Устройство для определения локальных экстремумов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЩ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическии

- Республик 1 005032 (61)Дополнительное к авт.. свид-вуР11М,К з (22} Заявлено 24.08.81(2t) 3327317/18-24 с присоединением заявки N9—

G 06 Р 7/06

Государствениый комитет

СССР ио делам изобретений н открнтий (23) Приоритет

Опубликовано 159383. Бюллетень М 10 (531УД 681. 325 ° 5 (088. 8) Дате опубликования описания 150383 аявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ

ЗКСТРЕМУИОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в- устройствах обработки информации.

Известно устройство для определения локальных экстремумов, содержащее блок управления, блок буферных регистров, подключенный к блоку анализа, регистр экстремума и регистр lO номера канала f1(.

Недостатком этого устройства является то, что оно может осуществлять поиск только одного экстремума, но не может выделить всех локальных экстремумов функции и не позволяет исключить из последующей обработки экстремум, .величина которых не превышает определенного заданного значения кода порога,.что перегружает канал связи с системой, производя-. щей вторичную обработку информаций, выдаваемой устройством.

Наиболее близкйм к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее блок управления, блок буферных регистров, блок анализа, -регистры экстремума, номера канала и порога,.причем вход блока буферных регистров подключен к входу устройства, а три выхода— к входам блока анализа, управляющий вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, а выход регистра порога соединен с дополнительным входом блока анализа f23.

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает поиск локальных экстремумов на границах массивов. Чем большим количеством массивов представлена функция (минимальное необходимое количество выборок в массиве равно 3), тем больше потерь при анализе, т.е. получается недостоверный результат.

Однако увеличение числа выборок в массиве увеличивает объем анализируемого устройства. Для получения достоверного результата на всей области исследуемой функции и уменьшения объема аппаратуры необходимо осуществлять анализ исследуемой функции в темпе поступления выборок, что не выполнимо в известном устрой- стпе.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение надежности работы. поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения локальных экстремумов, оодержа1005032 щее три буферных регистра, три схемы сравнения, регистр порога, регистр номера кан ала, регистр экстремума, блок управления, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом-первого буферного регистра, выходы которого подключены к входам первой группы первой схемы сравнения и к информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с входами второй группы входов первой схемы сравнения, с входами первой группы входов второй и третьей схем ,сравнения и с информационными входами третье го буферного регистра, вы- . ход которого пОдключен к входам второй группы входов второй схемы сравнения, входы предварительной установки устройства соединены с информационными входами регистра 20 порога, выходы которого подключены к входам второй группы входов третьей схемы сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхрониза- 25 ции первого, второго и третьего буферных регистров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу третьей схемы сравнения, введен счетчик щ номера канала, вход которого соединен с пятым входом блока управления, а выходы — с информационными входами регистра номера канала, выход первой схемы сравнения подключен к входам синхронизации регистра номера канала и регистра экстремумов, информационные входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, выход второй схемы сравнения подключен к управляющему входу первой схемы сравнения, управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления. кроме того, блок управления сойеР-45 жит триггеры, элементы И, счетчик и дешифратор, причем вход запуска блока соединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров и с входом установки в нулевое состояние счетчика, выходы которого подключены к информационным входам дешифратора, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены с первым, вторыми., третьим, четвертым и пятым выходами 55 блока управления соответственно, прямой выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с управляю-, 60 щим входом дешифратора, четвертый выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемен- 65 та И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход тактовых сигналов устройства соединен с вторым входом первого элемента И, а пятый выход дешифратора подключен к входу установки в нулевое состояние первого триггера.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока управления.

Устройство содержит блок 1 управления, схемы 2, .3 и 4 сравнения, счетчик 5 номера канала, регистр 6 номера канала, регистр 7 порога, буферные регистры 8, 9 и 10, регистр

11 экстремума, вход 12 запуска, информационные входы 13 устройства, входы 14 предварительной установки.

Блок 1 управления (фиг.2) содержит элементы И 15 и 1б, триггеры 17 и 18, счетчик 19, дешифратор 20, вход 21 тактовых сигналов.

Устройство работает следующим об разом.

В исходном состоянии регистр 11 экстремума, счетчик 5 номера канала и регистр б номера канала буферные регистры 8, 9 и 10 устанавливаются в нулевое состояние (вход установки не показан). В регистр 7 порога записывается цифровой код порога.

С каждым тактом поступления кода дискретной выборки исследуемой функции запускается блок 1 управления, который начинает формирование управляющих сигналов.

Сигнал запуска, поступающий на вход 12 запуска блока 1 управления устанавливает триггеры 17 и 18 в единичное состояние, а счетчик 19 в нулевое. При этом тактовые сигналы по входу 21 поступают через элемент H

16 на вход дешифратора 20, а проходя через элемент И 15 — на счетный вход

I счетчика 19, изменяют его состояние синхронно с задним фронтом импульса.

Таким образом, первый импульс формируется на первом выходе дешифратора 20, второй — на втором и т.д. Четвертый импульс с четвертого выхода дешифратора 20 поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 17, устанавливая его в нулевое состояние синхронно с задним фронтом импульса, при этом тактовый импульс проходит через элемент H 15 на счетный вход счетчика 19. Следующий пятый импульс не проходит через элемент И 15 на счетный вход счетчика 19, а поступает лишь на вход дешифратора 20, и на его пятом выходе формируется сигнал. Импульс с пятого выхода дешифратора 20 блока 1 управления поступает на нулевой вход триггера 18. При этом триггер 18 устанавливается в нулевое состояние синхронно с задним фронтом

"0 )032 импульса, пропуская импульс через элемент И 16.

