Многоканальное устройство для упорядоченной выборки значений параметра Советский патент 1982 года по МПК G06F7/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в устройствах дискретной автоматики, вычислительной и измерительной техники, в частности в системах контроля параметров технических объектов.

Известно устройство для поиска экстремальных значений, содержащее , несколько каналов анализа, включающих регистры записи текущих значений параметра, группы первых и вторых элементов И, группу элементов ИЛИ, блок управления, включающий группы, элементов И, НЕ .ЪК, узлы запуска, фиксации экстремальн.)гэ значения параметра и адреса Ьараметра, имеющего экстремальное значение ГИ

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей, заключающаяся в невозможности-определения значения параметра с заданной степенью упорядочения.

По основному авт.св. № 739527 известно устройство, содержагдее ряд канал анализа и блок управления.

Каждый канал андлиза включает группу первых элементов И, триггеры

регистра записи текущих значений параметра, первый и второй элементы ИЛИ, группы вторых и третьих элементов И, группу третьих элементов ИЛИ, четвертый и пятый элементы И, первый и второй триггеры. Блок управления включает элемент И,первую и вторую дифференцирующие цепочки, триггер, генератор тактовых импульсов, первый

10 и второй элементы задержки, регистр сдвига, переключатель, группы элементов И и НЕ, регистр фиксации искомых значений параметра, группу первых элементов ИЛИ и второй элемент

15 ИЛИ 2.

Недостатками такОго устройства являются низкое быстродействие выборки упорядоченных значений параметра и

20 недостаточная достоверность результатов анализа, обусловленная отсутствием учета стедени старения входной информации, так как устройство сзбеспечивает выборку упорядоченных значе25ний параметра, а после его определения исключает из анализа, что влечет сохранение в памяти устройства устаревших по времени поступления значений параметра, а это снижает досто30верность результатов анализа.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и достоверности информации на его выходе.

Поставленная цель достигается тем что в устройство введены второй регистр сдвига и группа формирователей импульса, причем вход второго регистра сдвига соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выходы через группу формирователей импульса - с четвертыми входами соответствующих каналов. На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит п каналов 1 анализа и блок 2 управления. В каждом канале 1 анализа первые входы группы первых элементов И 3 являются первыми входами канала анализа, они поразрядно соединены и образуют входы устройства. Выходы группы первых элементов И 3 поразрядно соединены с едини1ными входами триггеров 4 регистра записи текущих значений параметра и со входами первого элемента ИЛИ 5. Единичные выходы триггеров 4 соединены со входами второго элемента ИЛИ 6, со входами группы вторых элементов И 7, в старшем разряде непосредственно, а в младших разрядах - через группу третьих элементов И 8, и с первыми входами группы третьих элементов ИЛИ 9 в старшем разряде непосредственно, в младших,разрядах через группу третьи элемеЕ1тов И 8, а в первом разряде и через четвертый элемент И 10, Вторые входы элементов ИЛИ 9 соединены со вторыми входами канала 1 анализа, в старшем разряде непосредственно, а в младших разрядах - через группу пятых элементов И 11. Выход каждого элемента ИЛИ 9 i-го разряда, где i 1,2.. m - число разрядов канала 1 анализа, соединены со вторыми входами элементов И 8 и И 11 (i+l)-ro разряда. Выход первого элемента ИЛИ 5 соединен с единичным входом первого триггера 12, нулевой выход которого соединен со вторыми входами элементов И 3 Выход элемента ИЛИ б образует первый выход канала 1 анализа-, а выходы элементов И 7 образуют группу вторых выходов канала 1 анализа. Третьи входы группы первых элементов И 3 объединены и образуют третий вход канала 1 анализа. Третий вход j-го, канала 1 анализа, где j 1 , 2 , . . . , п число каналов 1 анализа, соединен с первым выходом (j-l)-ro канала 1 анализа. Нулевой вход первого триггера 12 объединен с нулевымивходами триггеров 4 регистра записи теку:-дих значений параметра и является четвертым входом канала 1 анализа. Выход элемента ИЛИ 9 первого разряда соединен со входом шестого элемента И 13, второй вход которого является пятым входом канала 1 .анализа. Выход элемента И 13 соединен с единичным входом второго триггера 14, нулевой . вход которого образует шестой вход канала 1 анализа. Нулевой выход триггера 14 соединен со входами группы элементов И 7 и со входами элементов И 10 и 11 первого разряда, а его нулевой вход - шестой вход канала 1. Блок 2 управления содержит элемент И 15, входы которого образуют группу первых входов блока 2 управления и соединены с первыми выходами каналов

