Устройство для вычисления коэффициентов преобразования по уолшу-адамару
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПО УОЛШУ-АДАМАРУ, содержащее 2 регистров коррекции, группу элементов ИЛИ, 2 переключателей и 2 сумматоров, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, в него введены триггер режима, первая и вторая группы регистров результата и группа преобразователей многорядного кода в двухрядный, каждый из которых содержит К групп из М подгрупп сумматоров одинакового веса j
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
09) (И) 3(5)) G 06 F 15/332
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTMA (21) 3582678/18-24 (22) 11.03.83 (46) 07.08.84. Бюл. N - 29 (72) Г.А.Поляков, П.А.Брандис и В.Е.Козлов (53) 681.325.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
)), 744555, кл. G 06 F 15/332, 1980.
2. Авторское свидетельство СССР
Ф 918952, кл. G 06 F 15/332, 1982.
3. Авторское свидетельство СССР
В 951350, кл. С О1 F 15/332, 1982 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСМЕНИЯ
КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПО
УОЛШУ-АДАМАРУ, содержащее 2" регистров коррекции, группу элементов ИЛИ, 2" переключателей и 2" сумматоров, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены триггер режима, первая и вторая группы регистров результата и группа преобразователей многорядного кода в двухрядный, каждый из которых содержит К групп из М подгрупп сумматоров одинакового веса ) (j-номер разряда), причем информационные выходы сумматоров )-й подгруппы ()=1 H) ъ-й (1.=1,К-1) группы соответственно соединены с входами сумматоров -й подгруппы (1.+1)-й группы, выходы переноса сумматоров
1-й подгруппы 1-й группы соответственно соединены с входами сумматоров
in-Й (YN=j+1, j+ Ь +-1 ) подгруппы (ь+1)-й группы, входы сумматоров пер вой группы i-ro(ia 1107133 Изобретение относится к радиотехнике, в частности к спектральному анализу, и может быть использовано при цифровой обработке сигналов в радио-, гидро- и звуколокации, в аппаратуре навигации, связи, телеметрии и других областях техники. Известно устройство для вычисления коэффициентов преобразования по Уолшу, содержащее Ccq< М (М -размерность 1О преобразования) ступеней единичного преобразования; каждая из ступеней содержит регистр сдвига, сумматор— вычитатель, группу элементов И и блок управления 513. 15 Недостатком данного устройства является малое быстродействие, обусловленное последовательным способом вычисления коэффициентов. 0 Известно также устройство для преобразования по функциям Уолша, содержащее регистр сдвига, сумматоры-вычитатели, сумматоры, коммутатор информационных сигналов, коммутатор тактовых импульсов, блок формирования функций Уолша-Радемахера, причем информационные входы сумматоров объединены и являются входом устройства, управляющие входы сумматоров подклю- ЗО чены к выходам соответствующих разрядов регистра сдвига, а выходы усумматоров подключены к входам коммутатора информационных сигналов, управляющие входы которого подключены к выходам 5 функций Радемахера блока формирования функций Уолша-Радемахера, а выход коммутатора информационных сигналов подключен к информационным входам сумматоров-вычитателей, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих функций Уолша блока формирования функций Уолша Радемахера, вход коммутатора тактовых импульсов является тактовым входом устройст ,5 ва, первый и второй выходы коммутатора тактовых импульсов подключены к тактовым входам регистра сдвига и блока формирования функций Уолша-Ра- демахера соответственно, управлякпций вход коммутатора тактовых импульсов подключен к выходу переполнения регистра сдвига Г21 ° -Недостатком этого устройства является малое быстродействие, обусловленное последовательным считыванием накопленных значений с сумматоров на сумматоры-вычитатели и временными затратами на накопление сумм ординат исследуемого процесса в сумматорах. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство ортогонального преобразования цифровых сигналов по Уолшу-Адамару Ф У содержащее 2 сумматоров (6 — порядок преобразования), 2" регистров, 2 блоков элементов ИЛИ, 2 блоков элементов И и блок формирования временных интервалов, причем ъ -й информационный вход устройства (ъ=1,..., 2") подключен к информационному входу (2i-1)-ro блока элементов И, выход ъ-го сумматора подключен к информационному входу 2i-го блока элементов И, управляющие входы блоков элементов И с номерами (2i-1) и 21. подключены соответственно к прямому и инверсному выходам блока формирования временных интервалов выходы (2(-1)-ro и 21.