 12 риггера 5, причем нулевому состоянию тригера соответствует знак +, а единичному остоянию - знак -. Модуль вычисленного начения функции снимается с параллельных ыходов 13 преобразователя 4. После этого одержимое регистра I номера функции увелиивается на единицу и повторяется процедура ычисления значения функции Мд(х)для ледующего номера и т.д. В исходном состоянии на регистре 1 установлен код номера функции, на регистре 2 установлен код аргумента, а на всех остальных регистрах и триггерах нулевой код. Тактовые импульсьг начинают поступать на вход 11 блока 10, который обеспечивает подачу на регистр 3 через элемент И 9 всех L -ь 1 импульсов, на регистр 2 - первых L импульсов, а на регистр 1. - только импульсов с ( Ь - /V +1)-го по L -ый. Первые L N импульсов поступают на. сдвиговый вход регистра 2 и через открытый сигналом с нулевого выхода триггера 6 элемент И 9 .на сдвиговый вход регистра 3. Каждый из этих импульсов вызывает циклический сдвиг содержимого регистра 2 вправо, сдвиг,содержимого регистра 3 вправо и передачу содержимого младшего разряда регистра 2 в старший разряд регистра 3 через открытый сигналом с нулевого выхода триггера 6 элемент И 8. Таким образом, через L V тактов работы на регистре 3 оказываются L- N младших разрядов аргумента Ц Начиная с (,)-го такта, следующие юлпульсов поступают также на сдвиговый вход регистра 1, вызывая циклический сдвиг его содержимого влево. При этол в соответствии с (5) на выходе элемента И 7 формируются конъюнкции соответствующих разрядов кодов X н f . Эти значения .суммируются по модулю 2 на триггере 5 со счетным входом. Триггер 6 используется для выявления перво единицы в коде JL со стороны старших разрядов. Изменение состояния триггера 6 закрывает элементы И 8 и 9, что приводит к разрыву цепи передачи между регистром 2 и регистром 3 и цепи подачи сдвиговых импульсов на регистр 3. К этому моменту на регистре 3 находится код 1 старший разряд Vj которого используется для управления преобразователем 4. На выходе преобразователя 4, в соответствии с (66), формируется значение )U В случае триггер 6 не изменяет своего исходного состояния О, и последний импульс, который подается только на элемент И 9, вызывает еще один сдвиг содержимого регистра 3, так что в его информационных разрядах 1 -f Ь оказывается код аргумента X, а в нулевом разряде - О.. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает более широкими функциональными возможностями, так как оно вычисляет не только значение функции Уолша, но и значение треугольной функции. Такое расширение функциональных возможностей обеспечивается незначительным усложнением схемы. При этом с увеличением длины обрабат ваемых кодов аргумента и номера функции увеличивается длина только регистров 1,2 и 3, а число остальных элементов схемы не меняется. В схеме прототипа при увеличении длины обрабатываемых кодов увеличивается не только длина трех регистров, но и число элементов И. Формула изобретения Генератор функций Уолша, содержащий коль цевой регистр сдвига номера функции, кольцевой регистр сдвига аргумента, регистр сдвига, триггер, элементы И, отличающийс я тем, 4to, с целью расширения функциональных возможностей генератора функций Уолша, состоящего в возможности генерирования интегральных фугкций Уолша, он содержит блок формирования пачек импульсов, блок преобразования прямого кода в дополнителышш и дополнительный триггер, причем вход блока формирования пачек импульсов является тактовьГм входом генератора функций Уолша, первый, второй .и третий выходы блока формирования пачек импульсов подключены соответствен но к тактовым входам регистров сдвига номера функции, аргумента и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к тактовому входу регистра сдвига, выход регистра сдвига аргумента подключен к первым входам второго и третьего элементов И, выход регистра сдвига номера функции - ко второму входу третьего элемента И и единичному входу дополнительного триггера, нулевой выход кото-, рого подключен ко вторым входам первого, и второго элементов И, а единичный - к третьему входу третьего элемента И, выход которого подключен к счетному входу триггера, выход которого является выходом знакового разряда генератора функций Уолша, выход второго элемента И подключен ко входу регистра сдвига, выход первого разряда которого подключен к управляющему, а выходы всех других разрядов - к информационным входам блока преобразования прямого кода в дополнительный, выходы которого являются выходами генератора функций Уолша. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 456268, кл. G 06 F 1/02, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 495658, кл. G 06 F 1/02, 1974 (прототип).