1анализа, выход элемента И 15 через первую дифференцирующую цепочку 16 соединен со входом установки в нулевое состояние регистра 17 фиксации искомой величины параметра и с единичным входом триггера 18. Единичный выход триггера 18 соединен с управляющим входом генератора 19 тактовых импульсов, выход которого соединен

с тактовой шиной первого регистра 20 сдвига и со входом первого элемента 21 задержки. Выходы первого регистра 20 сдвига соединены со входами переключателя 22, а его выход через вторую дифференцирующую цепочку 23 соединен со входом установки в нулевое состояние первогорегистра 20 сдвига, через вторую дифференцирующую цепочку 23 и второй элемент 24 задержки - со входом записи единицы в первый разряд второго регистра 20 сдвига. Выход переключателя 22 соединен с нулевым входом триггара 18 и со входами группы элементов И 25, другие входы которых соединены с выходом первого элемента 21 задержки. Третьи входы группы элементов И 25 соединены с выходами группы первых элементов ИЛИ 26, входы которых образуют группу вторых входов блока

2управление и соединены с группами вторых выходов каналов 1 анализа.Выходы группы первых элементов ИЛИ 26 соединены со входами группы элементов НЕ 27, выходы которых образуют группу вторых выходов блока 2 управления, они соединены с группой вторы входов каналов 1 анализа. Второй элемент ИЛИ 28 входами соединен с выходами группы элементов И 25. Выходы элементов И 25 соединены с разрядным входами триггера 17 фиксации искомо,го значения параметра. Второй регист 29 сдвига шиной сдвига соединен с выходом второго элемента ИЛИ 28, а выходы второго регистра 29 сдвига соединены с группой формирователей 30 импульсов, выходы которых образуют группу третьих выходов блока 2 управления они соединены с четвертыми входами соответствующих каналов 1.Четвертый выход блока 2 управлений соединен с выходом элемента 21 задержки он соединен с пятыми входами каналов 1 анализа, а пятый выход 2 управлени образует выход второго элемента ИЛИ 28, он соединен с шестыми входами каналов 1 анализа.

В исходном состоянии триггеры 4 регистров записи текущих значений параметра, триггеры 12, 14, 18 обнулены, а в первых разрядах регистров 20 и 29 записаны единицы. Каждое вновь поступающее значение параметра записывается в строгой последовательности в соответствующие регистры каналов 1 анализа через группы первых элементов И 3, при этом первое сообщение записывается в первый по порядку канал 1 анализа, так как элементы И 3 первого канала анализа высоким потенциалом-с выхода триггера 12 открыты, в остальные (п-1) канала информация не может быть записана, так как хотя по первому и второму входам элементы И 3 этих каналов должны быть открыты, но по третьему входу элементы И 3 оставшихся (п-1) каналов 1 анализа закрыты. В каждый j-ый канал анализа может быть произведена запись только после записи информационного сообщения в (-1)-ый канал, что обусловлено связью триггеров 4 через элемент ИЛИ 6 j-того канала 1 с третьими входами группы первых элементов И 3 (j+l)-ro канала 1 . Повторная запись информационного сообщения в один и тот же канал 1 анализа исключается благодаря наличию связи выходов группы первых элементов И 3 через первый-элемент ИЛИ 5 и первый триггер 12 с их вторыми Jвxoдaми. С поступлением п-го сообщения на вход устройства информация о значениях параметра в моменты t , t,j,---.tn записывается в триггеры 4 регистров соответствующих каналов 1 анализа,при этом на- входах всех п элементов ИЛИ 6 устанавливается высокий потенциал, элемент И 15 открывается и через дифференцирующую цепочку 16 регистр 17 обнуляется, а триггер 18 переводится в единичное состояние, генератор 19 запускается.