-ro блоков элементов И через 1,-й блок элементов ИЛИ подключен к входу i,-ro регистра, выходы (2 -1)-го и 2j го регистров (j=1,..., 2 ) подключены к входам -го и (j + +2 )-го сумматоров-вычитателей, выл-4 ходы регистров являются выходами устройства Г3.1 ° Недостатком известного устройства является низкое быстродействие. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее 2 регистров коррекции, группу элементов ИЛИ, 2 переключателей и 2 сумматоров, введены триггер режима, первая и вторая группы регистров результата и группа преобразователей многорядного кода в двухрядный, каждый из которых содержит К групп из М подгрупп сумматоров одинакового веса j (j- номер разряда), причем информационные выходы сумматоров -й подгруппы (j=1,M) 1,-й (I =1,К-1) группы соответственно соединены с входами сумматоров -й подгруппы (.+1)-й группы, выходы переноса сумматоров 1 -й подгруппы ъ-й группы соответственно соединены с входами сумматоров Ф-й (и= М, ) 1 z В И) подгруппы 4+ +1) "й группы, входы сумматоров первой группы i-ro (i,=1 2" ) преобразователя мйогорядного кода в двухрядный объединены с информационным выходом 1,-ro регистра коррекции и является 1.-м информационным входом устройства, »07 информационные выходы сумматоров К-й группы ъ-го (1.=1,2") преобразователя многорядного кода в двухрядный соответственно соединены с входами ъ-го переключателя, первый выход которого соединен с входом 1,-ro сумматора, выход которого соединен с первым входом ь-го элемента ИЛИ группы, выход которого подключен к информационному входу 1,-ro регистра результата первой10 группы, прямой и инверсный выходы триггера режима соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами -го переключателя (t,=1,7"), выход которого соединен с вторым IS входом ъ-ro элемента ИЛИ группы и информационным входом i-го регистра результата второй группы, входы установки "О" .и "1" триггера режима являются соответственно первым и 20 вторым установочными входами устройства. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для вычисления коэффициентов преобразования по Уолшу Адамару на фиг.2 — схема преобразователя многорядного кода на фиг.3 процесс преобразования многорядного кода в двухрядный в случае построения преобразователя многорядного кода 30 на трехвходовых одноразрядных суммато рах для порядка преобразования tl=3 и разрядности операндовю=8. Устройство (фиг.1) содержит парафазные информационные входы с шинами 1 и 2 соответственно прямого и обратного кодов, преобразователи 3 многорядного кода в двухрядный с входными шинами 4 многорядного кода и выходными шинами 5 двухрядного кода, группу регистров 6 коррекции, переключатели 7, триггер 8 режима с шинами 9 и 10 установки триггера соответственно в единичное и нулевбе состояния, блок регистров 11, состоящий из двух групп45 регистров 12 результата, группу элементов ИЛИ 13 и сумматоры 14, Каждый преобразователь 3 многорядного кода в двухрядный (фиг.2) содержит группы сумматоров 15, состоящие 1ЗЗ 4 иэ подгрупп сумматоров 16, которые объединяют (-входовые одноразрядные сумматоры 17 одинакового веса. Каждый переключатель 7 (фиг.1) содержит две группы элементов И 18. Устройство работает следующим образом. На парафаэные информационные входы устройства с прямых и инверсных выходов регистров запоминающего устройства (не показано) одновременно поступает 2 отсчетов сигнала. В соотг ветствии со значениями функций УолшаАдамара Ж (Жф (например, для и =4 значения функций Уолша приведены в таблице) каждый из отсчетов сигнала в прямом или обратном коде поступает на группу шин 4 многорядного кода каждого из преобразователей 3 кода. Так, по шйнам многорядного кода на вход пятого преобразователя кода поступает комбинация отсчетов сигнала .+ХО, +Х1, -Х2, -ХЗ, +Х4, +X5, -Х6, +Х8, -Х10, -Х11, 4-Х12, +X13, -Х14, -Х15 (см.