Устройство для цифровой обработки сигналов

 

УСТРОИСТЮ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход кото рого подключен к счетному входу счетчика , информационный выход которого соединен с адресным входом блока постоянной памяти, выход которого подключен к управляющему входу блока ,памяти, управляющему входу сумматора-вычитателя , управляющему входу сдвигового регистра и тактовому входу регистра, информационный выход которого соединен с информационным вЯодом блока памяти и информационным входом сдвигового регистра, информационный выход которого подключен к первому информационному входу сумматора-вьлчитателя , информационный выход которого соединен с информационным входом регистра, а информационный вход и информационный выход блока памяти являются соответственно информационнь 1И входом и выходом устройства , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет перест ройки коэффициентов, в него введеi ны группа элементов И и мультиплексор , информационный выход которого (О подключен к первым входам элементов И группы, вторые входы которых соответственно соединены с разрядами информационного выхода блока памяти, выходы элементов И группы соответственно соединены с разрядами второго информационного входа сумматоравычитателя , выход блока постоянной памяти подключен к управляющему входу мультиплексора, информационный сд вход которого является входом задания режима работы устройства. 00 со ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ/

C (0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3594640/18-24 (22) . 24. 05. 83 (46) 30.07.84. Бюл. Р 28 (72) Л,,М.Гольденберг, A.Â.Áðóí÷åíêî и A,À.Hãíàòüåâ (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф.М.А.Бонч.

Бруевича (53) 681.32(088. 8) (56 ) 1. D. И. Bell, ? . Е. Hand. "А шз.cro.

signal Processing Module", IgEE Proceeding,. "Micro-11", The 11 Annual

Microprogramming Workshop, Pasific

Prove Са1ifornia, 1978.

2. M. Townsend, И. Hoff, P.Holm

"An NM08 microprocessor for analog

signal processing, IEEE Traqs. on

computer, vol. С-29, Р 2, February,1980 (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ

ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход кото рого подключен к счетному входу счет. чика, информационный выход которого соединен с адресным входом блока постоянной памяти, выход которого под" ключен к управляющему входу блока памяти, управляющему входу суммато ра-вычитателя, управляющему входу сдвигового регистра и тактовому вхо"

„„Я0„„1105899 А

)@I) G 06 F 15 332 H 03 H 17 04 ду регистра, информационный выход которого соединен с информационным входом блока памяти и информационным входом сдвигового регистра, информационный выход которого подключен к первому информационному входу cynmaтора-вычитателя, информационный выход которого соединен с информационным входом регистра, а информационный вход и информационный выход блока памяти являются соответственно информационными входом и выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет перест ройки коэффициентов, в него введЬны группа элементов И и мультиплексор, информационный выход которого подключен к первым входам элементов

И группы, вторые входы которых соответственно соединены с разрядами информационного выхода блока памяти, выходы элементов И группы соответственно соединены с разрядами второго информационного входа сумматоравычитателя, выход блока постоянной памяти подключен к управляющему вхо. ду мультиплексора, информационный вход которого является входом задания режима работы устройства.

1105899

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки и передачи дискретной информации, радиои гидролокации, медицинской и другой аппаратуре, где используются циф ровая фильтрация и спектральный анализ.

Известно устройство для цифровой обработки сигналов, содержащее арифметико-логическое устройство (АЛУ), оперативное и постоянное запоминающие .устройства ОЗУ и ПЗУ ), умножитеЛь параллельного типа и буферное устройство, входы АЛУ общей шиной соединены с выходами ОЗУ, буферного устройства и умножителя, а ныходы ПЗУ соединены с управляющими входами ОЗУ, умножителя и АЛУ 11.

Недостатком такого устройства являются большие аппаратные затраты, 20 связанные с использованием умножителя параллельного типа, а также невозможность перестройки устройства в процессе работы.

Наиболее близким по технической 25 сущности к данному изобретению явля" ется устройство для цифровой обработки сигналов, содержащее сумматор-вычи татель, сдвигатель, ОЗУ, регистры, ПЗУ, счетчик и генератор импульсов, 30 причем один выход ОЗУ непосредственно связан с одним из входов сумматора-вычитателя, а второй выход ОЗУ связан со входом сумматора-вычитателя через сдвигатель, выход сумматора 35 вычитателя через perистр подключен ко входу ОЗУ (21.