Выбрав, в качестве примера,число каналов анализа , число разрядов в каналах и произвольные текущие значения параметра в моменты tx.tj, tj,°t, tjH t запишем

разряды

4321

5

0О О 1

11

1О 1.0

21 1011

аналы 10-1 1 нализа 4 1

5О 1010 1 001

61

Алгоритм определения значения параметра 1-ой степени упорядочения, для примера наибольшего значения,состоит в последовательном определении

экстремального значения в т-ом разряде всех каналов 1 анализа, 1сключениииз анализа сообщений (каналов)/ отличающихся от экспериментального, определении экстремального значения с в (m-l)-oM разряде неисключенных сообщений (каналов), исключении из анализа каналов,отличающихся от экстремального и т.д. до 1-го разряда. Для пояснения указанного алгол ритма произведем логическое сложение элементов матрицы первого столбца (5-го разряда)

. 0. 1VWOV1VOV1 1 ,

строки элементы которых в этом столбце имеют нулевые значения из дальнейшего анализа исключаются, такими строками являются третья и пятая. Еслибыс1.| - О, то исключение не производилось бы, такой вариант предусмотрен (см. третий столбец).

Продолжая по аналогии имеем ai.| OVOVOVOVOVO о (3-ий разряд

Произведем логическое сложение элементов второго столбца (4-го разряда)

5-4 OVWOV1VOV1 1 (4-ый разряд)

строки элементы которых в этом столбце (с учетом ранее исключенных) имеют нулевые значения из дальнейшего анализа исключаются, такими строками . являются -первая, третья и пятая.

Здесь исключение из анализа,благодаря наличию связи элементы ИЛИ 26 - элементы НЕ 27 - элементы ИЛИ 9 не производится. Далее

d. OV1VOV1VOVO 1

Здесь исключаются из анализа строки первая, тгретья, пятая и шестая, и наконец

oL;; OVOVOV1VOVO 1 ,

т.е. исключены значения, записанные в строки первую, вторую, третью и шестую - остается не исключенным значение, записанное в четвертой строке, оно равно

55

i|,iЦ4 1-1011

Значение параметра, записанное в четвертой строке, является максимальным, т.е. значением первой степени упорядочения.

Алгоритм анализа поясняется схемой исключения из анализа отдельных записей.

:i)

(2) (3) (4) (5)

Последовательность анализа

Разряды слоев

Последовательностьисключения из анализа

Искомое значение записывается в регистр 17.

. Такой алгоритм преобразования матрицы MxN в матрицу - строку реализуется предлагаемым устройством одним импульсом генератора 19. Степень упорядочения устанавливается переключателем 22, при этом упорядочение производится по схеме

a,j.v- i42d-e

где а.-- текущие значения параметра

и aj.i 7 а 5 . . . aj g , т.е. в порядка убывания возрастания) амплитудных значений параметра. Исключение из анализе отдельных каналов 1 анализа, имеющих значения, отличающиеся от экстремальных, осуществляется по наличию записи в триггерах 4 через группу элементов И 7, ИЛИ 26, НЕ 27, МЛК 9, И8иИ11, а упорядоченкоа исключение старших по степени упорядочения значений параметра осуществляемся р-мпульсами генератора 19 через з..;ент 21 задержки, элемент И 13, тритЧер 14 по наличию потенциала на выходах элементов И 9 первого рс13ряда по входам групп элементов И 7 и И 10. Упорядоченное исключение устаренишх информационных сообщений осуществляется по схеме

. . .-3aj ,

.., В а -S

где t;, t j., -7. . . tj,) - время хранения информационного сообщения в памяти устройства, синхронно с записью искомого значения з регистры 17,по сигналам с выходов элементов И чзряз элемент ИЛИ 28, регистр 29 И формирователь 30. При этом канболее устаревшее сообщение импул1 Искомое значе-1 ние

сом с соответствующего выхода регистра 29 через формирователь 30, поступающим на нулевые входы триггеров 4 из памяти устройства исключаются, триггер 12 переводится в нулерое состояние, элементы И 3 данного канала открываются и канал готов для приема очередного сообщения.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает упорядоченную выборку значений параметра при сокращении временных затрат, исключение из анализа наиболее устаревших по времени поступления информационных сообщений, снижает степень старения информации, повышает ее достоверность.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для упорядоченной выборки значений параметра поавт. св. № 739527, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и быстродействия устройства, в него введены второй регистр сдвига и группа формирователей импульса, причем вход второго регистра сдвига соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выходы через группу формирователей импульса - с четвертыми входами соответствующих каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 739527, кл. G 06 F 7/02, 06.03.78 (прототип).