Устройство для определения локальных экстремумов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУ ГОВ, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, первый регистр порога, регистр номера канала, счетчик номера канала, регистр экстремума и блок управления , причем информационный вход устройства соединен с информационным входом первого буферного регистра, выходы которого подключены к первой группе входов первой схемы сравнения и информационным входам второго буферного регистра , выходы которого соединены с второй группой входов первой схемы сравнения, первыми группами входов второй и третьей схем сравнения и информационными входами третьего буферного регистра, выходы которого подключены к второй группе входов второй схемы сравнения, входы записи минимального порога устройства соединены с информационными входами первого регистра порога, выходы которого подключены к второй группе входов третьей схемы сравнения, первый , второй и третий выходы блока, управления соединены с входами синхронизации первого, второго и третьего буферных регистров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к входу счетчика, номера канала, выходы которого соединены с информационными входами регистра номера канала, выходы которого являются выходами номера канала, вход синхронизации регистра номера канала объединен с входом синхронизации регистра экстремумов, инфбрмационные входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, а выходы являются выходами экстремума устройства, управляющий вход уст- i ройства соединен с входом запуска сл блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем определения минимального экстремума и оперативного изменения уровня порога, в него введены второй (регистр порога, четвертая схема сравнения , первый и второй элементы И, :д первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем входы записи максимального поэь рога устройства соединены с инфорND мационными входами второго регистра ;л порога, вход записи которого подключен к входу записи первого регистра порога и управляющему входу устройства, а выходы - к первой группе входов четвертой схемы сравнения , вторая группа входов которой подключена к выходам второго буферного регистра, выходы превьппения текущей выборки и равенства первой схемы сравнения подключены к входам первого элемента ИЛИ, выходы равенства и превышения последующей вы

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(50 G 06 F 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ (21) 3659085/24-24 (22) 03.11.83 (46) 15.04.85. Бюл. N 14 (72) Е.Я. Ваврук, А.Н.Елагин, В. Е. Тимофеенко и А.А.Филимонов (53) 681.325.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ((- 1003070, кл. С 06 F 7/02, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

hь 1005032, кл. G 06 Р 7/06, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕИУИОВ, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, первый регистр порога, регистр номера канала, счетчик номера канала, регистр экстремума и блок управления, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом первого буфер- ного регистра, выходы которого пбдключены к первой группе входов первой схемы сравнения и информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с второй группой входов первой схемы сравнения, первыми группами входов второй и третьей схем сравнения и информационными входами третьего буферного регистра, выходы которого подключены к второй группе входов второй схемы сравнения, входы записи минимального порога устройства соединены с информационными входами первого регистра порога, выходы которого подключены к второй группе входов третьей схемы сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, второго и третьего буферных регистров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к входу счетчика номера канала, выходы которого соединены с информационными входами регистра номера канала, выходы которого явля— ются выходами номера канала, вход синхронизации регистра номера канала обьединен с входом синхронизации регистра экстремумов, информационные входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, а выходы являются выходами экстремума устройства, управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства С путем определения минимального экстремума и оперативного изменения уровня порога, в него введены второй

I регистр порога, четвертая схема сравнения, первый и второй элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем входы записи максимального порога устройства соединены с информационными входами второго регистра порога, вход записи которого подключен к входу записи первого регистра порога и управляющему входу устройства, а выходы — к первой группе входов четвертой схемы сравнения, вторая группа входов которой а подключена к выходам второго буфер" ного регистра, выходы превышения текущей выборки и равенства первой схемы сравнения подключены к входам первого элемента ИЛИ, выходы равенства и превышения последующей вы1150625 борки первой схемы сравнения подклю- чены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами превышения,последующей выборки второй схемы сравнения и выходом третьей схемы сравнения, выходы первого элемента И, превышения текущей выборки второй

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

Известно устройство для выделения 5 экстремальных чисел, содержащее и узлов сравнения, каждый из которых состоит из регистра, элемента И, узла связи, m узлов коммутации, каждый из которых состоит из эле- 10 ментов И и ИЛИ, и схему сравнения f1).

Однако данное устройство не может выделять локально-минимальное значение.