Сложность этого устройства невелика, так как операция умножения реализуется программным путем в виде А0 сложений (вычитаний) и сдвигов. Однако указанное устройство может реализо вать только алгоритмы цифровой обработки с постоянными коэффициентами, так как программа "жестко" записана в ПЗУ и циклически повторяется по ме- . ре поступления входных сигналов. Это н . позволяет использовать такое устройство для реализации цировых фильтров с переменными коэффициентами или для реализации алгоритмов быстрого преобразования Фурье (БПФ! с разбиением на одинаковые подпрограммы. Так, например,, при реализации N-точечного алгоритма БПФ (8=2"l на основе двухточечных преобразований используется. 55

N/2 различных типов преобразований, каждое иэ которых потребует отдель» ной подпрограммы.

Целью изобретения является расши- 60 рение функциональных возможностей устройства за счет перестройки коэффициентов в процессе работы при реализации алгоритмов цифровой обработки сигналов. 65

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для цировой обработки сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика, информационный выход которого соединен с адресным входом блока постоянной памяти, выход которого подключен к управляющему входу блока памяти, управляющему входу сумматора-вычитателя, управляющему вхоцу сдвигового регистра и тактовому входу регистра, информационный выход которого соединен с информационным входом блока памяти и информационным входом сдви.Гового регистра, информационный выход которого подключен к первому информационному входу сумматора-вычитателя, информационный выход которого соединен с информационным входом регистра, а информационный вход и информационный выход блока памяти являются соответственно информационными входом и выходом устройства, введены группа элементов И и мультиплексор, информационный выход которого подключен к первым входам элементов И группы, нторые входы которых соответственно соединены с разрядами информационного выхода блока памяти, выходы элементон И группы соответственно соединены с разрядами второго информационного входа сумматора-вы-. читателя„ выход блока постоянной памяти подключен к управляющему входу мультиплексора, информационный нход которого является входом задания режима работы устройства.

На чертеже изображена структурная схема устройства для цифровой обработки сигналов.

Устройство содержит сумматор-вычитатель 1, регистр 2, блок памяти 3, сдвиговый регистр 4, блок постоянной памяти 5, счетчик 6, генератор такто. вых импульсов 7, группу элементов

И 8, мультиплексор 9, информационные вход 10 и выход 11, вход задания режима работы 12.

Устройство работает следующим образ ом.

В данном устройстве можно выделит» две части: операционную и управляющую. Б состав операционной части входят сумматор-нычитатель 1, регистр 2, блок 3, сдвиговый регистр 4, группа элементов И 8, а н состав управляющей — генератор тактовых импульсов 7, счетчик 6, блок 5 и мультиплексор 9.

Операционная часть предназначена для многократной реализации выражения: у = у ° 2 + 8 х (1) где s, x — информационные цифровые сигналы, а, b е 1 0,1), С помощью этого выражения можно реализовать любой алгоритм цифровой

1105899

Составитель А.Баранов

Редактор С.Тимохина Техред Т.Фанта Корректор В. Гирняк

Заказ 5603/39 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 обработки сигналов. Дополнительно введенная группа элементов И 8 выполняет операцию „ из выражения (1), где х - информационный сигнал на выходе блока 3, и тем самым позволяет изменять отдельные разряды коэффициентов в процессе работы устройства.

Количество элементов И в группе равно разрядности информационного сигнала х. Операционная часть устройства может быть реализована на универсаль- ном микропроцессоре. Мультиплексор 9 осуществляет управление группой элементов И в зависимости от сигналов на входе 12 устройства и с выхода блока 5. Генератор тактовых импульсов 7 и счетчик 6 служат для организации считывания информации из блока 5. Программа, записанная в блоке 5, управляет работой всего устрой. ства. 20

Допустим, предлагаемое устройство должно реализовать один из К цифровых фильтров, отличающихся значениями коэффициентов. Тогда в блок 5 записывается общая программа для этих фильтров, из которой в К шинах хранится информация о значении коэффициента а из выражения (1) на каждом такте программ. Мультиплексор 9 в зависимости от сигнала на входе 12 выбирает одну из К шин, и этим сигналом осуществляется управление группой элементов И 8. В резуль тате этого предлагаемое устройство выполняет функцию одного из заданных

К цифровых фильтров.

Данное устройство для цифровой обработки сигналов выгодно отличается от прототипа, так как в нем имеется возможность перестройки коэффициентов в процессе работы устройства.

Выполнение аналогичных функций в прототипе потребует существенного увеличения объема памяти ПЗУ при введении дополнительных элементов управления счетчиком.