Следующие импульсы не проходят через элемент И 16, и работа блока 1 управления возобновляется с поступлением следующего импульса запуска. 5

Импульсы с блока 1 управления поступают на управляющие входы устройства.

При этом первый, второй и третий импульсы управления- поступают на вхо- )p ды буферных регистров 8, 9 и 10.

Первый синхроимпульс осуществляет перезапись содержимого буферного регистра 8 в буферный регистр 9.

Второй импульс управления осуществляет перезапись содержимого буферного регистра 9 в буферный регистр 10, По третьему импульсу управления осуществляется прием очередного кода дискретной выборки исследуемой функции в буферный регистр 9. Таким образом, буферные регистры обеспечивают прием входных кодов и последовательную их передачу от такта к такту в буферные регистры 9 и 10. При этом в буферных регистрах 8, 9 и.10 в каждом такте хранятся три смежные по номеРУ (й;1,М;,й;+1) выбоРки фУнкции.

По четвертому импульсу блока 1 управления осуществляется проверка выполнения условий идентификации локального экстремума -для кода выборки, хранящегося в буферном регистре 9. этими условиями являются превь»ше- 35 ние величины N- этой выборки над величиной порога N»+1,хранящейся в регистре 7 порога, превышение или равенство величины N этой выборки над величиной предйдущей И 1 выбор-. 40 ки, хранящейся в третьем буферном регистре 10, превышение величины N этой выборки над величиной очередной

N-+„ выборки, принятой в данном так1+1 те и хранящейся в буферном регистре 8.

Таким образом проверяется условие наличия локального максимума N 1< (1) N1+1 °

Указанные условия последовательно 5р проверяются с помощью схем 2, 3 и 4 сравнения на которые поданы значения кодов с выходов регистра 7 порога и буферннХ регистров 8, 9 и 10.

Таким образом, в блоке анализа проверяется на соответствие условие наличия локального экстремума каждой выборки, но в том такте работы устройства, когда она находится во втором буферном регистре. . При выполнении y oBHR н ичия &О локального максимума на выходе схемы

2 сравнения формируется сигнал идентификации экстремума, который используется ддя его локализации. Для этого сигнал поступает на входы синхрони- &5 зации регистра 11 экстремума и регистра б номера канала. При этом осуществляется перезапись кода выборки из буферного регистра 9 в регистр. 11 экстремума и кода счетчика 5 номера канала в регистр б номера канала.

По пятому импульсу из блока 1 управления, поступающему на счетный вход счетчика 5 номера канала, осуществляется увеличение на единицу его содержимого.

Таким образом, в регистр б номера канала записывается всегда тот код, который соответствует коду номера выборки функции, находящейся в буферном регистре .9.

Пятый импульс с выхода блока 1 управления поступает также на вход установки в нулевое состояние триггера 18, прекращая формирование импульсов управления.

Цикл работы устройства повторяется при поступлении очередного кода дискретной выборки исследуемой функции по импульсу запуска, поданного на вход запуска блока 1 управления.

При этом на выполнение условия экстремума анализируется та выборка, которая в предыдущем такте хранилась в буферном регистре 8, а в данном такте перемещается в буферный регистр

9, z» содержимое счетчика соответствует номеру выборки, хранящейся в буферном регистре 9 °

Таким образом, устройство осуществляет поиск локальных экстремумов с темпом поступления очередной выборки фуНкции, все выборки поочередно проверяются на выполнение условий экстремальности и полученный результат достоверен на всей области исследуеиой функции. При этом сложность устройства не зависит от количества дискретных выборок исследуемой функции.

Формула изобретения

1. Устройство для определения локальных экстремумов, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, регистр порога, регистр нбмера канала, регистр экстремума, блок управления, причем информационный вход усТройства соединен с информационным входом первого буферного регистра; выходы которого подключены к входам первой группы первой схемы сравнения и к информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с входами второй группы входов первой схемы сравнения, с входами первой группы входов второй и третьей схем сравнения и с информационными входами третьего буферного регистра, вы1005032 ход которого подключен к входам второй группы входов второй схемы сравнения, входы предварительной установки устройства соединены с информационныии входами регистра порога, выходы которого подключены к входам второй группы входов третьей схем сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, вто.рого и третьего буферных регистров 10 соответственно, четвертый выход блока управления подключен к управляю-. щему входу третьей схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы . и упрощения устройства, в него введен счетчик номера канала, вход которого соединен с пятым входом бЛока управления, а выход — с информационными входами регистра номера канала, 20 выход первой схемы сравнения подключен к входам синхронизации регистра номера канала и регистра экстремумов, информационные входы которого соединены с выходами второго буферного 25 регистра, выход второй схемы сравнения подключен к управлякщему входу первой схемы сравнения, управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления.

ЗО

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем блок управле ния содержит триггеры, эле» менты. И, счетчик и дешифратор, причем вход запуска блока соединен с входами установки в единичное состояние первого н второго триггеров и с входом установки в нулевое состояние счетчика, выходы которого подключены к инФормационным входам .дешифратора,первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены с. первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока управления ,соответственно, прямой выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с управляющим входом дешифратора, четвертый выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход тактовых сигналов устройства соединен с вторым входом первого элемента И, а пятый выход дешифратора подключен к входу установки в нулевое состояние первого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР

Р 534762, кл. G 06 F 7/06, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 696442, кл. G 06 F 7/06, 1977 (прототип).

Составитель В.Белкин

Редактор Л,Алексеенко ТехредЖ.Кастелевич Корректор Л.Вокшан

Заказ 1899/63 Тираж 704 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4