Наиболее близким к предлагаемо- 15 му по технической:сущности является устройство для определения локальных экстремумов, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, регистр порога, регистр номе- 20 ра канала, регистр экстремума, счетчик номера канала, блок управления, причем управляющий вход устройства соединен с входом запуска блока управления, информационный вход уст- 25 ройства соединен с информационным входом первого буферного регистра, выходы которого подключены к входам первой группы первой схемы сравнения и информационным входам второго бу- 30 ферного регистра, выходы которого соединены с информационными входами регистра экстремума, входами второй группы входов первой схемы сравнения, входами первой группы входов второй и третьей схем сравнения и информационными входами третьего буферного регистра, выход которого подключен к входам группы входов второй схемы .сравнения, схемы сравнения и четвертой схемы сравнения подключены к входам второго элемента И, выходы первого и . второго элементов И являются соответственно выходами наличия локального минимума и локального максимума уст-ройства и подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам синхронизации регистров экстремума и номера канала . входы. предварительной установки устройства соединены с информационными входами регистра порога, выходы которого подключены к входам второй группы входов третьей схемы сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, второго и третьего буферных регистров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу третьей схемы сравнения, пятый выход — с входом счетчика номера канала, выход которого соединен с информационными входами регистра номера канала, выход первой схемы сравнения подключен к входам синхронизации регистра номера канала и регистра экстремумов, выход второй схемы сравнения подключен к управляющему входу первой схемы сравнения.

Блок управления данного устройства содержит триггеры, элементы И, счетчик и дешифратор, причем вход запуска блока соединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров и входом

;установки в нулевое состояние счет-. чика, 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 управляющим

3 11506 входом дешифратора, четвертый выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго эле,мента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход такФ товых сигналов устройства соединен с вторым входом первого элемента И, а пятый выход дешифратора подключен 30 к входу установки в нулевое состояние первого триггера (2) .

Однако известное устройство определяет максимальный локальный экстремум и не позволяет оперативно из- 15 менять уровень порога, что значительно сокращает воэможности исследования функции и область применения устройства в системах управления.

Цель. изобретения — расширение об- щ ласти применения устройства путем .определения минимального экстремума и оперативного изменения уровня порога.

Поставленная цель достигается 2S тем, что в устройство для определения локальных экстремумов, содержащее три буферных регистра, три схемы сравнения, первый регистр порога, регистр номера канала, счетчик щ номера канала, регистр экстремума и блок управления, причем информационный вход устройства соединен с информационным входам первого буферного регистра, выходы которого подключены к первой группе входов первой схемы сравнения и информационным входам второго буферного регистра, выходы которого соединены с второй группой входов первой схемы сравнения4 первыми группами входов второй и третьей схем сравнения и информационными входами третьего буферного регистра, выходы которого. подключены к второй группе входов второй схемы 4 сравнения, входы записи минимального порога устройства соединены с информационными входами первого регистра порога, выходы которого подключены к второй группе входов

50 третьей схемы сравнения, первый, второй и третий выходы блока управления соединены с входами синхронизации первого, второго и третьего буферных регистров соответственно, четвертый выход блока управления подключен к входу счетчика номера канала. выходы которого .соединены с информа25 4 ционными входами регистра номера канала, выходы которого являются выходами номера канала, вход синхронизации регистра номера канала объединен с входом синхронизации регистра экстремумов, информационные входы которого соединены с выходами второго буферного регистра, а выходы являются выходами экстремума устройства, управляющий вход устройст ва соединен с входом запуска блока управления, введены второй регистр порога, четвертая схема сравнения, первый и второй элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем входы записи максимального порога устройства соединены с информационными входами второго регистра порога, вход записи которого подключен к входу записи первого регистра порога и управляющему входу устройства, а выходы — к первой группе входов четвертой схемы сравнения, вторая группа входов которой подключена к выходам второго буферного регистра, выходы превышения текущей выборки и равенства первой схемы равнения подключены к входам первоо элемента ИПИ, выходы равенства и евышения последующей выборки первой схемы сравнения подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами превышения последующей выборки второй схемы сравнения и выходом третьей схемы cpasнения, выходы первого элемента И, превышения текущей выборки второй схемы сравнения и четвертой схемы сравнения подключены к входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И являются соответственно выходами наличия лакальнога минимума и локального максимума устройства и подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам синхронизации регистров экстремума и номера канала.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. устройство содержит блох 1 управления, первый 2, второй 3 и третий 4 буферные регистры, первый 5 и второй б регистры порога, первую 7; вторую 8, третью 9 и четвертую f0 схемы сравнения, первый 11 и второй

1150625

" - "oop,п ак 1 1

5S Цикл работы устройства повторяется при поступлении очередного кода дискретной выборки исследуемой функции по импульсу запуска, подан12 элементы ИЛИ, первый 13 и второй 14 элементы И, третий элемент ИЛИ 15, регистр 16 экстремума, регистр 17 номера канала, счетчик 18 номера канала, вход 19 запуска (управляющий вход устройства), информационные входы 20 устройства, входы 21 и 22 записи минимального и максимального порогов, выход 23 наличия локального минимума, выход 24 наличия локального максимума, выход 25 регистра. экстремума и выход 26 регистра номера канала.

