Стохастический компаратор

 

СТОХАСТИЧЕСКИЙ КОМПАРАТОР, содержащий первый и второй регистры , информационные входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами компаратора , третий регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом третьего регистра сдвига, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами последнего разряда третьего регистра сдвига, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, третий и четвертый элементы И, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам компаратора, а вторые входы соответственно к прямому и инверсному выходам последнего разряда третьего регистра сдвига, второй элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, а выход является выходом компаратора, отличающийс я тем, что, с целью упрощения, он содержит элемент И-НЕ и первый и второй элементы НЕ, входы котррых подключены соответственно к первому и второму информационным входам компаратора , а выходы соединены .с входами сброса соответственно первого i и второго регистров сдвига, прямой (Л выход последнего разряда первого регистра сдвига соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с инверсным выходом последнего разряда второго регистра сдвига, а выход соединен с вторым входом первого элемента И, прямой выход последнего разряда второго регистра сдвига соединен с вторым вхо дом второго элемента И, третий вход которого соединен с инверсным .Ьыхо-. со дом последнего разряда первого регистра сдвига. О) 4;: СХ)

„„SU„„1043648 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflVSËÈК

Н5п С 06 F 7/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " .:

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3450599/18-24 (22) 11.06.82 (46) 23.09.83. Вюл. Р 35 (72) В.В. Яковлев, О.С. Мальченкова и A.Â. Яковлев (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им, акад. В.Н. Образцова (53) 681.3(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 533931, кл. G 06 F 15/36, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР.

М 732891, кл. G 06 F 15/36, 1977 (прототип) . (54)(57) СТОХАСТИЧЕСКИЙ КОИПАРАТОР, содержащий первый и второй регистры сдвиг.а, информационные входы которых, являются соответственно первым и вторым информационными входами компаратора, третий регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом третьего регистра сдвига, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами последнего разряда третьего регистра сдвига, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, третий и четвертый элементы И, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам компаратора, а вторые входы соответственно к прямому и инверсному выходам последнего разряда третьего регистра сдвига, второй элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соот- ветственно третьего и четвертого элементов И, а выход является выходом компаратора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения, он содержит элемент И-HE и первый и второй элементы НЕ, входы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам компаратора, а выходы соединены,с входами сброса соответственно первого и второго регистров сдвига, прямой выход последнего разряда первого регистра сдвига соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход кото- С рого соединен с инверсным выходом последнего разряда второго регистра с сдвига, а выход соединен с вторым входом первого элемента И, прямой выход последнего разряда второго регистра сдвига соединен с вторым вхо" дом второго элемента И, третий вход которого соединен с инверсным,выходом последнего разряда первого ре" гистра сдвига.

1043648.Изобретение относится к вычисли.тельноя технике и может быть использовано при исследовании случайных процессов.

Известно устроЯство стохастического компаратора, обеспечивающее 5 сравнение уровней вероятностей (Р и

P ) появления символа 1 в двух случайных тактированных последовательностях, содержащее регистры сдвига, двоичные счетчики, логичес- Ю кие элементы И, ИЛИ и Запрет 11 ).

Недостатком этого устройства является. большая аппаратурная слож-, ность °

Наиболее близким техническим ре- 15 шением к изобретению является стохастический компаратор, содержащий регистры сдвига, логические элементы И и ИЛИ. Выход второго логического элемента ИЛИ является выходом устройства, а входы подключены к выходам третьего и четвертого логических элементов И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами устройства и информационными входами первого и второго регистров сдвига, а вторые входы — с первыми входами соответственно первого и второго логических элементов И и прямым и инверсным выходами последнего разряда третьего регистра сдвига, вход которого подключен к выходу первого логического элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого и второго логических элементов И (2 ). 35

Недостатком известного устройства также является большая аппаратурная сложность, обусловленная применением многовходовых логических элементов

H и множеством их межсоединений с 40 выходами первого и второго регистров сдвига.

Цель изобретения — упрощение стохастического компаратора.

Поставленная цель достигается 45 тем, что стохастический компаратор, содержащий первый и второй регистры сдвига, информационные входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами компаратора, третий регистр сдвига, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом третьего регистра сдвига, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами последнего разряда третьего регистра сдвига, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, третий и четвертый элементы И, первые входы 60 которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам компаратора, а вторые входы соответственно к прямому и инверсному выходам последнего разряда 65 третьего регистра сдвига, второЯ элемент ИЛИ, первыЯ и второЯ входы которого соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, а выход является выходом компаратора, содержит элемент И-НЕ и первый и второй элементы НЕ, входы которых подключена соответственно к первому и второму информационным входам компаратора, а выходы соединены с входами сброса соответственно первого и второго регистров сдвига, прямой выход последнего разряда первого регистра сдвига соединен с первым входом элемента И-HE второй вход которого соединен с инверсным выходом последнего разряда второго регистра сдвига, а выход соединен с вторым входом первого элемента И, прямой выход последнего разряда второго регистра сдвига соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с инверсным выходом последнего разряда первого регистра сдвига.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого компаратора.