таблицу). На другую группу шин многорядного кода поступает код коррекции. Коды коррекции (для каждого из преобразователей 3 многорядного кода) заранее записаны в группах регистров 6 коррекции и соответствуют числу отсчетов сигнала, участвующих с отрицательным знаком в формировании данного коэффициента преобразования. Коды коррекции необходимы для получения отрицательных отсчетов сигнала не в обратных кода, что имеет место на шинах 2 обратного кода, а в дополнительных кодах, как и необходимо для организации процесса вычислений. Для перевода отрицательногд числа.из обратного кода в дополнительный достаточна коррекция в виде прибавления единицы к младшему разряду обратного кода каждого отрицательного числа. Для уменьшения временных затрат на указанный перевод обратных кодов отрицательных чисел в дополнительные коды заранее формируются и записываются в соответствующие регист. ры коррекции коды коррекции. 1107133 tt 1 10 11 12 13 14 6 7 3 4 5 0 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +i +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -. 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 2 +1 +1 +1 +! -1 -1 -1 -1 +1. +1 +1 +t -1 -1 -1 -1 3 +1 +1 +1 +1 -1 -1 "1 -1 -1 -1 -1 - 1 +1 +1 +1 +1 4 +! +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 5 +1 +1 -1 -1 Ф! +1 *! -1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 6 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +! +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 7 +1 +1 -1 "1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 --1 -1 8 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 "1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 9 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 +i -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 10 +1 +1 +1 -1 +1 -1 i1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 12 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +i -1 13 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 14 +i -1 -1 +1 -! +1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 i5 +1 - -1 +1. -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +! -1 -1 +1 Ъйй представляют собой двоичные позиционные коды количества отсчетов, подаваемых на вход соответствующего преобразователя 3 кода с отрицатель45 ным знаком. Например, при порядке преобразования п 4 код коррекции для пятого преобразователя кода равен 8, так как число отсчетов сигнала, участ вующих в формировании коэффициента преобразования с отрицательным знаком, равно 8 (см. в таблице значение ф !(!()). Следовательно, в пятом регистре группы регистров коррекции будет заранее записан двоичный код ! 000. 55 Полученный многорядный код, поступающий по шине многорядного кода 4 на преобразователь 3 кода, преобразуется в двухрядный код. Процесс этого преобразования иллюстрируется для случая 0 -=-3,1 =3 и m--8 на фиг.3 (каждая точка изображает двоичную цифру веса j ). Цифры одинакового веса расположены одна под другой и подаются на сумматоры одной группы. Сумматоры, относящиеся к одной группе, начинают работать в один и тот же момент времени. Пунктиром обведен код коррекции. Каждая рамка на фиг.3 выделяет цифры, подаваемые на вход одного сумматора. На выходе каждого трехвходового сумматора формируется цифра суммы того же веса и цифра переноса сОседнего большего веса. Исходная матрица .А, соответствующая многорядному коду, последовательно преобразуется в двухрядный код. Сфор. мированные двухрядные коды подаются на соответствующие переключатели, управляемые триггером 8 режима, и 5 в зависимости от заданного режима (определяется наличием логической единицы на одной из входных шин 9, 10 триггера режима) сразу записываются в группы регистров 11 результата или предварительно преобразуются в однорядные коды на сумматорах 14. Таким образом, организация параллельного вычисления коэффициентов преобразования эа один такт работы устройства и представление результатов одно- или двухрядными кодами существенно повышает быстродействие устройства, что позволяет использовать предлагаемое устройство при построении устройств цифрбвой обработки сигналов, работающих. в условиях жестких временно<,Ъграничений. 1I07333 1107133 7 Мр ПП \ ° ° ° ° ° ° ° а Составитель А.Баранов Редактор С.Пекарь Техред Т. Матоика Корректор И.Шулла Заказ 5761/35 Тираж 699 Подписное ВНИИТИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва Ж 35 Рауйская наб,> дс4/5 "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 Филиал ППП Н ПП П Н, 