Блок управления выполнен аналогично блоку управления прототипа.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 16 экстремума, счетчик 18 номера канала, регистр 17 номера канала и буфер- 20 ные регистры 2 — 4 устанавливаются в нулевое состояние (вход установки не показан).

С каждым тактом поступления кода дискретной выборки исследуемой функции запускается блок 1 управления, который начинает формирование управляющих сигналов, и в регистры 5 и 6 порога записывается цифровой код порога (соответственно мини- ЗО мальный и максимальный).

Первый импульс управления осуществляет перезапись содержимого буферного регистра 3 в буферный регистр 4.

Второй, импульс управления осуществляет перезапись содержимого .буферного регистра 2 в буферный регистр 3.

Третин импульс управления осу- 40 ществляет прием очередного кода дискретной выборки исследуемой функции в буферный регистр 2.

Таким образом, буферные регистры обеспечивают прием входных кодов и последовательную их передачу от такта к такту в буферные регистры 3 и

4.При этом в буфернь х регистрах 4, 3 и 2 в каждом такте хранятся три смежных по номеру (N(<, Ni Nit<) выборки функ-S0 ции .

По четвертому импульсу управления осуществляется проверка выполнения условий идентификации локального экстремума для кода выборки, хранящейся в буферном регистре 3.

Такими условиями являются: для локального максимума где И„ ц„- значение максимального порога, для локального минимума

N< c N happ И 1 1 1,; (11

Указанные условия проверяются с помощью схем 7-10 сравнения, элементов ИЛИ 11, 12 и 15 и элементов

И 13 и 14. При этом на схеме 7 сравнения проверяется соотношение между выборками функции N, и N; (первый выход И1,< М;, второй выход М; = М;; третий выход N . ) Н;), на схеме 8 сравнения — соотношение между выборками функции И, и И; < (первый выход М; !,, второй вход N„ < И;„), на схеме 9 сравнения — соотношения между выборками М; и М„о„ „„„(выход

N < < М д„, „), на схеме 10 сравнения — соотношения между выборкой

1 1Ilop. Inane(blxo I Nдор.max)

Таким образом, проверкется наличие локального экстремума (минимум и максимум) каждой выборки, но в том такте работы устройства, когда она находится во втором буферном регистре.

При выполнении условия локального максимума или минимума на выходе элементов И 14 или И 13 соответственно формируется сигнал идентификации экстремума, который поступает на соответствующий выход и, кроме того, используется для локализации экстремума. Для этого сигнал через элемент ИЛИ 15 поступает на входы синхронизации регистра 16 экстремума и регистра 17 номера канала.

При этом осуществляется перезапись кода выборки из буферного регистра 3 в регистр !6 экстремума, а кода счетчика 18 номера канала — в регистр

17 номера канала.

По пятому импульсу управления осуществляется увеличение на единицу

| содержимого счетчика 18 номера канала.

Таким образом, в регистр 17 номера канала всегда записывается тот код который соответствует коду номера выборки функции, находящейся в буферном регистре 3.

1150625

Ю Цл ОЬЯЯЩОУ 493

Составитель Е. Иванова

Редактор 10, Ковач Техред З.Палий Корректор О. Тигор

Заказ 2144/37 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий t13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал НПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного на вход запуска блока 1 управления, При необходимости по этому импульсу запуска возможно поменять значения порогов. При этом на выполнение условия экстремума анализируется выборка, которая в предыдущем такте хранилась в буферном регистре 2, а в данном такте перемещается в буферный регистр 3, и содержимое счетчика соответствует номеру выборки, хранящейся в буферном регистре 3.

Применение изобретения по сравнению с устройством-прототипом позволяет расширить функциональные возможности устройства — определять не только максимальный, но и минималь- ный экстремум с темпом поступления очередной выборки функции, а также оперативно изменять уровни порогов.