Компаратор имеет первый 1 и второй 2 информационные входы, первыЯ

3 и второй 4 регистры сдвига, первый 5 и второй б элементы НЕ, элемент И-НЕ 7, первый 8 и второй 9 элементы И, первый элемент ИЛИ 10,третий регистр 11 сдвига, третий 12 и четвертый 13 элементы И и второй элемент ИЛИ 14.

Первый 1 и второй 2 информационные входы компаратора соединены с первыми входами соответственно третьего 12 и четвертого 13 элементов И, информационными входами соответственно первого 3 и второго 4 регистров сдвига и входами соответственно первого 5 и второго 6 элементов НЕ, выходы которых подключены.к входам гашения соответственно первого 3 и второго 4 регистров сдвига. Прямой выход последнего разряда первого регистра 3 сдвига соединен с первым входом элемента И-НЕ 7, выход которого подключен к второму входу пер- . вого элемента И 8. Второй вход элемента 7 И-НЕ подключен к инверсному выходу последнего разряда второго регистра 4 сдвига, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 9. Третий вход вто-. рого элемента И 9 подключен к инверсному выходу последнего разряда первого регистра,3 сдвига. Выходы элементов И 9 и 8 подключены к входам первого элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом третьего регистра 11 сдвига. Прямой и инверсный выходы последнего разряда третьего регистра 11 сдвига соединены соответственно с первыми входами первого 8 и второго 9 элементов И и! ч4) 48

ВНИИПИ Заказ 7339/52 Тираж 706 Подписное

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

3 вторыми входами соотиетс твенно третьего 12 и четвертого lЗ элементов И,. выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ 14, выход которого является выходом компаратора.

Сравниваемые последовательности параметрами P1 H P 2 (P < H вероятности появления символа 1 во входных случайных таксированных

:последовательностях) подаются соот ветственно на входы 1 и 2 компаратора;.на входы логических элементов

НЕ 5 и б и далее на входы Р -разрядных регистров 3 и 4 сдвига.

Элемент НЕ обеспечивает сброс регистра всегда, если на входной последовательности появляется символ 0 . Таким образом, символ 1 появляется на выходе регистра сдвига только тогда, если в соответст вующей входной последовательности присутствует серия из единиц длиной не менее 6 . Таким образом, система, состоящая из регистра сдвига и элемента НЕ, соединенных так, как показано на чертеже, выполняет операцию возведения входной переменной в

В-ю степень. Т.е. на прямых выходах последних разрядов регистров 3 и 4 сдвига вероятности появления симво ла 1 равны соответственно РЗ= Р1, Р

P4=P2I а на инверсных выходах тея же разрядов, очевидно, 1-P> =1-P u е

1-Р =1-Р . При этом вероятность по4 2 явления символа 1 на выходе элемента И-НЕ 7 равна Р =1-P з(1-Р4) = .

=1 Ð (1-P ) . Выбором разрядности

1 2 третьего регистра. 11 сдвига, равной

С, обесПечивается статическая раз вязка между каждым из процессов, действующих на втором входе элемента И 8 и втором и третьем входах элемента И 9 й, последовательностью на прямом (также и на инверсном)

5 выходе последнего разряда третьего регистра 11 сдвига. Следовательно

Р11 Р1 Pq1 +Р4(1-РЗ) (1 Pq1) Откуда

РЕ,рЕ () ю «р (, г, („ ) где P — вероятность появления

11 символа " 1 в случайной последовательности на прямом выходе последнего разряда регистра 11 сдвига.

В зависимости от состояния последнего разряда третьего регистра 11 сдвига открывается элемент И 12 или

13, обеспечивая передачу через второй элемент ИЛИ 14 на выход схемы одной из сравниваемых последовательностей. Причем, если Р 2 > Р„,передается вторая из входных последовательнос5 тей, ecJIH P 1 ) Р2 первая из них действительйо, из уравнения (1) видно, что, например, при Р 2 > Р1Р1р., 1, а при Р1 >P2Р1о, 4). Т е. в схеме предлагаемого компаратора обеспечивается необходимая релейная характеристика,. как и в схеме известного устройства.

Вместе с тем схема предлагаемого компаратора экономичнее и проще по

35 числу исйользуемых элементов вычислительной техники и числу связей между ними за счет исключения многовходовых элементов И множества их межсоединений с выходами перво4р го и второго регистров сдвига.